نیاز به منابع انرژی پایدار، بیش‌تر از دنیای امروز هرگز حیاتی نبوده است. از آن‌جایی که انسان امروز با چالش‌های تغییرات آب و هوایی و تخریب محیط زیست مواجه است، گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر گامی مهم به سوی آینده‌ای سبزتر است. انرژی خورشیدی یک راه حل پایدار و سازگار با محیط زیست در میان منابع مختلف تجدیدپذیر است. انرژی خورشیدی با بهره‌گیری از نیروی خورشید، فواید بسیاری را ارائه می‌دهد و در عین حال اتکای ما به سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهد. در این مطلب، با تاکید بر نقش انرژی خورشیدی در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، تأثیرات زیست محیطی نیروگاه‌های خورشیدی را بررسی خواهیم کرد.
کاهش انتشار کربن
زمانی که صحبت از کاهش انتشار کربن به میان می‌آید، انرژی خورشیدی بازی را تغییر می‌دهد. انرژی خورشیدی برخلاف منابع انرژی سنتی مانند زغال سنگ یا گاز طبیعی، بدون سوزاندن سوخت‌های فسیلی، برق تولید می‌کند. نیروگاه‌های خورشیدی در طول فرآیند تولید برق تقریباً هیچ گاز گلخانه‌ای را منتشر نمی‌کنند.
برای درک این امر، بیایید انرژی خورشیدی را با منابع انرژی سنتی مقایسه کنیم. نیروگاه‌های سنتی به احتراق سوخت‌های فسیلی متکی هستند و مقادیر زیادی دی اکسید کربن (CO2) و سایر آلاینده های مضر را در جو آزاد می‌کنند. این گازهای گلخانه‌ای به گرم شدن کره زمین، آلودگی هوا و مسائل مختلف بهداشتی منجر می‌شوند.
از سوی دیگر، سیستم‌های انرژی خورشیدی مانند آنچه در نیروگاه خورشیدی اصفهان قرار دارد، از پرتوهای خورشید برای تولید برق استفاده می‌کنند و هیچ CO2 یا آلاینده‌ی دیگری منتشر نمی‌کنند. با انتقال به انرژی خورشیدی، می‌توانیم به طور قابل توجهی ردپای کربن خود را کاهش دهیم و اثرات نامطلوب تغییرات آب و هوایی را کاهش دهیم. این یک معامله‌ی برد برد هم برای محیط زیست و هم برای سلامتی انسان‌هاست.
بنابراین، انرژی خورشیدی با ارائه جایگزینی پاک‌تر و پایدارتر برای کاهش انتشار کربن، از منابع انرژی سنتی پیشی می‌گیرد. این کار، گامی حیاتی برای دست‌یابی به آینده ای با کربن کم و مبارزه با تغییرات آب و هوایی است.
کاربری زمین
نیروگاه‌های خورشیدی مانند بزرگترین نیروگاه خورشیدی ایران بسته به موقعیت مکانی، در مقیاس بزرگ‌تر می‌توانند نگرانی‌هایی را در مورد تخریب زمین و از دست دادن زیستگاه ایجاد کنند. کل نیاز به مساحت زمین بسته به فناوری، توپوگرافی سایت و شدت منبع خورشیدی متفاوت است. برآوردها برای تأسیسات نیروگاه خورشیدی در مقیاس شهری از ۳.۵ تا ۱۰ هکتار در هر مگاوات است، در حالی که برآوردها برای تاسیسات نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی متمرکز (CSP) بین ۴ تا ۱۶.۵ هکتار در هر مگاوات است.
برخلاف تأسیسات بادی، فرصت کم‌تری برای پروژه های خورشیدی برای اشتراک زمین با کاربری های کشاورزی وجود دارد. با این حال، تأثیرات زمین از سیستم‌های خورشیدی در مقیاس شهری را می‌توان با قرار دادن آن‌ها در مکان‌های با کیفیت پایین‌تر مانند زمین‌های بایر، زمین‌های متروکه معدنی، یا مسیرهای حمل‌ونقل و انتقال موجود به حداقل رساند. چینش تأسیسات خورشیدی در مقیاس کوچک‌تر، که می توانند بر روی خانه‌ها یا ساختمان‌های تجاری ساخته شوند، تأثیر کم‌تری بر استفاده از زمین دارند.
مصرف آب
سلول های تأسیسات خورشیدی از آب برای تولید برق استفاده نمی‌کنند. با‌این‌حال، مانند تمام فرایندهای تولید، مقداری آب برای تولید قطعات مورد نیاز این تأسیسات استفاده می‌شود.
نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی متمرکز(CSP)، مانند همه نیروگاه‌های حرارتی، برای خنک کردن قطعات خود به آب نیاز دارند. مصرف آب به طراحی نیروگاه، محل آن و نوع سیستم خنک‌کننده بستگی دارد.
نیروگاه های CSP که از فناوری چرخش مرطوب با برج‌های خنک کننده استفاده می‌کنند، بین ۶۰۰ تا ۶۵۰ گالن آب در هر مگاوات ساعت برق تولید شده مصرف می‌کنند. نیروگاه‌های CSP با فناوری خنک‌سازی یکبار مصرف، میزان مصرف آب بالاتری دارند، اما مصرف کل آب آن‌ها کم‌تر است (زیرا آب به صورت بخار از بین نمی‌رود). فن‌آوری خنک‌کننده خشک می‌تواند مصرف آب در کارخانه‌های CSP را تقریباً ۹۰ درصد کاهش دهد. با این حال، استفاده از این روش که با صرفه‌جویی در آب همراه است، هزینه‌های بالاتر و راندمان پایین‌تری دارد. علاوه بر این، فناوری خنک کننده خشک در دماهای بالاتر از ۱۰۰ درجه فارنهایت به طور قابل توجهی دارای راندمان کم‌تری است.
بسیاری از مناطق جهان که دارای بالاترین پتانسیل انرژی خورشیدی هستند نیز مناطقی با خشک ترین آب و هوا هستند، بنابراین بررسی دقیق میزان سود و زیان این روش مصرف آب ضروری است.
مواد خطرناک
در فرآیند تولید سلول‌های PV (مخفف فتوولتائیک یعنی تبدیل کننده‌ی انرژی خورشیدی به الکتریسیته) مقداری مواد خطرناک تولید می‌شود که بیش‌تر آن‌ها برای تمیز کردن و خالص‌سازی سطح نیمه هادی استفاده می‌شود. این مواد شیمیایی، مشابه موادی است که در صنایع نیمه هادی عمومی استفاده می‌شود که شامل اسید کلریدریک، اسید سولفوریک، اسید نیتریک، هیدروژن فلوراید، تری کلرواتان و استون است. مقدار و نوع مواد شیمیایی مورد استفاده بستگی به نوع سلول، میزان تمیز کردن مورد نیاز و اندازه صفحه‌ی اتصال سیلیکونی دارد. همچنین کارگران با خطرات مرتبط با استنشاق گرد و غبار سیلیکونی مواجه هستند. بنابراین، تولیدکنندگان PV باید از قوانین مرتبط پیروی کنند تا اطمینان حاصل شود که کارگران در معرض این مواد شیمیایی آسیب نمی‌بینند و زباله‌های تولیدی به درستی دفع خواهند شد.
سلول‌های PV به شکل لایه نازک، حاوی موادی سمی‌تر از موادی هستند که در سلول‌های فتوولتائیک سیلیکونی سنتی استفاده می‌شوند، از جمله آرسنید گالیم، مس-ایندیوم-گالیوم-دیزلنید و کادمیوم-تلورید. اگر این مواد به درستی مورد استفاده قرار نگیرند و دفع نشوند، می‌توانند تهدیدهای جدی محیط زیستی ایجاد کرده و یا سلامت عمومی را به خطر بیندازند. با این حال، تولیدکنندگان، انگیزه مالی قوی دارند و این مواد بسیار ارزشمند و اغلب کمیاب را به جای دور ریختن، بازیافت می‌کنند.
کلام آخر
در این شکی نیست که انرژی خورشیدی به طور فزاینده‌ای به یکی از حیاتی‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر در سراسر جهان تبدیل می‌شود. تأثیرات کم اکولوژیکی نیروگاه‌های خورشیدی در میان مزایای دیگر، به عنوان یکی از متقاعد کننده‌ترین جنبه‌های انرژی خورشیدی برجسته است. اما چرا پنل‌های خورشیدی برای محیط زیست مفید هستند؟
این نیروگاه‌ها مانند نیروگاه شرکت صنایع نیرو و انرژی پاک فولاد (صناپ) انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهند، باعث کاهش آلودگی هوا می‌شوند و مصرف آب را کاهش می‌دهند. استفاده از زمین برای ایجاد نیروگاه‌های خورشیدی متعادل است و هیچ خطری برای کشاورزی یا سایر بخش‌ها ندارد.
