9 الآثار البيئية للطاقة الشمسية

تعتبر الشمس مصدرًا رائعًا لإنتاج الكهرباء المستدامة، وقد قيل إنها لا تساهم في ذلك الاحترار العالمي أو تلوث البيئة .

ربما سمعت عن عدة طرق الطاقة الشمسية قد تساعد البيئة مع بدء المزيد والمزيد من الناس في التحول إلى طاقة متجددة. حسنًا، في هذا المقال، نلقي نظرة على التأثيرات البيئية للطاقة الشمسية سواء كانت إيجابية أو سلبية.

اعتمادنا على مصادر غير متجددة مثل الوقود الأحفوري والحد من انبعاثات الكربون هما من المزايا الأكثر شهرة للكهرباء الشمسية. ومع ذلك، كيف تؤثر الطاقة الشمسية على النظام البيئي؟

اعتمادا على التكنولوجيا، والتي يمكن تقسيمها على نطاق واسع إلى فئتين: الخلايا الشمسية الكهروضوئية (PV) أو محطات الطاقة الشمسية الحرارية المركزة (CSP)، فإن الآثار البيئية المحتملة للطاقة الشمسية - استخدام الأراضي وفقدان الموائل، واستخدام المياه، واستخدام المواد الخطرة في التصنيع - يمكن أن تختلف بشكل كبير.

يؤثر نطاق النظام، الذي يمكن أن يتراوح من المصفوفات الكهروضوئية المتواضعة والمشتتة على الأسطح إلى منشآت الطاقة الكهروضوئية والطاقة الشمسية المركزة على نطاق واسع، بشكل كبير على درجة التأثير البيئي.

الآثار البيئية للطاقة الشمسية

كما أن للطاقة الشمسية الكثير من الآثار المفيدة على البيئة، ولكن هناك بعض التأثيرات البيئية السلبية للطاقة الشمسية، والتي ندرجها أدناه:

• الطاقة الشمسية أفضل للبيئة
• استخدام الأراضي
• فقدان المنزل
• اضطراب النظام البيئي
• تعمل الطاقة الشمسية على خفض انبعاثات الغازات الدفيئة
• استخدام المياه
• مواد خطيرة
• نفايات الألواح الشمسية
• إعادة تدوير

1. الطاقة الشمسية أفضل للبيئة

كان لاستخراج الوقود الأحفوري من أجل الطاقة آثار سلبية على بعض النظم البيئية المحلية. ومع تدمير الموائل وإزالة النباتات لإفساح المجال لعمليات الطاقة مثل البنية التحتية للحفر، تعاني العديد من النباتات والحيوانات.

ومن ناحية أخرى، يمكن لمصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أن تدعم تعافي النظام البيئي. يمكن تركيب محطات الطاقة الشمسية فوق المباني وتشغل مساحة أقل بكثير أثناء التثبيت. علاوة على ذلك، الألواح الشمسية لا تلوث الهواء أو الماء، وتضر البشر أو الحياة البرية على حد سواء.

يشمل إنتاج الوقود الأحفوري الحفر والحرق والتعدين، وكلها تنبعث منها انبعاثات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي. وتضر انبعاثات الغازات الدفيئة هذه، والتي تشمل ثاني أكسيد الكربون، بالبيئة. ومن خلال اختيار مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية، يمكننا تقليلها انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ومنع المزيد من الضرر للبيئة.

بشكل عام، يمكن للطاقة الشمسية أن تساعد مدينتك في تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة والتلوث واستعادة النظام البيئي - وكلها أمور بالغة الأهمية لحماية الناس والحياة البرية والنظم البيئية بأكملها. ونتيجة لذلك، هناك حاجة إلى كميات أقل من المياه لإنتاج الطاقة ويصبح الهواء أكثر قابلية للتنفس.

2. استخدامات الأراضي

تحتاج منشآت الطاقة للعديد من أنواع الكهرباء التقليدية إلى مساحة كبيرة، بما في ذلك الكثير من الأراضي القيمة. ولحسن الحظ، هناك اختلافات في لوائح استخدام الأراضي لأنظمة الطاقة الشمسية.

