9 Fotovoltaik Sistemlerin Çevresel Etkileri

Basitçe ifade etmek gerekirse, fotovoltaik sistemlerin çevresel etkilerini tartıştığımızda, güneş enerjisi sistemlerinin çevre üzerindeki etkilerini ele alıyoruz .

Güneş, yakın zamanda keşfedilmiş muazzam bir enerji kaynağıdır. Sürdürülebilir, temiz ve çevreye zarar vermeyen elektrik üretebilen bol kaynaklar sunar; bu da küresel ısınmaya katkıda bulunan hiçbir emisyonun olmadığı anlamına gelir.

Son yıllarda, geleneksel enerji kaynaklarının yerini alması umuduyla güneş enerjisinin küresel olarak kullanılmak üzere yakalanıp depolanabileceği keşfedildi. Herkesin dikkatinin daha yeşil enerji kaynaklarına kaymasıyla birlikte güneş enerjisi giderek daha önemli hale geldi.

Şu anda güneş enerjisi küresel elektrik üretiminin %1.7'sini oluşturuyor. Hem üretim teknikleri hem de kullanılan malzemeler önemli ilerlemeler kaydetti.

Fotovoltaik Sistemlerin Çevresel Etkileri

Güneş enerjisinin gerçek anlamda temiz bir enerji kaynağı olarak kullanılabilmesi için, hâlâ bazı çevresel engellerin aşılması gerekiyor. Aralarında

  • Arazi kullanımı
  • Su kullanımı
  • Su, Hava ve Toprak Kaynakları Üzerindeki Etkiler
  • Tehlikeli maddeler
  • Güneş Paneli Üretimi
  • Yarı İletken Temizleme
  • Kirleticiler ve Güneş Atıkları
  • Madenciliğin Çevresel Riskleri
  • Güneş Panellerinin Taşınmasının Çevresel Etkisi 

1. Arazi Kullanımı

Büyük ölçekli güneş enerjisi santralleri, konumlarına bağlı olarak habitat kaybı ve arazi bozulması konusunda endişelere yol açabilir. Gerekli toplam arazi alanı, teknolojiye, konuma, topografyaya ve güneş enerjisi kaynağının yoğunluğuna göre değişir.

Hizmet ölçekli fotovoltaik sistemlerin megavat başına 3.5 ila 10 dönüm arasında ihtiyaç duyduğu tahmin edilirken, CSP tesislerinin megavat başına 4 ila 16.5 dönüm arasında ihtiyaç duyduğu tahmin edilmektedir.

Güneş enerjisi tesislerinin tarımsal kullanımlarla bir arada var olma şansı rüzgar tesislerine göre daha azdır. Ancak hizmet ölçeğinde güneş enerjisi sistemleri, kahverengi alanlar, eski maden sahaları veya mevcut iletim ve trafik hatları gibi daha az tercih edilen alanlara kurularak çevre üzerindeki olumsuz etkilerini azaltabilir.

Daha küçük solar PV dizilerinin arazi kullanımı üzerinde daha az etkisi vardır ve konut veya ticari mülklere kurulabilir.

2. Su Kullanımı

Güneş fotovoltaik hücreleri suya ihtiyaç duymadan elektrik üretebilmektedir. Yine de diğer üretim süreçlerinde olduğu gibi güneş enerjisi PV bileşenlerinin üretiminde de bir miktar su kullanılıyor.

Diğer termik santrallerde olduğu gibi, yoğunlaştırılmış güneş enerjisi santrallerinde (CSP) de soğutma için su gereklidir . Soğutma sisteminin türü, santralin konumu ve tasarımı, kullanılan su miktarını etkiler.

Üretilen her megavatsaatlik enerji için, soğutma kuleleri ve ıslak devridaim teknolojisine sahip CSP tesisleri 600-650 galon suyu uzaklaştırıyor. Su buhar olarak kaybolmadığından, tek geçişli soğutma teknolojisi kullanan CSP tesisleri daha yüksek su çekme seviyelerine sahiptir ancak genel su kullanımı daha düşüktür.

CSP tesislerinde kuru soğutma teknolojisi uygulandığında neredeyse %90'a yakın daha az su kullanılıyor. Ancak daha düşük verimlilik ve artan giderler, bu su tasarruflarıyla ilişkili maliyetlerdir. Ayrıca kuru soğutma tekniğinin verimliliği 100 Fahrenheit derecenin üzerinde önemli ölçüde azalır.

3. Su, Hava ve Toprak Kaynakları Üzerindeki Etkiler

Büyük ölçekli güneş enerjisi tesisi geliştirme, drenaj yollarını değiştiren, toprağı sıkıştıran ve erozyonu artıran tesviye ve temizlemeyi gerektirir.

