Вред от солнечных батарей для экологии: детальный разбор

Вред от солнечных батарей для экологии детальный разбор фото
Вред от солнечных батарей для экологии: детальный разбор

Солнечная энергетика — чрезвычайно перспективный метод получения дешевой электроэнергии. Во-первых, это связано с неисчерпаемостью источника (термоядерные реакции на Солнце будут проходить еще, по меньшей мере, 5 миллиардов лет). Во-вторых, полупроводниковые модули славятся долговечностью, эффективностью, большой прочностью и безопасностью в процессе эксплуатации. Но процесс производства, а также утилизации отработавших свой срок службы солнечных батарей вызывает у экологов ряд вопросов по уровню нанесения вреда экологии.

Основные проблемы и вред солнечных батарей

Основу батарей составляют фотоэлементы – полупроводники, которые преобразуют солнечное излучение в электричество. Для большинства панелей основным используемым материалом является дешевый и повсеместно встречающийся кремний. Такие фотоэлектрические элементы составляют коло 80% рынка продаж. В остальных модулях применяются пленки на основе органики, редкоземельных химических элементов и их различных соединений.

  1. Первая проблема. Заключается в том, что для создания одной стандартной фотоэлектрической ячейки необходимо синтезировать и переработать около 4 кг токсичного алюмофторида натрия. Пары этого соединения могут вызывать серьезные заболевания нервной системы, кожи и слизистых оболочек. Недопущение попадания токсичных испарений и канцерогенов в атмосферу достигается путем установки на заводах специальных нейтрализующих фильтров. Это требует дополнительных финансовых расходов, но иного пути сделать процесс производства солнечных батарей экологически безопасным не существует.
  2. Вторая проблема связана с производством тонкопленочных панелей. Для изготовления этого типа фотоэлементов используют опасные для здоровья кадмий, галлий, германий и мышьяк. Вред от солнечных панелей для экологии зависит от разновидности используемых токсичных элементов, а также технологических процессов их производства и утилизации. Поэтому на заводах фотогальваники важно не допустить попадания канцерогенных химических элементов в окружающую атмосферу и грунт, что может привести к серьезным нарушениям, связанным со здоровьем всех живых организмов.

Воздействие химикатов на организм может привести:

  • к ослаблению иммунитета;
  • нарушению фертильности (способности производить здоровое потомство);
  • увеличению общей смертности;
  • замедление роста и развития детей и т.д.

Солнечная энергетика постоянно развивается и совершенствует свои технологии, а ученые активно ищут способы предотвратить любые проблемные ситуации. Поэтому не исключено, что в скором будущем производство солнечных батарей станет полностью безопасным для экологии.

Какие главные преимущества модулей?

Химически активные и потенциально опасные для здоровья вещества находятся в модулях в безопасных комбинациях и полностью запаяны в герметичную оболочку из закаленного стекла или сверхпрочных полимеров. Разрушение элементов путем внешнего воздействия практически также невозможно – каждый из элементов проходит предпродажные испытания в экстремальных условиях – имитациях пылевых бурь, тропических ливней, ударного воздействия камней и крупных градин и т.д.

Механическая статическая и динамическая прочность современных батарей настолько высока, что в некоторых регионах они используются сразу в качестве сверхпрочной «солнечной» кровли.

Преимущества использования гелиоэлементов с экологической точки зрения:

  • в процессе эксплуатации выбросы в окружающую среду канцерогенов, угарного и углекислого газов равно нулю;
  • их работа абсолютно бесшумна;
  • на протяжении всего срока эксплуатации выработка электроэнергии бесплатна;
  • деградация полупроводников составляет не более 0,3% — 0,5% в год, благодаря чему только гарантийный срок службы солнечных батарей хорошего качества – не менее 25 лет;
  • солнечное излучение – это неисчерпаемый источник энергии;
  • панели разрешается использовать вместе с другими способами генерации электричества.

Единственный вред от солнечных батарей для экологии связан с большой площадью, которую занимают СЭС промышленного типа, и опасностью для птиц, пролетающих в непосредственной близости от накопительных баков солнечных электростанций башенного типа, где температура фокусируемых зеркалами на бак солнечных лучей достигает 1000°С.

Так, для получения такого же количества энергии, каторое вырабатывает средняя атомная электростанция мощностью 1000 МВт, для СЭС понадобится около 35 тысяч гектаров земли.

Как предотвратить вред от солнечных батарей?

Панели стали использовать относительно недавно, поэтому отходов немного, а, значит, и острых проблем с утилизацией модулей не возникает. Чтобы предотвратить возможный вред от солнечных батарей, многие производители внедрили программы по переработке старых батарей. Это обеспечивает безопасность для внешней среды и увеличивает экономическую выгоду владельцев СЭС.

Так, американская компания First Solar с 2005 года занимается утилизацией своей продукции, а с 2018 года ее заводы функционируют с 0% токсичных выбросов. Более того, высокотехнологичные программы по переработке позволяют вторично использовать более 90 % полупроводниковых материалов и до 75% стекла, что приводит к экономии производства модулей.

В Украине экологически безопасные солнечные батареи реализует и принимает на утилизацию компания GreenTechTrade (официальный представитель американской фирмы First Solar). Тонкопленочные монокристаллические панели полностью безвредны для окружающей среды в процессе эксплуатации и обладают высоким КПД. Уникальные свойства фотоэлементов обеспечиваются благодаря использованию в модулях не обычного кремния, а сложной многослойной конструкции на базе теллурида кадмия (CdTe). Этот материал обладает способностью эффективно извлекать энергию из всего солнечного спектра – его ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной части.