Simplificando, estamos discutindo os efeitos da sistemas de energia solar no meio ambiente quando discutimos os impactos ambientais dos sistemas fotovoltaicos.
O sol é uma enorme fonte de energia que só recentemente foi descoberta. Oferece recursos abundantes que podem produzir eletricidade sustentável, limpa e não poluente, o que significa que não há emissões que contribuam para aquecimento global.
Descobriu-se nos últimos anos que a energia solar pode ser capturada e armazenada para uso global, na esperança de eventualmente substituir as fontes de energia tradicionais. Com a atenção de todos voltada para fontes de energia mais verdes, a energia solar tornou-se cada vez mais importante.
Atualmente, a energia solar é responsável por 1.7% da produção global de eletricidade. Tanto as técnicas de produção como os materiais utilizados registaram avanços significativos.
Conteúdo
Impactos Ambientais dos Sistemas Fotovoltaicos
Antes que a energia solar possa ser utilizada como uma fonte de energia genuinamente limpa, ainda é necessário abordar alguns obstáculos ambientais. Entre eles estão
- Uso da terra
- Uso de água
- Efeitos nos recursos hídricos, aéreos e do solo
- Materiais perigosos
- Produção de painéis solares
- Limpeza de semicondutores
- Poluentes e Resíduos Solares
- Riscos Ambientais da Mineração
- Impacto Ambiental do Transporte de Painéis Solares
1. Uso da Terra
Instalações solares de grande escala podem causar preocupações sobre perda de habitat e degradação do solo, dependendo de onde eles estão localizados. A área total necessária varia de acordo com a tecnologia, localização, topografia e intensidade de recursos solares.
Estima-se que os sistemas fotovoltaicos em escala de utilidade pública exijam entre 3.5 e 10 acres por megawatt, enquanto que as instalações CSP requerem entre 4 e 16.5 acres por megawatt.
As instalações solares têm menos probabilidades de coexistir com utilizações agrícolas do que as instalações eólicas. Os sistemas solares à escala de serviços públicos podem, no entanto, diminuir os seus efeitos negativos sobre o ambiente ao serem instalados em áreas menos desejáveis, tais como brownfields, antigas minas ou linhas de transmissão e tráfego existentes.
Painéis solares fotovoltaicos menores têm menos influência no uso do solo e podem ser instalados em propriedades residenciais ou comerciais.
2. Uso da Água
As células solares fotovoltaicas podem gerar eletricidade sem a necessidade de água. Ainda assim, parte da água é utilizada na produção de componentes solares fotovoltaicos, assim como em qualquer outro processo de fabricação.
A água é necessária para o resfriamento em concentrado usinas solares térmicas (CSP), assim como ocorre em outras termelétricas. O tipo de sistema de resfriamento, a localização e o projeto da planta afetam a quantidade de água usada.
Para cada megawatt-hora de energia gerada, as usinas CSP com torres de resfriamento e tecnologia de recirculação úmida removem de 600 a 650 galões de água. Como a água não é perdida na forma de vapor, as instalações CSP que utilizam tecnologia de resfriamento único apresentam níveis mais elevados de retirada de água, mas menor uso geral de água.
Quase 90% menos água é usada nas instalações da CSP quando a tecnologia de resfriamento a seco é implementada. No entanto, a menor eficiência e o aumento das despesas são os custos associados a esta poupança de água. Além disso, a eficiência da técnica de resfriamento a seco diminui drasticamente acima de 100 graus Fahrenheit.
3. Efeitos nos recursos hídricos, aéreos e do solo
O desenvolvimento de instalações solares em grande escala exige classificação e limpeza, o que altera os caminhos de drenagem, compacta o solo e aumenta a erosão.
O consumo de água pelos sistemas de torres centrais para resfriamento é uma preocupação em ambientes áridos porque a crescente demanda por água pode sobrecarregar o abastecimento disponível e levar a derramamentos de produtos químicos nas instalações que podem contaminar águas subterrâneas ou a área circundante.
A construção de instalações de energia solar pode representar riscos para a qualidade do ar, tal como o desenvolvimento de qualquer complexo industrial de tamanho considerável. Estes perigos incluem a propagação de doenças transmitidas pelo solo e um aumento de partículas transportadas pelo ar que contaminam o abastecimento de água.
4. Materiais Perigosos
Muitos compostos perigosos são empregados no processo de produção de células fotovoltaicas; a maioria desses materiais é usada para limpar e purificar a superfície do semicondutor. Essas substâncias incluem ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, fluoreto de hidrogênio, 1,1,1-tricloroetano e acetona.
Eles são comparáveis aos utilizados no negócio geral de semicondutores. O tipo de célula, o grau de limpeza necessário e o tamanho da pastilha de silício influenciam a quantidade e o tipo de produtos químicos empregados.
Existem preocupações para os trabalhadores que respiram pó de silício. Para evitar a exposição dos trabalhadores a produtos químicos tóxicos e para garantir que os resíduos de fabricação sejam descartados de forma adequada, os fabricantes de energia fotovoltaica são obrigados a cumprir as regras dos EUA.
Em comparação com as células fotovoltaicas de silício convencionais, as células fotovoltaicas de película fina contêm vários componentes mais perigosos, como arsenieto de gálio, disseleneto de cobre-índio e gálio e telureto de cádmio. O manuseio e descarte inadequados desses itens podem apresentar riscos significativos ao meio ambiente ou à saúde pública.
Os fabricantes estão motivados financeiramente, portanto, para garantir que estes materiais extremamente preciosos e frequentemente incomuns sejam reciclados e não descartados.
5. Produção de painéis solares
A fabricação de painéis solares utiliza muitos recursos, incluindo materiais industriais, combustíveis fósseis e grandes volumes de água. A principal fonte de energia utilizada na fabricação de painéis solares é o carvão, que está diretamente relacionado ao aumento das emissões de carbono.
No processo de fabricação de painéis solares, são utilizados hidróxido de sódio e ácido fluorídrico. Regras rigorosas sobre o manuseamento e eliminação de águas residuais perigosas são necessárias para ambos. Entretanto, os trabalhadores das instalações que produzem painéis solares precisam de ser protegidos destas substâncias perigosas. Isto implica salvaguardas controladas.
Segundo estudos, durante o processo de produção, partículas de silício são lançadas no meio ambiente e causam silicose em quem entra em contato com elas. Foi demonstrado que indivíduos expostos a partículas de silício durante o processo de produção podem desenvolver silicose.
6. Limpeza de semicondutores
As células fotovoltaicas (PV) são feitas de wafers semicondutores que são limpos com substâncias químicas tóxicas. Estes consistem em ácidos sulfúrico e fluorídrico.
Para eliminar danos e criar a textura de superfície adequada, este processo de limpeza é crucial. O ácido fluorídrico, por outro lado, pode corroer os tecidos e descalcificar os ossos, tornando-o fatal para uma pessoa desprotegida. Deve ser manuseado e descartado com muito cuidado.
Como o hidróxido de sódio é mais fácil de manusear e descartar e apresenta menos risco à saúde dos funcionários, pode ser uma opção mais segura.
7. Poluentes e Resíduos Solares
Como os primeiros conjuntos de painéis instalados só agora começam a expirar, o problema da reciclagem de painéis solares obsoletos não tem recebido muita atenção. O manuseio de painéis fotovoltaicos vencidos está se tornando uma questão crítica agora que sua expiração se aproxima.
Embora o chumbo e o cádmio estejam presentes nos painéis solares – ambos conhecidos por causarem cancro – eles são compostos principalmente de vidro. Como resultado, existem preocupações sobre a segurança dos contaminantes. A remoção de impurezas terá um custo extra para reciclar esses componentes.
Actualmente, os painéis solares obsoletos são frequentemente eliminados em em aterros uma vez que não podem ser facilmente reaproveitados. Como os painéis contêm produtos químicos nocivos, existem perigos ambientais significativos associados a esta técnica.
A água da chuva tem o potencial de descarregar e eliminar o cádmio, que então penetra no solo e contamina o ambiente circundante.
8. Riscos Ambientais da Mineração
A maior parte da tecnologia moderna utiliza minerais raros em sua fabricação. Semelhante a isso, os painéis fotovoltaicos utilizam mais de 19 desses minerais incomuns.
Estes são recursos limitados que são assiduamente colhidos em muitos lugares do mundo. À medida que as nações trabalham para aumentar a produção de energia renovável e satisfazer a procura de tecnologia pelos consumidores, existe uma procura incrivelmente elevada destes minerais.
A investigação indica que não haverá índio suficiente, um componente utilizado em painéis fotovoltaicos, para satisfazer a enorme procura e alimentar esta revolução verde.
Estes resultados são alarmantes e o impacto da mineração torna-os ainda mais alarmantes. Foi demonstrado que a mineração causa buracos, perda de biodiversidadee o envenenamento de cursos de água vizinhos por resíduos metálicos extremamente ácidos.
9. Impacto Ambiental do Transporte de Painéis Solares
Emissões relacionadas ao transporte provenientes de painéis solares representam um problema adicional. Embora fabricados em todo o mundo, os painéis solares são produzidos principalmente na China, nos Estados Unidos e na Europa. Além disso, as peças para painéis solares fabricadas num país podem ter de ser enviadas para outro.
Honestamente, é um desafio estimar com precisão a pegada de carbono dessa embalagem foi reduzida em associado a cada etapa do processo de produção de qualquer tipo de painel solar. Os efeitos da produção de painéis solares no meio ambiente não foram extensivamente estudados ou documentados.
No entanto, segundo relatos, o Coalizão pela Transparência na Pesquisa de Materiais está tentando quantificar e divulgar as pegadas de carbono da mineração, fabricação e envio de painéis solares.
Vale ressaltar que a quantidade de emissões de carbono geradas durante a produção de painéis solares é muito inferior à das instalações de energia convencionais e muito inferior à das instalações de energia convencionais. mineração de carvão, frackingou exploração de petróleo.
Um problema comum com os painéis solares, no entanto, é o que acontece com eles após a sua vida útil típica de 25 anos, que vai além da produção.
Conclusão
Embora a energia solar não seja perfeita, em geral, tem um impacto ambiental e financeiro positivo.
Sim, a mineração e a produção de painéis solares consomem enormes quantidades de energia e, sim, o processo envolve o uso de produtos químicos. No entanto, ao contrário do que os dados indicam, estes dois factos indiscutíveis não implicam que os painéis solares tenham um efeito líquido negativo.
Em menos de dois anos, a energia utilizada para produzir um painel solar será recuperada. Mesmo quando a energia solar é considerada durante as fases de produção e processamento, as emissões produzidas são 3 a 25 vezes menores do que quando a mesma quantidade de energia é produzida utilizando combustíveis fósseis.
a utilização da energia solar tem menos emissões do que a utilização de qualquer combustível fóssil, nomeadamente o carvão, o que a torna uma tecnologia muito vantajosa.
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Um ambientalista apaixonado de coração. Redator líder de conteúdo na EnvironmentGo.
Eu me esforço para educar o público sobre o meio ambiente e seus problemas.
Sempre foi sobre a natureza, devemos proteger, não destruir.