Napenergia tanulmány

Károsítja a környezetet a napenergia hasznosítása?

A BME OMIKK  tanulmánya

A napenergia felhasználása „tiszta”, „zöld” energiatermelést tesz lehetővé, azaz nem szennyezi a környezetet – legalábbis ez a közvélekedés, sőt a szakmai közmegegyezés is. A pontosabb vizsgálatok azonban kimutatnak környezeti terheléseket, még ha azok abszolút és relatív értelemben egyaránt kicsinyek is. Az összeállítás elemzi az egyes technológiák környezetet károsító hatásait és azok csökkentésének lehetőségeit. Következzen a napenergia tanulmány:

Minden energiatermelő és -továbbító rendszer károsítja a környezetet. A hagyományos módon fosszilis energiahordozókat felhasználó – zömmel elégető – technológiák közismerten súlyosan környezetkárosító hatásúak, elsősorban a levegő szennyezése révén. Az alternatív, megújuló energiahordozók amellett, hogy korlátlanul rendelkezésre állnak, környezetbarát mivoltukkal is hódítanak.

A napenergia felhasználása „tiszta”, „zöld” energiatermelést tesz lehetővé, azaz nem szennyezi a környezetet – legalábbis ez a közvélekedés, sőt a szakmai közmegegyezés is.

A továbbiakban következő elemzés a dolgok mélyére hatol, és ha nem is túl nagy mértékű, de mégis kimutatható környezetkárosító hatásokat tár fel, megvizsgálja a környezetszenynyezés szóba jöhető forrásait, lehetőség szerint számszerűsíti azokat, és sorra veszi a megszüntetés vagy csökkentés lehetőségeit.

Napenergia tanulmány – A napenergia felhasználásának előnyei

Mielőtt  a  károsító  hatások  terítékre  kerülnek,  érdemes  összefoglalni  az  egyensúly  és az objektivitás kedvéért a napenergia felhasználásának fontosabb előnyeit, jó tulajdonságait:

• Megújuló  jelleg,   kimeríthetetlen   forrás (legalábbis néhány millió éven belül …)
• A levegő szennyezésének hiánya – főleg a CO2, de a NOx, SO2, por kibocsátásának teljes elmaradása nagy előny a fosszilis energiahordozókkal szemben
• A leromlott bányászati-ipari területek rekultivációjának lehetővé válása
• Szükségtelenné válik a villamos távvezetékek építése (hálózattól független működés esetén, például távol eső vidékeken)
• A víztartalékok minőségének javulása.

Ezeken az inkább műszaki-gazdasági szempontokon túl néhány fontos társadalmi jellegű előny is felsorakoztatható:

• az országok energetikai függetlenségének növekedése,
• munkahelyek teremtése,
• az energiaforrások diverzifikálása és biztonsága,
• az energiapiacok liberalizálásának támogatása,
• az elmaradott távoli vidékek villamosításának támogatása a  fejlődő országokban.

Napeenergia tanulmány – A napenergia-hasznosítás környezetkárosító hatásainak összefoglalása

Ezek a hatások csekélyek, és különféle intézkedésekkel megszüntethetőek vagy csökkenthetőek, de fontos tudni róluk, és érdemes megvizsgálni az enyhítés lehetőségeit (lásd 1. táblázat).

A hatások mértékeit a 2. táblázat mutatja be. Az értékek egymáshoz viszonyítva értendőek, abszolút értékük igen csekély. „Központi” alatt nagyteljesítményű, központosított létesítményt kell érteni, „helyi” alatt pedig elosztott, a felhasználónál, gyakorlatilag a lakóházakon vagy azok közelében telepített, viszonylag kisteljesítményű berendezések értendőek.

A továbbiak az egyes technológiák káros hatásait és azok elkerülésének módjait részletezik.

Napenergia tanulmány – A napkollektorok környezeti hatásai

A napkollektoros rendszerek jelentős anyagfelhasználást igényelnek gyártásuk során, működésük közben viszont alig valamennyit. Környezetterhelő hatásukat az 1. táblázat szempontjai szerint csoportosítva érdemes részletesen elemezni, amelyet az alábbi linkre kattintva tölthetnek le.

A napenergia felhasználásának környezetterhelő hatásai és azok elkerülésének lehetőségei. 

2. táblázat

A napenergia-felhasználás negatív környezeti hatásainak mértéke.

Területfoglalás

Ezt a hatást a berendezések jellemzői határozzák meg. A kis/közepes teljesítményű, lakásonkénti vízmelegítő és a levegőt hűtő-fűtő rendszerek nem foglalnak el semekkora területet sem, mivel általában a már meglevő házak tetőire telepítik azokat. A kis hőmérsékletű közösségi távfűtő rendszerek szintén nem  foglalnak  el  másra  használható  területet, mivel  zömüknél  általában  szintén  a  már meglevő házak tetőire telepítik a sugárzást begyűjtő felületeket. A hőtárolás igényelhet további területet. A magas hőmérsékletű, nagy teljesítményű rendszerek ellenben a hőt koncentráló gyűjtőfelületek miatt nagyobb területet igényelnek. Ezek a hatások is elke-ülhetőek  azonban,  ha  a  létesítményeket  az ökológiai szempontból fontos helyektől távol telepítik.