إحدى مزايا أنظمة الطاقة الشمسية هي أنه يمكن تركيبها في أماكن معزولة بأرضية عارية أو وضعها على سطح منزلك. مع تقدم التكنولوجيا، ستتمتع أنظمة الطاقة الشمسية بقدرات محسنة للمساعدة في استخدام الأراضي. بشكل عام، قد تكون المساحة الصغيرة من الأراضي التي تتطلبها أنظمة الطاقة الشمسية مفيدة لنظامك البيئي المحلي.

ومع ذلك، قد تسبب منشآت الطاقة الشمسية الأكبر حجمًا مخاوف بشأن فقدان الموائل الطبيعية تدهور الأراضي، حسب مكان تواجدهم. يختلف إجمالي مساحة الأرض المطلوبة وفقًا للتكنولوجيا والموقع والتضاريس وكثافة موارد الطاقة الشمسية.

تشير التقديرات إلى أن الأنظمة الكهروضوئية على نطاق المرافق تتطلب ما بين 3.5 و10 فدانًا لكل ميجاوات، في حين تتطلب تركيبات الطاقة الشمسية المركزة ما بين 4 و16.5 فدانًا لكل ميجاوات.

تتمتع منشآت الطاقة الشمسية بفرصة أقل للتعايش مع الاستخدامات الزراعية مقارنة بمنشآت طاقة الرياح. ومع ذلك، يمكن لأنظمة الطاقة الشمسية على نطاق المرافق أن تقلل من آثارها السلبية على البيئة من خلال تركيبها في مناطق أقل رغبة، مثل الحقول البنية، أو مواقع المناجم السابقة، أو خطوط النقل والمرور الحالية.

تتمتع مصفوفات الطاقة الشمسية الكهروضوئية الأصغر بتأثير أقل على استخدام الأراضي ويمكن تركيبها على العقارات السكنية أو التجارية.

3. فقدان المنزل

الأرض ضرورية لتركيب نظام الطاقة الشمسية لوضع الألواح الشمسية. أي أرض تم تطهيرها وتطويرها لتركيب الألواح الشمسية يعتبر الموائل المفقودة، على الرغم من أن مواقع معينة أكثر ملاءمة لهذا النوع من التثبيت من غيرها. يمكن أن يساعد تركيب الألواح الشمسية على المباني الموجودة بالفعل في منع هذه المشكلة.

4. اضطراب النظام البيئي

قد تعاني النظم البيئية المحلية بشكل كبير إذا تمت إزالة الأشجار أو النباتات الأخرى لإفساح المجال أمام الألواح الشمسية. علاوة على ذلك، فإن بناء الطرق وخطوط النقل اللازمة لتسهيل تطوير مشاريع الطاقة الشمسية واسعة النطاق لديه القدرة على إزعاج الحياة البرية، وتفتيت النظم البيئية، وجلب الأنواع غير المحلية.

5. تعمل الطاقة الشمسية على خفض انبعاثات الغازات الدفيئة

أضع ثقتي في الوقود الحفريوالتي يجب استخراجها وحفرها ونقلها وحرقها لتوليد الطاقة، فمصادر الطاقة الشمسية هي مصادر طاقة نظيفة ومتجددة ولا تنبعث منها انبعاثات كربونية ضارة تؤثر على الغلاف الجوي أو الممرات المائية.

إن الحد من هذه الملوثات يمكن أن ينقذ حياة 25,000 شخص لأنها ضارة بصحة الإنسان والحياة البرية. ومن خلال تقليل اعتمادنا على الموارد المحدودة التي تضر بالبيئة، ستعمل الطاقة الشمسية المستدامة على حماية بنيتنا التحتية والمساهمة في الحفاظ على صحة الكوكب.

