بصمة الكربون من الإنتاج الضوئي
انبعاثات التصنيع
يولد إنتاج الألواح الشمسية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون تتركز بشكل أساسي في المراحل المبكرة من التصنيع عملية. تمثل استخراج السيليكون وتنقيته وحدهما 40 ٪ من إجمالي انبعاثات دورة الحياة من أ لوحة الكهروضوئية.
أحدث تكنولوجيا لوحة الطاقة الشمسية الابتكارات خفضت بشكل كبير هذه البصمة الكربونية. Topcon و heterojunction تتطلب التقنيات عمليات أكثر تعقيدًا ولكنها توفر كفاءة فائقة تعوض إلى حد كبير عن تكاليف الطاقة الإنتاج.
وقت استرداد الطاقة
لوحة شمسية حديثة "تدفع" الطاقة المطلوبة لتصنيعها في غضون 1 إلى 4 سنوات حسب التكنولوجيا المستخدمة ، أثناء العمل بكفاءة لمدة 25 إلى 30 سنة. تستمر فترة استرداد الطاقة هذه تحسين بفضل التطورات التكنولوجية في تصنيع لوحة الطاقة الشمسية العمليات.
استهلاك الموارد الطبيعية
المواد الخام والمعادن
يختلف التأثير البيئي لإنتاج الطاقة الشمسية وفقًا لمختلف تصنيع الخلايا الشمسية طُرق ويتضمن استخراج المواد الخام المختلفة:
السيليكون: مورد وفيرة في قشرة الأرض (28 ٪ من تكوينه) ، ومع ذلك سيليكون يتطلب عملية تنقية كثيفة الطاقة. يعمل المصنعون الآن على تحسين عملياتهم باستخدام المتجددة الكهرباء لهذه المرحلة الحاسمة.
المعادن النادرة: الفضة ، المستخدمة في الاتصالات الكهربائية ، تمثل حوالي 0.1 ٪ من إجمالي اللوحة وزن. يقوم المصنعون بتطوير بدائل مثل جهات الاتصال النحاسية لتقليل هذا التبعية.
الألومنيوم والزجاج: هذه المواد ، المستخدمة في الإطارات والحماية ، قابلة لإعادة التدوير إلى حد كبير و تمثل بصمة بيئية منخفضة.
استهلاك المياه
تتطلب عملية تصنيع الخلايا الكهروضوئية كميات كبيرة من المياه ، بشكل أساسي للتنظيف و تبريد. تستهلك الخلية القياسية ما يقرب من 3 لترات من الماء لكل وات مثبتة. الشركات المصنعة المسؤولة تنفيذ أنظمة إعادة تدوير المياه لتقليل هذا التأثير.
إدارة نفايات الإنتاج
النفايات الصناعية
كل خطوة من طرق الإنتاج الشمسي تولد منتجات ثانوية تتطلب الإدارة المناسبة:
- غبار السيليكون: تم جمعها وإعادة تدويرها في سبائك جديدة
- حفر الأحماض: تعامل وتحييد قبل التخلص منه
- المذيبات العضوية: مقطر وإعادة استخدامه في العمليات
تحسين العائد
يؤدي تحسين عائدات الإنتاج إلى تقليل كمية النفايات لكل واط المنتجة. خلية حديثة مع 22 ٪ تولد الكفاءة نفايات أقل بنسبة 30 ٪ من خلية الكفاءة بنسبة 15 ٪ لنفس الطاقة المثبتة. تصنيع جديد تستمر الأساليب في تحسين هذه العمليات بشكل أكبر.
أكمل تحليل دورة الحياة
مرحلة الإنتاج (0-2 سنوات)
تركز هذه المرحلة 85 ٪ من إجمالي البصمة الكربونية للنظام الكهروضوئي. الإنتاج الرئيسي الأكثر تأثيرا الخطوات هي:
- تنقية السيليكون (40 ٪ من الانبعاثات)
- نمو السبل (25 ٪ من الانبعاثات)
- قطع الرقاقة (15 ٪ من الانبعاثات)
- مجموعة الوحدة (20 ٪ من الانبعاثات)
مرحلة العملية (2-30 سنة)
خلال هذه الفترة الممتدة ، يقتصر التأثير البيئي على:
- الصيانة الوقائية (التنظيف ، عمليات التفتيش)
- بدائل العاكس العرضية
- النقل للتدخلات
تمثل بصمة الكربون في هذه المرحلة أقل من 5 ٪ من إجمالي أكثر من 30 عامًا. لأداء النظام الأمثل خلال هذه المرحلة ، باستخدام أدوات مثل PVGIS الطاقة الشمسية آلة حاسبة يساعد على ضمان تشغيل فعال.
