Насколько возобновляема солнечная энергия? Изучение этого источника чистой энергии

В каждый конкретный час солнце посылает достаточно энергии в форме, чтобы питать всю нашу планету в течение целого года. 1 А поскольку НАСА ожидает, что Солнце будет существовать еще 4,5 миллиарда лет, Земля будет наслаждаться большим количеством солнечного света в течение долгого, очень долгого времени.

Поскольку солнечная энергия может быть быстро регенерирована и буквально всегда доступна без необходимости эонов времени производства (привет ископаемое топливо!), солнечная энергия является возобновляемой во всех возможных традиционных определениях. Фактически, сегодня это самый быстрорастущий возобновляемый источник энергии на рынке с точки зрения принятия, технологии и мощности по выработке электроэнергии. 2

Однако некоторые защитники окружающей среды и устойчивого развития выражают обеспокоенность по поводу расширения солнечной энергетики.В частности, у них есть проблемы с материалами и процессами, связанными с созданием технологии солнечных панелей, используемых для выработки электроэнергии.

Наша цель в этой статье — доказать, что солнечная энергия действительно является возобновляемой энергией, столкнувшись с этой конструктивной критикой. Потому что, если мы собираемся бороться с изменением климата, уменьшить глобальное потепление и уменьшить свой углеродный след за счет снижения нашей зависимости от ископаемого топлива, солнечная промышленность должна быть преданным лидером.

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия — это любой источник энергии, который можно быстро и постоянно восполнять. 3 В некоторые определения будут добавлены оговорки, такие как «в пределах средней продолжительности жизни человека», чтобы усилить различие между возобновляемыми источниками энергии и ископаемыми видами топлива, которые могут восполняться только через бесчисленные тысячелетия. 4

Зеленая энергия — это подкатегория чистой энергии, а также самая известная. По данным Агентства по охране окружающей среды США, зеленая энергия поступает из естественных источников и практически не наносит вреда природе. Сюда входят гидроэнергетика, биомасса, геотермальная, ветровая и солнечная энергия.

Что такое солнечная энергия?

Мы дали наше предпочтительное определение солнечной энергии в нашем «Что такое солнечная энергия?» статья: любая электроэнергия, вырабатываемая с использованием солнца в любой мощности, может считаться солнечной энергией. Все сводится к тому, как вы используете солнечную энергию, поступающую на Землю в виде пакетов света, называемых фотонами, для создания электричества, которое мы затем используем для питания наших домов и предприятий.

Два источника солнечной энергии

Солнечная промышленность разработала два метода преобразования солнечного света для выработки электроэнергии: солнечные фотоэлектрические элементы и концентрированная солнечная энергия 5 . Давайте немного рассмотрим каждый метод, чтобы лучше понять, как они способствуют возобновляемости солнечной энергии.

Фотоэлектрические элементы

Наиболее распространенная форма солнечной энергии, эти солнечные элементы составляют панели, которые вы видите прикрепленными к жилым и коммерческим крышам.Когда фотоны солнечного света попадают в солнечные панели, эти полупроводники используют электроны для создания электрических токов. 6 С помощью этой технологии вы можете напрямую питать свой дом или бизнес, не полагаясь исключительно на электросеть.

Концентрированная солнечная энергия

Вы, вероятно, видели версию этой технологии, если когда-либо ездили по Западному Техасу и американскому юго-западу. При использовании метода извлечения с помощью солнечной электростанции большие массивы зеркал собирают, а затем направляют солнечные лучи в центральное место — отсюда и «концентрация». Оттуда точно направленный солнечный свет нагревает воду для создания пара, который вращает турбины для выработки электроэнергии. 7

В случае обоих методов доказано, что солнечная энергия прочно относится к лагерю возобновляемых источников энергии, поскольку она активно использует преимущества постоянного присутствия солнца в дневное время. Солнечный свет постоянно восстанавливается — независимо от того, насколько дождливым и облачным может быть день в вашей глуши — это означает, что солнечная энергия побуждает нас использовать силу солнца для питания нашего мира.

