Шкідливий вплив сонячних батарей на екологію: детальний розбір

Шкідливий вплив сонячних батарей на екологію детальний розбір фото
Шкідливий вплив сонячних батарей на екологію: детальний розбір

Сонячна енергетика – надзвичайно перспективний метод отримання дешевої електроенергії. По-перше, це пов’язано з невичерпністю джерела випромінювання (термоядерні реакції на Сонці будуть проходити ще, щонайменше, 5 мільярдів років). По-друге, напівпровідникові модулі славляться довговічністю, ефективністю, високою міцністю і безпекою в процесі експлуатації. Але процес виробництва, а також утилізації відпрацювавших свій термін служби батарей викликає в екологів ряд питань по рівню шкідливого впливу на екологію.

Основні проблеми і шкідливість сонячних батарей

Основу батарей складають фотоелементи – напівпровідники, які перетворюють сонячне випромінювання в електрику. Для більшості панелей основним матеріалом у виробництві є дешевий і поширений кремній. Такі фотоелектричні елементи складають близько 80% ринку продажів. В інших модулях застосовуються плівки на основі органіки, рідкоземельних хімічних елементів і їх різних з’єднань.

  1. Перша проблема полягає в тому, що для створення одного стандартного фотоелектричного осередку необхідно синтезувати і переробити близько 4 кг токсичного алюмофторіда натрію. Пари цього з’єднання можуть викликати серйозні захворювання нервової системи, шкіри та слизових оболонок. Недопущення потрапляння токсичних випарів і канцерогенів в атмосферу досягається шляхом установки на заводах спеціальних нейтралізують фільтрів. Це вимагає додаткових фінансових витрат, але іншого шляху зробити процес виробництва сонячних батарей екологічно безпечним не існує.
  2. Друга проблема пов’язана з виробництвом панелей на основі рідкоземельних металів. Для виготовлення цього типу фотоелементів використовують небезпечні для здоров’я кадмій, галій, германій і миш’як. Рівень шкідливості для екології залежить від різновиду використовуваних токсичних елементів, а також технологічних процесів виробництва та утилізації сонячних панелей. Тому на заводах фотогальваніки важливо не допустити потрапляння канцерогенних хімічних елементів в навколишню атмосферу і грунт, що може привести до серйозних порушень, пов’язаних зі здоров’ям живих організмів.

Вплив хімікатів на організм може призвести:

  • до ослаблення імунітету;
  • порушення фертильності (здатності народжувати здорове потомство);
  • збільшення загальної смертності;
  • уповільнення зростання і розвитку дітей і т.д.

Сонячна енергетика постійно розвивається і вдосконалює свої технології, а вчені активно шукають способи запобігти будь-які проблемні ситуації. Тому не виключено, що в недалекому майбутньому виробництво сонячних батарей стане повністю безпечним для екології.

Які головні переваги модулів?

Хімічно активні та потенційно небезпечні для здоров’я речовини знаходяться в модулях в безпечних комбінаціях і повністю запаяні в герметичну оболонку з загартованого скла або надміцних полімерів. Руйнування елементів шляхом зовнішнього впливу практично неможливо – кожен з елементів проходить передпродажні випробування в екстремальних умовах – імітації пилових бур, тропічних злив, ударної дії каменів і великих градин і т.д.

Механічна статична і динамічна міцність сучасних батарей настільки висока, що в деяких регіонах вони використовуються одночасно у ролі надміцної «сонячної» покрівлі.

Переваги використання геліоелементов з екологічної точки зору:

  • в процесі експлуатації викиди в навколишнє середовище канцерогенів, чадного і вуглекислого газів дорівнює нулю;
  • їх робота абсолютно безшумна;
  • протягом усього терміну експлуатації генерація електроенергії безкоштовна;
  • деградація напівпровідників складає не більше 0,3% – 0,5% на рік, завдяки чому тільки гарантійний термін роботи сонячних батарей хорошої якості – не менше 25 років;
  • сонячне випромінювання – це невичерпне джерело енергії;
  • панелі можна використовувати разом з іншими варіантами генерації електрики.

Єдина шкода екології від сонячних батарей пов’язана з великою площею, яку займають СЕС промислового типу, і небезпекою для птахів, що пролітають в безпосередній близькості від накопичувальних баків сонячних електростанцій баштового типу, де температура фокусованих дзеркалами на бак сонячних променів досягає 1000 ° С.

Щоб отримати від сонячних модулів таку ж кількість енергії, яку виробляє середня атомна електростанція потужністю 1000 МВт, знадобиться близько 35 тисяч гектарів землі.

Як запобігти шкоді від сонячних батарей?

Сонячні панелі стали використовувати відносно недавно і гострих проблем з утилізацією модулів не виникає. Щоб запобігти можливій шкоді від сонячних батарей для екології, багато виробників впровадили програми з переробки старих батарей. Це забезпечує безпеку для зовнішнього середовища і збільшує економічну вигоду власників СЕС.

Так, американська компанія First Solar з 2005 року займається утилізацією своєї продукції, а з 2018 року її заводи функціонують з 0% токсичних відходів. Більш того, високотехнологічні програми з переробки дозволяють повторно використовувати понад 90% напівпровідникових матеріалів і до 75% скла, що дозволяє удешевити виробництво модулів.

В Україні екологічно безпечні сонячні батареї реалізує і приймає на утилізацію компанія GreenTechTrade (офіційний представник американської фірми First Solar). Тонкоплівкові монокристалічні панелі нешкідливі для навколишнього середовища в процесі експлуатації та володіють високим ККД. Унікальні властивості фотоелементів забезпечуються завдяки використанню в модулях не звичайного кремнію, а складної багатошарової конструкції на базі телуриду кадмію (CdTe). Цей матеріал має здатність ефективно генерувати енергію з усього сонячного спектра – його ультрафіолетової, видимої та інфрачервоної частин.