بشكل عام، للطاقة الشمسية تأثير إيجابي إلى حد كبير على البيئة. ومع ذلك، من المهم أن نتذكر أن تصنيع الألواح وجمع المواد اللازمة لتصنيعها - مثل الزجاج ومعادن معينة - يمكن أن يضر بالبيئة.

ومع ذلك، وفقا للخبراء، يمكن للألواح الشمسية تعويض الطاقة المستخدمة في إنشائها خلال سنة إلى أربع سنوات. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع الأنظمة بعمر افتراضي يصل إلى 30 عامًا، مما يعني أنه طوال عمرها الإنتاجي، يمكن للألواح الشمسية أن تعوض تكاليف إنتاجها البيئية.

هناك أيضًا مخاوف بشأن الطاقة الشمسية واستخدام الأراضي. ويشعر البعض بالقلق من أن تركيب الألواح الشمسية للمشاريع واسعة النطاق قد يؤدي إلى تدهور الأرض ويتسبب في فقدان الموائل.

ولمنع تدهور الأراضي في الموائل الموجودة بالفعل، يمكن تركيب مشاريع الألواح الشمسية الكبيرة في مواقع منخفضة الجودة، مثل مرافق التعدين المهجورة. كما أن تركيب الألواح فوق المباني القائمة يمكن أن يقلل أيضًا من استخدام الأراضي. ومع ذلك، يمكن التقليل من الضرر المحتمل للأراضي والموائل أو حتى القضاء عليه.

وبطبيعة الحال، هناك مشاكل معينة مع الألواح الشمسية. لحسن الحظ، مع الإعداد الدقيق والاهتمام بتقنيات التخلص المناسبة، يمكن تجنب المشكلات المحتملة.

6. استخدام المياه

لا تحتاج الخلايا الكهروضوئية الشمسية إلى الماء لإنتاج الطاقة. ومع ذلك، يتم استخدام بعض المياه في إنتاج مكونات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، تمامًا كما هو الحال في أي عملية تصنيع أخرى.

الماء ضروري للتبريد في محطات الطاقة الشمسية الحرارية المركزة (CSP)، كما هو الحال في محطات الكهرباء الحرارية الأخرى. يؤثر نوع نظام التبريد وموقع المصنع وتصميم المصنع على كمية المياه المستخدمة.

مقابل كل ميجاوات ساعة من الطاقة المولدة، تقوم محطات الطاقة الشمسية المركزة المزودة بأبراج التبريد وتقنية إعادة التدوير الرطب بإزالة ما بين 600 إلى 650 جالونًا من الماء. ونظرًا لعدم فقدان الماء كبخار، فإن مرافق الطاقة الشمسية المركزة التي تستخدم تقنية التبريد لمرة واحدة تتمتع بمستويات أعلى لسحب المياه ولكن استخدامًا إجماليًا أقل للمياه.

يتم استخدام مياه أقل بنسبة 90% تقريبًا في مرافق الطاقة الشمسية المركزة عند تطبيق تقنية التبريد الجاف. ومع ذلك، فإن انخفاض الكفاءة وزيادة النفقات هي التكاليف المرتبطة بهذا التوفير في المياه. علاوة على ذلك، تنخفض كفاءة تقنية التبريد الجاف بشكل كبير عند درجة حرارة 100 درجة فهرنهايت.

يعد التحليل الدقيق لمقايضات المياه هذه أمرًا بالغ الأهمية لأن العديد من الأماكن في الولايات المتحدة التي تتمتع بأعلى إمكانات الطاقة الشمسية لديها أيضًا مناخات أكثر جفافاً.

7. المواد الخطرة

يتم استخدام العديد من المركبات الخطرة في عملية إنتاج الخلايا الكهروضوئية؛ وتستخدم غالبية هذه المواد لتنظيف وتنقية سطح أشباه الموصلات.

وتشمل هذه المواد حمض الهيدروكلوريك، وحامض الكبريتيك، وحامض النيتريك، وفلوريد الهيدروجين، و1,1,1،XNUMX،XNUMX-ثلاثي كلورو إيثان، والأسيتون. وهي قابلة للمقارنة بتلك المستخدمة في أعمال أشباه الموصلات العامة.