Vizuális hatások

Ezen a területen jelentős változások vannak folyamatban napjainkban. Korábban az integrálás egyben a láthatatlanságot is jelentette, vagyis a napenergetika elemeit illett elrejteni, beolvasztani a környezetbe. Az új energiatudatosság változást hoz e téren: a lakók kezdenek büszkék lenni arra, hogy hasznosítják a napenergiát, az építészek pedig lassan felfedezik a panelek esztétikai értékeit. Az esztétikum persze ízlés dolga, mindenesetre a gyártók arra törekszenek, hogy a kollektorok minél kevésbé különüljenek el a felülettől, és minél inkább a burkolat természetes részeként hassanak.

Központi telepítésű rendszerek terhelései

Főleg a zaj (itt is inkább az építkezés során), illetve a  tájképet  elcsúfító  hatás  jöhet  szóba ebben az esetben. A létesítményeket a természeti szépségektől, sűrűn lakott területektől távolra kell telepíteni, így ezek a hatások teljesen kiküszöbölhetőek.

Napenergia tanulmány – A napelemes rendszerek környezeti hatásai

A napelemeket általában a környezetre ártalmatlannak tartják, mivel sem zajt, sem kémiai szennyezőket nem bocsátanak ki. A városi környezetben a napelemtáblák tűnnek fel a leginkább a megújuló energiák átalakító közül, kiváltva a hagyományos burkolatokat az épületeken. Természetvédelmi területeken is szívesen látott energiaforrások, mivel szükségtelenné teszik a természeti tájat elcsúfító villamos távvezetékeket. Ez a technológia sem mentes azonban a kisebb környezetterhelésektől.

Területfoglalás

A   napelemes   modulok   felülete   viszonylag nagy, különösen nagyteljesítményű rendszerek esetén, és csak egymás mellé lehet elhelyezni őket a megfelelő besugárzás elérése céljából. A természetes ökoszisztémákra gyakorolt hatásuk  ezért  viszonylag  jelentős,  bár  függ  a táj topográfiájától, az érzékeny ökoszisztémáktól  való  távolságtól  és  a  biodiverzitástól. Az építkezés során szükséges jelentős földmunkák és anyagszállítás is fokozzák ezt a terhelést. Korábban művelt területek elfoglalása  esetén  a  rendszerekkel  szemben  olykor megnyilvánuló ellenérzések forrása általában a gazdálkodók érzelmi kötődése a termőföldhöz.

Szennyezők rendszeres vagy baleset miatti kibocsátása

A   napelemek   normális   működése   semmilyen káros kibocsátással nem jár. Néhány technológiánál  tűz  esetén  (például  CIS  és CdTe) mérgező anyagok kerülhetnek kis mértékben a levegőbe. Nagyteljesítményű központi   rendszerek   üzemzavara   esetén   a káros   kibocsátás   mértéke   észlelhető   nagyságot érhet el, csekély munka- és közegészségügyi kockázatot okozva. Az ilyen létesítményekben ezért fel kell készülni a tűzesetekre mind  az  anyagi  eszközök,  mind a  személyzet  oktatása  terén.  Másik,  szintén kis kockázatot jelentő talaj- és talajvíz-szennyezési lehetőség lehet az anyagok nem megfelelő tárolása.

Vizuális hatások

A napelemek elcsúfító hatása jelentős különbségeket mutat városi környezetben, illetve védett  természeti  tájak  közelében.  A  korábban már említett változás az épületeken látható napenergetikai modulokat illetően itt is tapasztalható, de megfelelő tervezéssel ezek a hatások jó irányba befolyásolhatóak:

• Optimális építészeti  megoldások  keresése az épületek elcsúfításának csökkentése céljából. A nagy irodaépületek és bevásárlóközpontok burkolóanyagaként a napelemek új hatások elérésére serkenthetik az építészeket. Az esztétikai értéken felül a napelemtáblák árnyékoló és hőszigetelő hatást is képesek kifejteni;
• A nagyteljesítményű központi napelemes rendszerek telephelyeinek megfelelő kiválasztása (távol eső, sivatagos jellegű tájakra);
• Színek használata nagyteljesítményű központi napelemes rendszerek kivitelezésekor.

