9 光伏系统对环境的影响

简单地说，我们正在讨论的影响 太阳能系统 当我们讨论光伏系统对环境的影响时。

太阳是一种巨大的能源，最近才被发现。它提供了丰富的资源，可以生产 可持续、清洁、无污染的电力，这意味着没有排放导致 全球变暖.

近年来人们发现，太阳能可以被捕获和储存以供全球使用，有望最终取代传统能源。随着每个人的注意力转向绿色能源，太阳能变得越来越重要。

目前，太阳能占全球发电量的1.7%。生产技术和使用的材料都取得了重大进步。

光伏系统对环境的影响

在太阳能被用作真正的清洁能源之前，仍然需要解决一些环境障碍。其中有

• 土地使用
• 用水
• 对水、空气和土壤资源的影响
• 有害物质
• 太阳能电池板生产
• 半导体清洗
• 污染物和太阳能废物
• 采矿业的环境风险
• 运输太阳能电池板对环境的影响 

1. 土地利用

大型公用事业规模的太阳能装置可能会引起人们的担忧 栖息地丧失 和 土地退化，取决于它们所在的位置。所需的土地总面积根据技术、位置、地形和太阳能资源强度而有所不同。

公用事业规模的光伏系统预计每兆瓦需要 3.5 至 10 英亩的土地，而 CSP 设施预计每兆瓦需要 4 至 16.5 英亩的土地。

与风能设施相比，太阳能设施与农业用途共存的机会较小。然而，公用事业规模的太阳能系统可以通过安装在不太理想的地区（例如棕地、前矿场或现有的输电和交通线路）来减少对环境的负面影响。

较小的太阳能光伏阵列对土地使用的影响较小，可以安装在住宅或商业地产上。

2. 用水

太阳能光伏电池无需水即可发电。尽管如此，与任何其他制造过程一样，太阳能光伏组件的生产中仍会使用一些水。

浓缩液冷却需要水 太阳能热电厂 （CSP），就像其他热电厂一样。冷却系统的类型、工厂位置和工厂设计都会影响用水量。

每发电一兆瓦时，配备冷却塔和湿式再循环技术的 CSP 发电厂可去除 600-650 加仑的水。由于水不会以蒸汽形式损失，因此采用直流冷却技术的 CSP 设施的取水量较高，但总体用水量较低。

采用干冷技术后，CSP 设施的用水量减少了近 90%。然而，与这些节水相关的成本是效率降低和费用增加。此外，干冷技术的效率在超过 100 华氏度时急剧下降。

3. 对水、空气和土壤资源的影响

大规模太阳能设施的开发需要平整和清理，这会改变排水路径、压实土壤并加剧侵蚀。

在干旱环境中，用于冷却的中央塔系统的耗水量是一个令人担忧的问题，因为不断增长的用水需求可能会对可用供应造成压力，并导致设施中的化学物质泄漏，从而可能导致化学物质泄漏。 污染地下水 或周边地区。

建设太阳能设施会给空气质量带来风险，就像开发任何大型工业园区一样。这些危险包括土壤携带的疾病的传播以及污染水源的空气中颗粒物的增加。

4. 有害物质

光伏电池生产过程中使用了许多有害化合物；这些材料大部分用于清洁和净化半导体表面。这些物质包括盐酸、硫酸、硝酸、氟化氢、1,1,1-三氯乙烷和丙酮。

它们与一般半导体业务中使用的那些相当。电池的种类、所需的清洁程度以及硅片的尺寸都会影响所使用的化学品的数量和种类。

人们对吸入硅尘的工人感到担忧。为了防止工人接触有毒化学品并确保制造废物得到适当处理，光伏制造商必须遵守美国规则。

与传统的硅光伏电池相比，薄膜光伏电池含有多种有害成分，例如砷化镓、铜铟二硒化镓和碲化镉。这些物品的处理和处置不当可能会给环境或公众健康带来重大风险。

因此，制造商出于经济动机，确保这些极其珍贵且通常不常见的材料得到回收，而不是被丢弃。

5. 太阳能电池板生产

制造业 太阳能板 使用大量资源，包括工业材料、化石燃料和大量水。太阳能电池板制造中使用的主要能源是煤炭，这与较高的碳排放直接相关。

在制造太阳能电池板的过程中，都会用到氢氧化钠和氢氟酸。对于这两者来说，关于处理和消除危险废水的严格规则是必要的。与此同时，生产太阳能电池板的工厂的工人需要受到保护，免受这些危险物质的侵害。这需要受控的保障措施。