يؤثر نوع الخلية ودرجة التنظيف المطلوبة وحجم رقاقة السيليكون على كمية ونوعية المواد الكيميائية المستخدمة. هناك مخاوف بشأن العمال الذين يستنشقون غبار السيليكون.

لمنع تعرض العمال للمواد الكيميائية السامة ولضمان التخلص من منتجات نفايات التصنيع بشكل مناسب، يتعين على الشركات المصنعة للطاقة الكهروضوئية الالتزام بالقواعد الأمريكية.

بالمقارنة مع الخلايا الكهروضوئية السيليكونية التقليدية، تحتوي الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة على العديد من المكونات الأكثر خطورة، مثل زرنيخيد الغاليوم، وثنائي سيلينيد الغاليوم النحاسي والإنديوم، وتيلوريد الكادميوم.

قد يؤدي التعامل غير المناسب مع هذه العناصر والتخلص منها إلى مخاطر كبيرة على البيئة أو الصحة العامة. لذلك، يكون لدى المصنعين دوافع مالية للتأكد من إعادة تدوير هذه المواد الثمينة للغاية وغير الشائعة بدلاً من التخلص منها.

8. نفايات الألواح الشمسية

تشير بعض التوقعات إلى أنه بحلول عام 2050، قد تصل نفايات الألواح الشمسية في العالم إلى 78 مليون طن. سيكون هذا الحجم من النفايات أمرًا صعبًا للغاية على شركات إعادة التدوير التعامل معه لأنه ليس لديها حتى الآن حلول مناسبة للتخلص منها، مثل مقالب القمامة.

والخبر السار هو أنه تم تحديد هذه المشكلة في وقت مبكر وأن العديد من الشركات قد طورت بالفعل علاجات تكنولوجية ميسورة التكلفة (ضمانات أطول للمنتجات) (تقنيات إعادة التدوير).

9. إعادة تدوير

ماذا يحدث في حالة تعطل الألواح الشمسية أو إخراجها من الخدمة؟  إعادة تدوير الألواح الشمسية لم تصبح مشكلة كبيرة بعد، ولكن مع ضرورة استبدال الألواح الشمسية، فإنها ستحدث في العقود التالية.

يمكن حاليًا التخلص من الوحدات الشمسية جنبًا إلى جنب مع النفايات الإلكترونية الشائعة الأخرى. إن الدول التي تفتقر إلى الآليات المناسبة للتخلص من النفايات الإلكترونية تكون أكثر عرضة للخطر مشاكل مع إعادة التدوير.

وفي الختام

توليد الطاقة الشمسية له بعض العيوب، تماما مثل تقنيات توليد الطاقة الأخرى. ومع ذلك، فإن هذه التأثيرات ليست كبيرة. وإلى أن تصبح كبيرة بما يكفي، فإنها لا تؤذي أو تعبث بالبيئة والتوازن.

أفضل ما في الطاقة الشمسية هو أنه يمكن تقليل آثارها السلبية نظرًا لأنه يمكن توليدها واستخدامها محليًا من قبل الأفراد. على عكس المصفوفات الشمسية الكبيرة، عادة ما يتم تركيب أنظمة الطاقة الشمسية على أسطح المنازل من قبل أصحاب المنازل أو الشركات، ولا تحتاج إلى مياه للتبريد.

وبالتالي فإن الطاقة الشمسية هي بلا شك خيار أكثر مراعاة للبيئة ولها تأثير مستدام بيئيا.

توصيات

• أفضل 3 شواحن تعمل بالطاقة الشمسية لأجهزة الكمبيوتر المحمولة
  .
• 3 أفضل أجهزة الشحن بالطاقة الشمسية للهواتف
  .
• معالجة انقطاعات الطاقة باستخدام حلول الطاقة الشمسية المحمولة
  .
• 6 أنواع من أنظمة تخزين الطاقة الشمسية
  .
• كيف يتم تخزين الطاقة الشمسية في النباتات شرح عملي