9 太陽光発電システムの環境への影響

簡単に言えば、私たちは次のような影響について議論しています。 太陽エネルギーシステム 太陽光発電システムの環境への影響について議論するときは、環境についても考慮してください。

太陽は、つい最近発見されたばかりの巨大なエネルギー源です。生産できる豊富なリソースを提供します。 持続可能でクリーンな無公害の電力に寄与する排出物がないことを意味します。 地球温暖化.

近年、太陽エネルギーが捕らえられ、世界中で使用できるように貯蔵され、最終的に従来のエネルギー源に取って代わられる可能性があることが判明した。皆の関心がより環境に優しいエネルギー源に移っているため、太陽エネルギーはますます重要になっています。

現在、太陽エネルギーは世界の電力生産量の 1.7% を占めています。製造技術と使用される材料の両方が大幅に進歩しました。

太陽光発電システムの環境への影響

太陽エネルギーを真にクリーンなエネルギー源として利用する前に、いくつかの環境障害に対処する必要があります。その中には、

• 土地の使用
• 水の使用
• 水、空気、土壌資源への影響
• 危険物
• 太陽光パネルの生産
• 半導体洗浄
• 汚染物質と太陽廃棄物
• 鉱山の環境リスク
• ソーラーパネルの輸送による環境への影響 

1. 土地利用

大規模な事業規模の太陽光発電施設では、次のような懸念が生じる可能性があります。 生息地の喪失 および 土地の劣化、場所に応じて異なります。必要な総土地面積は、技術、場所、地形、太陽資源強度によって異なります。

実用規模の太陽光発電システムには 3.5 メガワットあたり 10 ～ 4 エーカーが必要と推定されていますが、CSP 施設には 16.5 メガワットあたり XNUMX ～ XNUMX エーカーが必要と推定されています。

太陽光発電設備は風力発電設備に比べて農業用途と共存できる可能性が低いです。しかし、実用規模の太陽光発電システムは、ブラウンフィールド、鉱山跡地、既存の送電線や交通線など、あまり望ましくない地域に設置することで、環境への悪影響を軽減できます。

小型の太陽光発電アレイは土地利用への影響が少なく、住宅または商業用地に設置できます。

2. 水の使用

太陽電池は水を必要とせずに発電できます。それでも、他の製造プロセスと同様に、太陽光発電コンポーネントの製造にもある程度の水が利用されます。

濃縮したものを冷却するために水が必要です 太陽熱発電所 (CSP)、他の火力発電所と同様です。冷却システムの種類、プラントの場所、プラントの設計はすべて、使用される水の量に影響します。

冷却塔と湿式再循環技術を備えた CSP プラントでは、発電量が 600 メガワット時ごとに 650 ～ XNUMX ガロンの水を除去します。水は蒸気として失われないため、貫流冷却技術を使用する CSP 施設では取水レベルは高くなりますが、全体的な水使用量は低くなります。

乾式冷却技術を導入すると、CSP 施設で使用される水がほぼ 90% 削減されます。ただし、これらの節水に伴うコストは、効率の低下と経費の増加です。さらに、乾式冷却技術の効率は華氏 100 度を超えると劇的に低下します。

3. 水、空気、土壌資源への影響

大規模な太陽光発電施設の開発には整地と開墾が必要ですが、これにより排水経路が変更され、土壌が圧縮され、浸食が増加します。

乾燥した環境では、冷却用のセントラルタワーシステムによる水の消費が懸念されます。水需要の増加により利用可能な供給に負担がかかり、施設からの化学物質の流出につながる可能性があるためです。 地下水を汚染する またはその周辺地域。

太陽光発電施設の建設は、大規模な工業団地の開発と同様に、大気の質にリスクをもたらす可能性があります。これらの危険には、土壌によって媒介される病気の蔓延や、水道を汚染する浮遊粒子状物質の増加などが含まれます。

4. 危険物

太陽電池の製造プロセスでは多くの有害な化合物が使用されています。これらの材料の大部分は、半導体表面の洗浄と浄化に使用されます。これらの物質には、塩酸、硫酸、硝酸、フッ化水素、1,1,1-トリクロロエタン、アセトンなどが含まれます。

一般的な半導体事業で利用されているものと同等です。セルの種類、必要な洗浄の程度、シリコンウェーハのサイズはすべて、使用する化学薬品の量と種類に影響します。

シリコン粉塵を吸い込む労働者にとっては懸念があります。労働者の有毒化学物質への曝露を防止し、製造廃棄物の適切な処理を保証するために、太陽光発電メーカーは米国の規則に従うことが求められています。

従来のシリコン太陽電池と比較して、薄膜太陽電池には、ガリウムヒ素、二セレン化銅インジウムガリウム、テルル化カドミウムなど、さらにいくつかの危険な成分が含まれています。これらの品目の取り扱いや廃棄を不適切に行うと、環境や公衆衛生に重大なリスクをもたらす可能性があります。

したがって、製造業者は、これらの非常に貴重で、まれな材料が廃棄されるのではなく、確実にリサイクルされるようにするという経済的な動機を持っています。

5. 太陽光パネルの製造

の製造 太陽電池パネル 産業資材、化石燃料、大量の水など、多くの資源を使用します。ソーラーパネルの製造に利用される主なエネルギー源は石炭であり、炭素排出量の増加に直接関係します。