研究表明，在生产过程中，硅颗粒会被排放到环境中，导致接触硅颗粒的人患上硅肺病。已经证明，在生产过程中接触硅颗粒的人可能会患上硅肺病。

6. 半导体清洗

光伏 (PV) 电池由半导体晶片制成，并使用有毒化学物质进行清洁。它们由硫酸和氢氟酸组成。

为了消除损坏并形成适当的表面纹理，此清洁过程至关重要。另一方面，氢氟酸会腐蚀组织并使骨骼脱钙，对未受保护的人来说是致命的。必须非常小心地处理和处置它。

由于氢氧化钠更容易处理和处置，并且对员工健康的风险较小，因此它可能是一个更安全的选择。

7. 污染物和太阳能废物

由于首批安装的几组电池板现在才开始到期，因此回收过时太阳能电池板的问题并未引起太多关注。由于过期光伏板即将到期，其处理已成为一个关键问题。

尽管太阳能电池板中含有铅和镉（已知这两种物质都会致癌），但它们主要由玻璃组成。因此，人们担心污染物的安全性。回收这些成分需要额外的去除杂质成本。

目前，过时的太阳能电池板经常被丢弃在 垃圾填埋场 因为它们不能轻易改变用途。由于面板含有有害化学物质，因此该技术会带来严重的环境危险。

雨水有可能排出并冲走镉，然后渗入土壤并污染周围环境。

8. 采矿业的环境风险

大多数现代技术在制造过程中都使用稀有矿物。与此类似，光伏电池板使用了超过 19 种不常见的矿物。

这些是全球许多地方都在孜孜不倦地开采的有限资源。随着各国努力增加可再生能源的产量并满足消费者对技术的需求，对这些矿物的需求非常高。

研究表明，光伏板中使用的铟的成分将不足以满足巨大的需求并推动这场绿色革命。

这些结果令人震惊，而采矿业的影响则更令人震惊。事实证明，采矿会导致天坑， 生物多样性的丧失以及极酸性金属废物对邻近水流的毒害。

9. 运输太阳能电池板对环境的影响 

交通相关排放 太阳能电池板带来的另一个问题。尽管太阳能电池板在世界各地生产，但主要是在中国、美国和欧洲生产。此外，一个国家制造的太阳能电池板零件可能需要运往另一个国家。

老实说，准确估计是有挑战性的 碳足迹 与任何类型太阳能电池板生产过程的每个步骤相关。太阳能电池板生产对环境的影响尚未得到广泛研究或记录。

不过，据报道， 材料研究透明度联盟 正在尝试量化和披露采矿、制造和运输太阳能电池板的碳足迹。

值得注意的是，太阳能电池板生产过程中产生的碳排放量远低于传统能源设施，也远低于传统能源设施。 采煤, 真他妈或 石油钻探.

然而，太阳能电池板的一个常见问题是，在其典型的 25 年使用寿命（超出输出范围）后，它们会发生什么情况。

结论

尽管太阳能并非完美无缺，但总的来说，它对环境和财务具有积极的净影响。

是的，采矿和生产太阳能电池板需要大量的能源，而且这个过程涉及化学品的使用。然而，与数据显示的相反，这两个无可争议的事实并不意味着太阳能电池板具有净负面影响。

在不到两年的时间内，用于生产太阳能电池板的能源将得到回收。即使在生产和加工阶段考虑使用太阳能，产生的排放量也比使用化石燃料生产相同数量的能源时低 3-25 倍。 

利用太阳能的排放量比利用任何化石燃料（尤其是煤炭）都要少，这使其成为一项非常有利的技术。

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