Kurak bölgelerde merkezi kuleli soğutma sistemlerinin su tüketimi endişe kaynağıdır çünkü artan su talebi mevcut kaynaklar üzerinde baskı oluşturabilir ve tesislerden kimyasal sızıntılara yol açarak yeraltı sularını veya çevredeki alanı kirletebilir.

Güneş enerjisi tesisleri inşa etmek, herhangi bir büyük endüstriyel kompleksin geliştirilmesine benzer şekilde, hava kalitesine yönelik riskler oluşturabilir. Bu tehlikeler arasında toprakla taşınan hastalıkların yayılması ve su kaynaklarını kirleten havadaki partikül maddelerin artması yer alıyor.

4. Tehlikeli Maddeler

PV hücre üretim sürecinde birçok tehlikeli bileşik kullanılmaktadır; Bu malzemelerin çoğunluğu yarı iletken yüzeyi temizlemek ve saflaştırmak için kullanılır. Bu maddeler hidroklorik asit, sülfürik asit, nitrik asit, hidrojen florür, 1,1,1-trikloroetan ve asetonu içerir.

Genel yarı iletken işinde kullanılanlarla karşılaştırılabilirler. Hücrenin türü, gereken temizleme derecesi ve silikon levhanın boyutu, kullanılan kimyasalların miktarını ve türünü etkiler.

Silikon tozunu soluyan işçiler için endişeler var. İşçilerin toksik kimyasallara maruz kalmasını önlemek ve üretim atıklarının uygun şekilde bertaraf edilmesini garanti etmek için PV üreticilerinin ABD kurallarına uyması gerekmektedir.

Geleneksel silikon fotovoltaik hücrelerle karşılaştırıldığında ince film PV hücreleri, galyum arsenit, bakır-indiyum galyum diselenit ve kadmiyum tellür gibi daha birçok tehlikeli bileşen içerir. Bu öğelerin yetersiz şekilde kullanılması ve imha edilmesi, çevre veya halk sağlığı açısından önemli riskler oluşturabilir.

Bu nedenle üreticiler, bu son derece değerli ve sıklıkla nadir bulunan malzemelerin atılmak yerine geri dönüştürülmesini sağlamak için mali motivasyona sahiptir.

5. Güneş Paneli Üretimi

Güneş panellerinin üretimi , endüstriyel malzemeler, fosil yakıtlar ve büyük miktarda su dahil olmak üzere birçok kaynak kullanmaktadır. Güneş panellerinin üretiminde kullanılan ana enerji kaynağı, doğrudan daha yüksek karbon emisyonlarıyla ilişkili olan kömürdür.

Güneş panellerinin yapımı sürecinde hem sodyum hidroksit hem de hidroflorik asit kullanılır. Her ikisi için de tehlikeli atık suyun taşınması ve ortadan kaldırılmasına ilişkin katı kurallar gereklidir. Bu arada güneş paneli üreten tesislerde çalışanların da bu tehlikeli maddelerden korunması gerekiyor. Bu, kontrollü korumaları gerektirir.

Araştırmalara göre üretim sürecinde silikon parçacıkları çevreye salınıyor ve bunlarla temas ettiği bilinen kişilerde silikoza neden oluyor. Üretim sürecinde silikon parçacıklarına maruz kalan kişilerde silikoz gelişebileceği gösterilmiştir.

6. Yarıiletken Temizleme

Fotovoltaik (PV) hücreler, toksik kimyasal maddeler kullanılarak temizlenen yarı iletken plakalardan yapılmıştır. Bunlar sülfürik ve hidroflorik asitlerden oluşur.

Hasarı ortadan kaldırmak ve uygun yüzey dokusunu oluşturmak için bu temizleme işlemi çok önemlidir. Hidroflorik asit ise dokuyu aşındırabilir ve kemiklerin kireçlerini çözebilir, bu da korunmasız bir kişi için ölümcül olabilir. Çok dikkatli bir şekilde kullanılmalı ve imha edilmelidir.

Sodyum hidroksitin işlenmesi ve imha edilmesi daha kolay olduğundan ve çalışanların sağlığı açısından daha az risk oluşturduğundan daha güvenli bir seçenek olabilir.

7. Kirleticiler ve Güneş Atıkları

Kurulan ilk birkaç panel setinin kullanım süresi henüz dolmaya başladığından, eskimiş güneş panellerinin geri dönüştürülmesi sorunu pek fazla ilgi görmedi. Son kullanma tarihi geçmiş fotovoltaik panellerin kullanımı artık son kullanma tarihleri ​​yaklaştığında kritik bir sorun haline geliyor.