مرحلة نهاية الحياة (بعد 30 عامًا)
إعادة تدوير لوحة الطاقة الشمسية الحلول كن حاسما هنا. تحتوي وحدات نهاية الحياة على مواد قيمة:
- زجاج: 75 ٪ من الوزن ، 95 ٪ قابلة لإعادة التدوير
- الألومنيوم: 8 ٪ من الوزن ، 100 ٪ قابلة لإعادة التدوير
- البوليمرات: 7 ٪ من الوزن ، قابلة لإعادة التدوير جزئيا
- السيليكون والمعادن: 10 ٪ من الوزن ، قابلة للاسترداد
مقارنة مع الوقود الأحفوري
تجنب الانبعاثات
يتجنب نظام الكهروضوهيدي 3 كيلو دبليو 3 انبعاث 1.2 طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا في فرنسا ، ويبلغ مجموعه 36 طنًا على حياة. هذا الأداء يضع الطاقة الشمسية بين أنظف مصادر الطاقة المتاحة.
عامل الانبعاث
تتراوح عوامل الانبعاثات الكهروضوئية بين 20 و 50 جم ثاني أكسيد الكربون/كيلو وات ساعة اعتمادًا على التكنولوجيا ، مقارنة بـ 820 غرام ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة للفحم و 490 جم ثاني أكسيد الكربون/كيلوواط ساعة للغاز الطبيعي. يؤكد هذا الاختلاف الكبير البيئة للطاقة الشمسية فوائد.
استراتيجيات الحد من التأثير
تحسينات العملية
يستثمر الشركات المصنعة بشكل كبير في تحسين عملياتهم:
- أفران استرداد الحرارة لذوبان السيليكون
- الكهرباء المتجددة لمصانع الطاقة
- أقل عمليات كيميائية تلوث للمعالجة السطحية
تصميم إيكو مسؤول
يدمج الجيل الجديد من اللوحات المعايير البيئية من مرحلة التصميم:
- الحد من المواد الحرجة (الفضة ، الإنديوم)
- محسّن مكون من قابلية إعادة تدوير المكونات
- عمر ممتد إلى 35-40 سنة
تأثير التنوع البيولوجي
المنشآت المثبتة على الأرض
يمكن أن تؤثر المزارع الشمسية المثبتة على الأرض على التنوع البيولوجي المحلي ، ولكن توجد تدابير للتخفيف الفعالة:
- الممرات البيئية بين صفوف الألواح
- النباتات المتكيفة تحت المنشآت وحولها
- فترات التثبيت المتعلقة بالدورات الإنجابية
تثبيتات على السطح
عمليات تثبيت السطح ، مثل تلك المحسنة بواسطة PVGIS أدوات المحاكاة، الحد الأدنى تأثير التنوع البيولوجي مع زيادة استخدام الأسطح المصطنعة بالفعل. ال PVGIS محاكاة مالية يمكن أن تساعد تقييم كل من الفوائد الاقتصادية والبيئية لأنظمة السطح.
اللوائح والمعايير البيئية
التوجيهات الأوروبية
تطلب توجيه WEEE (المعدات الكهربائية والإلكترونية) من WEEE جمع وإعادة تدوير لوحات الكهروضوئية في نهاية العمر منذ عام 2014. يضمن هذا اللائحة الحد الأدنى لمعدل إعادة التدوير البالغ 80 ٪.
الشهادات البيئية
ISO 14001 و Cradle to Cradle Compants Guidations Thuvents نحو ممارسات أكثر استدامة. هؤلاء تغطي المعايير دورة الحياة بأكملها ، من استخراج المواد الخام إلى إعادة التدوير النهائي.
آفاق التحسين في المستقبل
التقنيات الناشئة
الابتكارات التصنيع الحديثة تعد بالمكاسب البيئية الكبيرة:
- خلايا Perovskite: إنتاج درجة الحرارة المنخفضة
- التقنيات العضوية: المواد القابلة للتحلل
- طباعة ثلاثية الأبعاد: انخفاض نفايات الإنتاج
الاقتصاد الدائري
يتطلب التكامل الكامل للاقتصاد الدائري في القطاع الضوئي:
- التصميم البيئي المنهجي لمنتجات جديدة
- شبكات تجميع فعالة للوحدات النمطية المستخدمة
- قنوات إعادة التدوير المتخصصة والمربحة
للراغبين في استكشاف المدن الشمسية وتأثيرها البيئي ، لدينا الطاقة الشمسية دليل المدن يوفر رؤى قيمة في تنفيذ الطاقة الشمسية الحضرية.