ソーラーパネルの製造過程では、水酸化ナトリウムとフッ化水素酸の両方が使用されます。どちらの場合も、有害な廃水の処理と除去に関する厳格な規則が必要です。それまでの間、ソーラーパネルを生産する施設の労働者は、これらの危険物質から保護される必要があります。これには制御された安全措置が必要です。

研究によると、製造プロセス中にシリコン粒子が環境中に放出され、それらに触れたことが知られている人々に珪肺症を引き起こすとされています。製造プロセス中にシリコン粒子にさらされた人は珪肺を発症する可能性があることが実証されています。

6. 半導体洗浄

太陽電池 (PV) 電池は、有毒な化学物質を使用して洗浄された半導体ウェーハで作られています。これらは硫酸とフッ化水素酸から構成されます。

損傷を除去し、適切な表面質感を作り出すために、この洗浄プロセスは非常に重要です。一方、フッ化水素酸は組織を腐食し、骨を脱灰する可能性があり、保護されていない人にとっては致命的となる可能性があります。非常に慎重に取り扱い、廃棄する必要があります。

水酸化ナトリウムは取り扱いと廃棄が簡単で、従業員の健康へのリスクが少ないため、より安全な選択肢と考えられます。

7. 汚染物質と太陽廃棄物

最初に設置された数セットのパネルの有効期限が切れ始めているため、古いソーラーパネルのリサイクルの問題はあまり注目を集めていません。太陽光発電パネルの使用期限が近づき、その処理が重要な課題となっています。

太陽光パネルには鉛とカドミウムが含まれており、どちらも発がん性があることが知られていますが、それらは主にガラスで構成されています。その結果、汚染物質の安全性が懸念されています。これらのコンポーネントをリサイクルするには、不純物の除去に追加の費用がかかります。

現在、古くなったソーラーパネルは頻繁に廃棄されています。 埋め立て地 簡単に再利用できないからです。パネルには有害な化学物質が含まれているため、この技術には重大な環境上の危険が伴います。

雨水はカドミウムを放出して洗い流す可能性があり、その後土壌に浸透して周囲の環境を汚染します。

8. 鉱山の環境リスク

現代のテクノロジーの大部分は、その製造に希少な鉱物を使用しています。これと同様に、太陽光発電パネルには 19 種類以上の珍しい鉱物が使用されています。

これらは、世界中のさまざまな場所で熱心に収穫されている限りある資源です。各国が再生可能エネルギーの生産量を増やし、技術に対する消費者の需要を満たすことに努めているため、これらの鉱物に対する需要は非常に高まっています。

研究によると、太陽光発電パネルに使用される成分であるインジウムが、膨大な需要を満たし、この緑の革命を促進するのに十分ではないことが示されています。

これらの結果は憂慮すべきものですが、マイニングの影響によりさらに憂慮すべき結果が生じています。採掘によって陥没穴が発生することが実証されており、 生物多様性の損失、および極度の酸性金属廃棄物による近隣の水流の汚染。

9. ソーラーパネルの輸送による環境への影響 

輸送関連の排出 ソーラーパネルからの電力供給はさらなる問題を引き起こします。ソーラーパネルは世界中で作られていますが、主に中国、米国、ヨーロッパで生産されています。さらに、ある国で製造されたソーラーパネルの部品を別の国に輸送する必要がある場合もあります。

正直なところ、正確に見積もるのは困難です カーボンフットプリント あらゆる種類のソーラーパネルの製造プロセスの各ステップに関連しています。太陽電池パネルの生産が環境に及ぼす影響については、十分な研究や文書化が行われていません。

しかし、報道によると、 材料研究の透明性に関する連合 は、太陽光パネルの採掘、製造、輸送による二酸化炭素排出量を定量化し、開示しようとしています。

注目すべき点は、ソーラーパネルの製造時に発生する炭素排出量が従来のエネルギー施設よりもはるかに少ないことです。 石炭鉱業, frackingまたは 石油の掘削.

しかし、太陽電池パネルに共通する問題は、出力を超えた、標準的な 25 年の寿命を過ぎた後にパネルがどうなるかということです。

まとめ

太陽エネルギーは完璧ではありませんが、一般に、環境と経済に正味の影響を与えます。

はい、ソーラーパネルの採掘と生産には膨大な量のエネルギーが必要で、そのプロセスには化学物質の使用が含まれます。しかし、データが示していることに反して、これら 2 つの議論の余地のない事実は、ソーラー パネルが正味でマイナスの影響を与えることを意味するものではありません。

3 年以内に、ソーラー パネルの製造に使用されたエネルギーが回収されます。生産および加工段階で太陽エネルギーを考慮した場合でも、生成される排出量は、化石燃料を使用して同じ量のエネルギーを生産する場合に比べて 25 ～ XNUMX 分の XNUMX です。 

太陽エネルギーの利用は、化石燃料、特に石炭を利用するよりも排出量が少なく、非常に有利な技術となっています。

提言

• ポータブルソーラーソリューションでエネルギー停電に取り組む
  .
• 太陽光発電が成長を続ける中、どこでも期待できます
  .
• 再生可能エネルギーの奨励金はどのように機能しますか?
  .
• 13 工業的農業が環境に与える影響
  .
• 太陽、風、波の利用: 気候変動との戦いにおける再生可能エネルギーの役割