Her ikisinin de kansere yol açtığı bilinen güneş panellerinde kurşun ve kadmiyum bulunmasına rağmen, bunlar esasen camdan oluşuyor. Sonuç olarak kirleticilerin güvenliği konusunda endişeler var. Kirliliğin giderilmesi, bu bileşenlerin geri dönüştürülmesi için ekstra maliyet gerektirecektir.

Günümüzde, kullanım ömrü dolmuş güneş panelleri, kolayca yeniden kullanılamadıkları için sıklıkla çöplüklere atılıyor. Paneller zararlı kimyasallar içerdiğinden, bu yöntem önemli çevresel tehlikeler içeriyor.

Yağmur suyunun kadmiyumu boşaltma ve temizleme potansiyeli vardır; kadmiyum daha sonra toprağa sızarak çevreyi kirletir.

8. Madenciliğin Çevresel Riskleri

Modern teknolojinin büyük çoğunluğu, üretiminde nadir bulunan mineralleri kullanıyor. Buna benzer şekilde fotovoltaik paneller de bu nadir minerallerin 19'undan fazlasını kullanır.

Bunlar dünyanın birçok yerinde titizlikle toplanan sınırlı kaynaklardır. Ülkeler yenilenebilir enerji üretimini artırmaya ve tüketicilerin teknolojiye olan talebini karşılamaya çalışırken, bu minerallere inanılmaz derecede yüksek bir talep var.

Araştırmalar, fotovoltaik panellerde kullanılan bir bileşen olan indiyumun, muazzam talebi karşılamaya ve bu yeşil devrimi körüklemeye yetecek kadar olmayacağını gösteriyor.

Bu sonuçlar endişe verici ve madenciliğin etkisi onları daha da vahim hale getiriyor. Madenciliğin obruk oluşumuna, biyolojik çeşitlilik kaybına ve son derece asidik metal atıklarla komşu su kaynaklarının zehirlenmesine neden olduğu kanıtlanmıştır .

9. Güneş Panellerinin Taşınmasının Çevresel Etkisi 

Güneş panellerinden kaynaklanan ulaşım kaynaklı emisyonlar ek bir sorun teşkil etmektedir. Dünyanın her yerinde üretilmelerine rağmen, güneş panelleri çoğunlukla Çin, Amerika Birleşik Devletleri ve Avrupa'da üretilmektedir. Dahası, bir ülkede üretilen güneş panellerinin parçalarının başka bir ülkeye gönderilmesi gerekebilir.

Dürüst olmak gerekirse, herhangi bir güneş panelinin üretim sürecinin her aşamasıyla ilişkili kesin karbon ayak izini tahmin etmek zordur . Güneş paneli üretiminin çevre üzerindeki etkileri kapsamlı bir şekilde incelenmemiş veya belgelenmemiştir.

Ancak, raporlara göre, Malzeme Araştırma Şeffaflığı Koalisyonu, güneş panellerinin madenciliği, üretimi ve nakliyesinin karbon ayak izlerini ölçmeyi ve açıklamayı amaçlıyor.

Güneş panellerinin üretiminde ortaya çıkan karbon emisyonu miktarının, geleneksel enerji tesislerine kıyasla ve kömür madenciliği , kaya gazı çıkarma veya petrol sondajına kıyasla çok daha düşük olması dikkat çekicidir.

Ancak güneş panelleriyle ilgili ortak bir sorun, çıktının ötesine geçen tipik 25 yıllık ömründen sonra onlara ne olacağıdır.

Sonuç

Güneş enerjisi kusursuz olmasa da genel olarak olumlu net çevresel ve finansal etkiye sahiptir.

Evet, güneş paneli madenciliği ve üretimi çok büyük miktarda enerji gerektirir ve evet, süreç kimyasalların kullanımını içerir. Ancak verilerin gösterdiğinin aksine bu iki tartışılmaz gerçek, güneş panellerinin net bir olumsuz etkiye sahip olduğu anlamına gelmiyor.

İki yıldan kısa bir sürede güneş paneli üretmek için kullanılan enerji geri kazanılacak. Üretim ve işleme aşamalarında güneş enerjisi dikkate alındığında bile üretilen emisyonlar, aynı miktarda enerjinin fosil yakıtlar kullanılarak üretildiği duruma göre 3 ila 25 kat daha düşüktür. 

Güneş enerjisinin kullanılması, başta kömür olmak üzere herhangi bir fosil yakıtın kullanılmasına göre daha az emisyona sahiptir ve bu da onu çok avantajlı bir teknoloji haline getirmektedir.

Öneriler