خاتمة
يكشف التحليل البيئي أنه على الرغم من أن إنتاج الطاقة الشمسية له تأثير بيئي أثناء التصنيع ، وهذا يقابله بسرعة عقود من توليد الطاقة النظيفة. التحسن المستمر في عمليات التصنيع ، إلى جانب حلول إعادة التدوير الفعالة ، تجعل الطاقة الشمسية واحدة من أكثر مصادر الطاقة المستدامة متوفرة اليوم.
للتحليل التفصيلي للتأثير البيئي للتركيب الشمسي ، استكشف PVGIS خطط الاشتراك والتي تشمل تقييمات الأثر البيئي المتقدمة.
الأسئلة الشائعة - التأثير البيئي لإنتاج الطاقة الشمسية
هل تلوث لوحة الطاقة الشمسية أثناء التصنيع؟
يولد تصنيع الألواح الشمسية انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، ويرجع ذلك أساسا إلى تنقية السيليكون. ومع ذلك ، هذه يتم تعويض الانبعاثات في غضون 1 إلى 4 سنوات من التشغيل ، في حين تعمل اللوحة لمدة 25 إلى 30 عامًا. ال لا يزال التوازن البيئي إيجابيًا إلى حد كبير.
ما هي المدة التي يستغرقها لوحة الطاقة الشمسية لتعويض تأثير الكربون؟
يختلف وقت استرداد الكربون عن طريق التكنولوجيا والموقع التثبيت:
- من 1 إلى 2 سنة في مناطق مشمسة للغاية
- من 2 إلى 4 سنوات في مناطق أشعة الشمس المتوسطة
تقنيات جديدة تقلل باستمرار من هذه المدة. لمزيد من المعلومات التفصيلية ، تحقق من PVGIS الوثائق.
هل الألواح الشمسية قابلة لإعادة التدوير؟
نعم ، الألواح الشمسية قابلة لإعادة التدوير 95 ٪. إعادة تدوير الزجاج والألومنيوم بسهولة ، بينما يمكن تنقية السيليكون تصنيع خلايا جديدة. تتطور قنوات إعادة التدوير المتخصصة لتحسين هذه العملية.
هل استخراج السيليكون ملوث؟
استخراج السيليكون نفسه ملوث إلى حد أدنى لأن هذا المورد وفيرة للغاية. إنها عملية التطهير التي تستهلك طاقة كبيرة. يستخدم المصنعون بشكل متزايد الكهرباء المتجددة لهذه المرحلة الحاسمة.
ما هو تأثير المياه للألواح الشمسية؟
يتطلب تصنيع الألواح الماء للتنظيف وتبريد المعدات. المصنّعون المسؤولون يعيدون تدوير هذا الماء وتقليل الاستهلاك. في العملية ، لا تستهلك الألواح أي ماء ، على عكس محطات الطاقة الحرارية.
كيف يمكنني تقليل التأثير البيئي للتركيب الشمسي؟
لتقليل التأثير البيئي:
- اختر لوحات معتمدة من الشركات المصنعة المسؤولة
- تحسين التحجيم مع PVGIS آلة حاسبة لتجنب ضجة
- تفضل التثبيت على سطح الأرض
- خطة إعادة التدوير من التثبيت
- ابق على اطلاع من خلال PVGIS blog للأفضل الممارسات البيئية
هل اللوحات الصينية أكثر تلوثًا؟
يعتمد التأثير البيئي على التقنيات المستخدمة ومصادر الطاقة المصنع أكثر من الموقع. بعض الصينية تستثمر الشركات المصنعة بشكل كبير في الطاقة المتجددة لمواقع الإنتاج الخاصة بهم ، مما يقلل من بصمة الكربون. لمقارنة الميزات الشاملة ، استكشف PVGIS24 الميزات والفوائد.
هل يجب أن ننتظر تقنيات جديدة أقل تلوثًا؟
لا ، التقنيات الحالية تقدم بالفعل توازن بيئي مواتية للغاية. الانتظار سيؤخر الفوري الفوائد البيئية. تحدث التحسينات التكنولوجية بشكل مستمر ويمكن دمجها أثناء المستقبل تجديد المعدات