Természeti erőforrások kimerítése

A mai napelemek gyártása eléggé energiaigényes tevékenység (főleg az egykristályos és polikristályos technológiák), és jelentős az anyagfelhasználás is. A vékonyréteg-technológia mindkét szempontból előnyösebb, emellett jóval kevesebb adalékanyagra van szükség,

amelyek közül az indium, tellur és gallium ártalmatlanok,  de  a  kadmium  mérgező.  A CdTe technológiánál a kadmium 0,001%-a szabadulhat ki a gyártás során, ez 0,01 g/GWh-nak felel meg. Emellett a kadmium a cink gyártásának mellékterméke, ha nem használják fel félvezetőgyártáshoz, akkor a környezetbe távozik. A gyártás környezetszennyező hatásait a következő intézkedésekkel lehet csökkenteni:

• vékonyabb rétegek felvitele,
• a koncentrátoros technikák alkalmazása,
• hatékonyabb anyagfelhasználás,
• biztonságosabb anyagok használata,
• a használt panelek újrafelhasználása.

Levegőszennyezés

A működés során semminemű levegőszennyezés nem tapasztalható, ezért a teljes életciklusra vizsgálva a levegőszennyezésért elsősorban a gyártás a felelős, a modulok szállításának szennyező  hatása  a  gyártásénak  mindössze 0,1–1%-a. A mérések szerint az egykristályos és polikristályos technológiák esetén a legfontosabb szennyező gázok kibocsátása fajtánként 2–5 kg/kWp között alakul.

Zajártalmak

A működés során semminemű zaj nem tapasztalható, ezért a teljes életciklusra vizsgálva a zajártalmakért is elsősorban a gyártás a felelős. A szerelés is jár némi zajjal a helyszínen, ez azonban nem haladja meg az építkezéseknél szokásos mértéket.

Hulladékképződés

A villamos hálózatra kötött rendszerek semmilyen hulladékot nem okoznak, veszélyes hulladékok elsősorban a hálózattól független rendszerekben az energiát tároló akkumulátorok miatt keletkeznek.

Napenergia tanulmány – Napkollektoros-villamos rendszerek környezeti hatásai

Ezek a rendszerek nagyon kis számban fordulnak elő a gyakorlatban, ezért valóságos környezeti kockázatuk minimális. Ezek általában nagy teljesítményű, központi telepítésű rendszerek, reflektorokat és energiagyűjtőket tartalmaznak, a koncentrált napenergia gőzt termel, innentől kezdve az erőmű felépítése lényegében egyezik a hagyományosakkal.

Maga az energiatermelés teljesen mentes a káros anyagok kibocsátásától, a gyártás és építés szennyező hatásai általában elmaradnak a hagyományos erőműveknél tapasztaltaknál. A területfoglalás a legkisebb a napenergia többi felhasználásához viszonyítva, a telepek általában elhagyatott, sivatagos tájakon létesültek. Emiatt a vizuális hatások is jelentéktelenek, a legjelentősebb szerepe ebben az általában magas torony tetejére helyezett energiagyűjtőknek van. A szélturbinákhoz és gázturbinákhoz képest  kismértékű  zaj  hatása  sem  lényeges ezen okból.

A gőzt termelő alrendszerek és a hűtésük sok vizet igényel. Ez vegyi és termikus szennyező hatással lehet a környék vízháztartására.

Összefoglaló következtetések

A napenergia hasznosítását megújuló jellege mellett a környezetszennyezés szinte teljes hiánya jellemzi, különösen a hagyományos energiaforrásokhoz viszonyítva. Markánsan megjelenik ez a tulajdonság olyan meteorológiai és levegőmérő állomások energiaellátásánál, amelyek így függetlenek lehetnek a villamos hálózattól, és a környezet megóvását szolgálják.

A társadalmi-gazdasági hatások közül kiemelkedik az energiaforrások diverzifikálása, az államok energiafüggetlensége és a távoli vidéki körzetek villamosításának elősegítése.

Mint minden emberi tevékenység, a napenergia hasznosítása is okoz környezetszennyezést.

Ez azonban abszolút mértékben is igen alacsony, és különösen az a kiváltott hagyományos, fosszilis energiahordozókra alapozott energiatermeléshez képest. Még ez a minimális környezetterhelő hatás is csökkenthető, sőt megszüntethető körültekintő tervezéssel, fejlett technológia alkalmazásával és a helyes üzemeltetési gyakorlat révén.

Összeállította: Kis Miklós

Irodalom

[1] Tsoutsos, T.; Frantzeskaki, N.; Gekas, V.: Environmental impacts from solar energy technologies. = Energy Policy, 33. k. 3. sz. 2005. febr. p. 289–296[2]  Az EU Bizottságának energetikai és környezetvédelmi kutatási honlapja, EESD: Scientific and technological references, energy technology indicators. = http://www.cordis.lu/eesd/src/indicators.htm

forrás: http://www.omikk.bme.hu/collections/mgi_fulltext/energia/2005/03/0309.pdf

Ha Ön is szeretne egy napelemes rendszert, ide kattintva kérhet árajánlatot.

Ha kérdése van napelemes rendszereinkkel kapcsolatban keressen fel minket a kapcsolati oldalon található elérhetőségeink egyikén.