Два основных критических замечания по поводу солнечной энергии как возобновляемой энергии

Поскольку процесс выработки электроэнергии с помощью солнечных систем не создает никаких выбросов в виде парниковых газов, можно подумать, что большинство людей считают солнечную энергию действительно экологичной и экологически чистой. И вы будете правы. Большую часть времени. По правде говоря, некоторые защитники окружающей среды выразили беспокойство по поводу процессов, связанных с созданием настоящих солнечных панелей. 8 Они справедливо опасаются, что воздействие разработки технологии на окружающую среду может перевесить экологические преимущества солнечной энергии.

Мы хотим решить две самые большие проблемы, потому что мы верим, что солнечные энергетические системы являются возобновляемыми источниками энергии и являются будущим всей энергетической отрасли. 9

1. Сбор материалов

Солнечные панели традиционно изготавливаются из кварца, очень распространенного минерала, который встречается в часах, домашних столешницах и промышленной архитектуре по всему миру.После добычи это вещество можно превратить в кремний, используемый для создания полупроводников в солнечных панелях. Это означает, что чем больше солнечных панелей создается, тем больше нам нужно кварца.

Проблема в том, что добыча кварца влечет за собой многие из тех же проблем, с которыми экологи сталкиваются с добычей полезных ископаемых в целом. Он не только разрушает окружающую местность, но также использует много-много воды, и шахтеры могут заразиться силикозом из-за слишком большого воздействия кремнеземной пыли, которую производит добыча полезных ископаемых. В ответ такие компании, как Chariot Energy, перешли на использование кварцевого песка, чтобы уменьшить воздействие горных работ.

2. Сборка панелей

Когда у вас есть доступ к кремнию без тяжелой добычи, вам все равно нужно создавать высококачественный кремний, способный улавливать солнечный свет с максимальной эффективностью. 10 Проблема здесь в том, что исторически в процессе создания поликремния образуется тетрахлорид кремния. Этот побочный продукт создает вредные пары и подкисление почвы.

К счастью, индустрия солнечной энергетики быстро взялась за обеспечение устойчивости и экологичности своих технологий. Были разработаны процессы для преобразования тетрахлорида кремния в большее количество поликремния. Кроме того, исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (часть Министерства энергетики США) изучают способы разработки поликремния и других форм силикона, которые можно использовать в солнечных панелях без создания тетрахлорида кремния. 4

Еще одна проблема ждет нас, когда мы сделаем солнечные батареи еще более экологичными. Как только поликремний превращается в отдельные солнечные панели, плавиковая кислота (и другие химические вещества) используется для максимального поглощения света. Но проблема не в процессе образования, а в потенциальном ущербе для окружающей среды, если химические вещества утилизировать неправильно.

В ответ на эти опасения производители солнечных панелей используют более безопасные альтернативы, такие как гидроксид натрия (NaOH) и сульфид цинка.Цель состоит в том, чтобы гарантировать, что технология солнечных панелей представляет собой вершину индустрии возобновляемых источников энергии, сделав ее максимально экологичной на каждом этапе продукта.

Как солнечная энергия может стать еще более возобновляемой и экологически чистой

В своей основе технология солнечной энергетики добровольно и намеренно использует принципы возобновляемой энергии. Разрабатывая технологию солнечных панелей, срок службы которой составляет в среднем 30 лет и которая окупает инвестиции в рассрочку за треть этого времени, отрасль демонстрирует свою приверженность устойчивым ресурсам. И он буквально использует солнце, самый возобновляемый из всех природных ресурсов нашей планеты!

Но сторонники солнечной энергии могут сделать еще больше, предприняв несколько простых шагов, чтобы обеспечить максимально возможную экологическую ответственность:

• На каждое дерево, обрезанное или удаленное для проекта по установке солнечной энергии на крыше, посадите еще одно.
• Инвестируйте в экологически чистые продукты в офисах компаний, производящих солнечные панели.
• Занимайтесь экологической активностью за пределами индустрии солнечной энергетики.
• Убедитесь, что все без исключения солнечные установки коммунального уровня уделяют внимание местной окружающей среде, чтобы не навредить местной флоре и фауне.

Индустрия солнечной энергетики должна объединить свои усилия с мировым экологическим движением, если мы действительно хотим изменить ситуацию, особенно в отношении изменения климата и глобального потепления. Кризис реален, и мы не можем бороться с его последствиями, не выработав долгосрочных решений, отвергающих статус-кво ископаемого топлива.

Источники: