Когда мы говорим о возобновляемых источниках энергии, невозможно не упомянуть самый изобильный доступный нам источник: солнце. Количество солнечной энергии, произведенной всего за один час, может обеспечить годовой запас электроэнергии для всего мира! С таким безграничным ресурсом неудивительно, что правительства адаптируют наше глобальное энергоснабжение к солнечной энергии. Но, как и во всем остальном, есть также преимущества и недостатки солнечной энергии, которые следует учитывать, в том числе, является ли солнечная энергия более вредной для окружающей среды, чем мы думали вначале.
По мере того, как все больше населения мира получает доступ к электричеству, спрос на дешевую энергию возрастает. Этот спрос привел к возникновению экономики, которая в значительной степени зависит от ископаемого топлива, которое создает выбросы парниковых газов, которые в настоящее время приводят к перегреву нашей планеты.
Параллельно работают постоянные разработки в области технологий и автоматизации, которые вызывают потребность в еще большей мощности.
Все это означает, что устойчивые источники энергии важны как никогда.
Чистая и возобновляемая солнечная энергия может помочь преодолеть разрыв в ископаемом топливе, обеспечивая при этом доступ к электричеству для всех. Фактически, прямо сейчас солнечная энергия является самой быстрорастущей формой возобновляемой энергии во всем мире.
Но, несмотря на ценные преимущества использования солнечной энергии для удовлетворения наших потребностей в электроэнергии, это не только солнечный свет и радуга.
Солнечная энергия, как и все формы производства энергии, имеет собственный углеродный след. Фактически, ни один возобновляемый источник энергии еще не является чистым на 100%. Когда вы учитываете, как материалы добываются, производятся, транспортируются и используются, мы внезапно обнаруживаем скрытые затраты. И это еще до того, как мы даже начали говорить об утилизации ...
Как работает солнечная энергия?
Чтобы лучше понять, как сбор и использование солнечной энергии влияет на окружающую среду, давайте сначала вернемся к тому, как работают солнечные панели.
Солнечные электрические панели, также известные как фотоэлектрические, отвечают за улавливание солнечной энергии и преобразование ее в полезную электроэнергию. Они состоят из небольших блоков, называемых солнечными элементами, которые сделаны из полупроводниковых материалов, обычно кремния.
Когда солнечный свет попадает на этот материал, он заставляет частицы света или фотоны сбивать свободные электроны, тем самым создавая поток электричества.
Хотя солнечные панели не обязательно должны быть солнечными, чтобы улавливать свет, они лучше работают в более солнечных местах.
Для работы панелей необходимо создать электрическое поле, и это достигается за счет использования других материалов, таких как бор и фосфор, в сочетании с кремнием для создания положительных и отрицательных зарядов. Фотоэлектрические элементы состоят из монокристаллического кремния (который более эффективен и дороже) и поликристаллического кремния, который дешевле, но имеет меньшую эффективность.
Солнечные панели состоят из следующих элементов:
- Этиленвинилацетат или ЭВА в качестве термостойкого и влагостойкого покрытия
- Полимерный задний лист для регулирования температуры
- Стеклянный лист для защиты от ударов
- Алюминиевая рама
- Распределительная коробка как центральная система
Для производства одного солнечного модуля требуется значительное количество энергии.
Это верно для всех этапов солнечной энергетики, включая добычу, производство, транспортировку, вывод из эксплуатации и демонтаж.
Полная зависимость от солнечной энергии зависит от решения двух основных проблем:
- Неравномерное распределение солнечного света по миру
- Несостоятельность его подачи
Это означает, что хранение и эффективность солнечных панелей – два очень важных фактора.
Хорошая новость заключается в том, что технологии солнечной энергии быстро развиваются – такие инновации, как новый тип солнечных элементов или новый тип материала для кремниевых солнечных элементов, могут навсегда изменить правила игры.
Читайте подробно о том, как работают солнечные панели: https://znanie-svet.ru/kak-rabotayut-solnechnyye-paneli/
Преимущества солнечной энергии
У солнечной энергии много преимуществ, но солнечная энергия по-прежнему вызывает много вопросов относительно ее экологической ценности, как и сейчас.
Но давайте сначала посмотрим на экологические и финансовые преимущества солнечной энергии:
Солнечная энергия снижает выбросы углерода
Поскольку солнечная энергия в основном полагается на солнце, основным способом положительного воздействия солнечной энергии на окружающую среду является сокращение выбросов углерода и парниковых газов. В отличие от ископаемого топлива, солнечная энергия не использует загрязняющих веществ и не нуждается в других ресурсах, кроме чистой воды.
Солнечные панели уменьшают зависимость от национальной энергосистемы… и ваши выбросы углерода
Использование солнечной энергии помогает значительно сократить потребление электроэнергии из национальной сети. По данным Energy Saving Trust, средний дом, использующий фотоэлектрическую (PV) систему, может сократить выбросы углерода на 1,3–1,6 тонны в год.
Солнечная энергия устойчива
Поскольку население мира продолжает расти, эти ресурсы скоро исчезнут. Поскольку энергия поступает от солнца, источник энергии солнечной системы безграничен, пока существует солнце.
Это снижает нагрузку на ограниченные ресурсы, такие как уголь, нефть и природный газ, которые способствуют глобальному потеплению.
Солнечные панели долговечны
Хотя есть много возможностей для улучшения производственного процесса, солнечные технологии долговечны – около 30 лет при относительно низких затратах на техническое обслуживание.
Конечно, это тоже в конечном итоге приносит пользу окружающей среде, поскольку меньше необходимости в замене и обслуживании, что может привести к большому количеству отходов.
Читайте подробно о том, каков срок службы солнечных панелей: https://znanie-svet.ru/srok-sluzhby-solnechnykh-paneley/
Солнечная энергия снижает загрязнение воды
Как и любой производственный процесс, изготовление солнечных панелей требует использования воды.
Однако общее количество воды, необходимое для солнечной энергии, по-прежнему значительно меньше, чем для других источников энергии, которым вода нужна для охлаждения.
Солнечная энергия увеличивает стоимость недвижимости
Каждый киловатт установленной солнечной энергии увеличивает общую стоимость перепродажи недвижимости.
Солнечные технологии, безусловно, можно рассматривать как долгосрочное вложение для домовладельца.
Может использоваться на малоиспользуемых землях
Солнечные панели могут быть размещены практически где угодно, а это означает, что земля или жилые районы могут использоваться для солнечных панелей, не нарушая слишком сильно жизнь в дикой природе.
Солнечная энергия обеспечивает доступную электроэнергию для пользователей вне сети
Солнечная энергия делает электроэнергию доступной для пользователей, которые живут в отдаленных районах и не всегда могут иметь к ней доступ, если у них есть доступ к солнечному свету.
Недостатки солнечной энергии
Несмотря на способность солнечных электростанций вырабатывать электроэнергию, нагревать и опреснять воду, стоимость и эффективность по-прежнему являются ключевыми препятствиями, мешающими ее распространению во всем мире.
В то время как системы солнечных панелей в конечном итоге окупают свои затраты, срок службы технологии, как правило, в значительной степени игнорируется. По сути, солнечные панели должны пройти правильный процесс переработки, но часто этого не происходит.
При рассмотрении энергии, необходимой для добычи, производства и утилизации, возникает много вопросов о том, действительно ли солнечная энергия чиста.
Аккумуляторы для солнечных панелей
Наряду с этими недостатками солнечной энергии существует также проблема аккумуляторов.
Аккумуляторы высокой эффективности необходимы, чтобы позволить странам с низким временем солнечного света хранить солнечную энергию, которую они собирали, на потом.
Батареи содержат ряд химикатов – литий, цинк (анод), марганец (катод) и калий – которые необходимо добыть.
Именно здесь влияние солнечной энергии на окружающую среду начинает становиться неясным.
Хотя мы еще далеки от того, чтобы полностью использовать экологически чистые источники энергии, мы, безусловно, добились значительного прогресса за последнее десятилетие, особенно после Парижского соглашения 2016 года.
Но мы должны действовать осторожно. Важно взвесить преимущества солнечной энергии, признавая при этом потенциальные недостатки солнечной энергии и ее влияние на окружающую среду.
Читайте подробно о плюсах и минусах солнечной энергии: https://znanie-svet.ru/solnechnaya-energiya-plyusy-i-minusy/
Утилизация солнечных панелей
Если солнечные панели повреждены, возможно, их потребуется заменить. Так что же происходит с солнечной панелью, которую выводят из эксплуатации?
Утилизация и переработка солнечных панелей вызывает беспокойство, поскольку может представлять серьезную опасность для окружающей среды. Этот вопрос особенно важен, поскольку отрасль солнечной энергетики продолжает расти.
По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), количество отходов солнечных панелей может достигнуть 78 миллионов тонн к 2050 году, и в мире может ежегодно образовываться 6 миллионов тонн новых солнечных отходов.
Утилизация и переработка солнечных панелей еще не полностью изучены и остаются сложным процессом.
Для восстановления материалов, используемых в производстве солнечных панелей, таких как кремний и серебро, требуются более сложные решения. В противном случае эти модули могут оказаться на свалках.
После того, как эти модули отправляются на свалки, ценные материалы выбрасываются.
Обычные свалки также не оборудованы на случай выщелачивания. Выщелачивание, при котором опасные материалы попадают в почву, является важным риском, который следует учитывать в случае повреждения или утилизации солнечных панелей.
Как сделать солнечные панели устойчивыми?
Чтобы переработка солнечных панелей была успешной, материалы, из которых они были изготовлены, должны оставаться пригодными для использования в конце их срока службы, десятилетия спустя.
Хотя с такими материалами, как металл и проводка, может быть проще, кремнию нужны специальные решения, которые могут потребовать его расплавления.
Стекло также иногда содержит примеси, такие как кадмий, сурьма и свинец.
Разделение материалов и возможность их уникальной переработки представляет собой обременительный и потенциально дорогостоящий процесс – еще одна проблема, с которой отрасль солнечной энергетики должна столкнуться как можно скорее.
Солнечная энергия – это хорошо или плохо?
В конечном итоге солнечная энергия полезна для окружающей среды. По мере того, как появляется все больше политик и становится доступно больше решений по переработке, мир, полностью работающий на солнечной энергии, не так уж далек от реальности.
Некоторые организации, такие как Recycle Solar в Великобритании и Veolia в США, начали выступать в роли специалистов по переработке солнечных панелей, стремясь сделать этот процесс комплексным и широко распространенным.
Производство, утилизация и переработка остаются сложными областями, прежде чем солнечные энергетические системы смогут быть полностью адаптированы. Поскольку технологии стремительно развиваются, есть надежда на то, что этот возобновляемый источник преодолеет эти проблемы.
Если вы заинтересованы в установке солнечных панелей в своем доме, знайте, что вы значительно сократите свой углеродный след.
Мы часто обнаруживаем, что помимо установки солнечных панелей, разумное их сочетание с такими технологиями, как воздушное тепло, может значительно повысить эффективность дома при одновременном снижении счетов за электроэнергию на целых 64%.
