Foinse: appropedia.org
Cúlra
Tá tóir níos mó ar fud an domhain ar theicneolaíochtaí fuinnimh malartacha ar nós modúil fótavoltach (Fíor 1). In 2008, den chéad uair, tharraing infheistíochtaí ar fud an domhain i bhfoinsí fuinnimh malartacha níos mó infheisteoirí ná breoslaí iontaise, ag glan $ 155 billiún i nglanchaipiteal i gcoinne $ 110 billiún d’infheistíocht nua in ola, gás nádúrtha agus gual. Ghin cumhacht na gréine amháin $ 6. 5 billiún in ioncam ar fud an domhain i 2004, agus táthar ag súil go dtiocfaidh méadú faoi thrí air sin le hioncam réamh-mheasta de $ 18. 5 billiún do 2010.
Tá tóir níos mó agus níos mó ar theicneolaíochtaí fuinnimh malartacha ar fud an domhain mar gheall ar níos mó feasachta agus imní maidir le truailliú, agus athrú aeráide domhanda. Tugann teicneolaíochtaí fuinnimh malartacha rogha nua chun fuinneamh úsáideach a fháil ó fhoinsí a bhfuil níos lú tionchair chomhshaoil acu ar an phláinéid. Ach cé mhéad níos lú?
Athbhreithniú a foilsíodh roimhe seo ar an anailís ghlanfhuinnimh ar fhótavoltach bunaithe ar sileacain[1]fuarthas amach gur ghin gach cineál PV-bhunaithe sileacain (éagruthach, polacriostalach agus criostail aonair) i bhfad níos mó fuinnimh thar a saolré ná mar a úsáidtear ina dtáirgeadh. Íocann gach PV sileacain nua-aimseartha astu féin i dtéarmaí fuinnimh i níos lú ná 5 bliana - fiú amháin i gcásanna imlonnaithe an-suboptimal.
Scrúdaíonn an t-alt seo na tionchair chomhshaoil go léir a bhaineann le táirgeadh agus úsáid saoil painéal fótavoltach sileacain (PV).
Cad is Measúnú Saolré ann (LCA)
Déanann Measúnú Saolré (LCA) luacháil ar thionchair chomhshaoil táirge nó phróisis ó tháirgeadh go diúscairt[2]. Déanann LCA imscrúdú ar na hionchuir ábhair agus fuinnimh a theastaíonn chun táirge a tháirgeadh agus a úsáid, na hastaíochtaí a bhaineann lena úsáid, agus tionchair chomhshaoil diúscartha nó athchúrsála. Féadfaidh an LCA imscrúdú a dhéanamh freisin ar chostais sheachtracha, amhail maolú comhshaoil, a theastaíonn trí tháirge a tháirgeadh nó a úsáid[3].
Stair Achomair ar Chumhacht na Gréine
Thóg Charles Fritts an chéad chill fhótavoltach, a thóg cill 30 cm ó seiléiniam agus ór i 1883[4]. D'aimsigh taighdeoirí i Bell Labs teicneolaíocht fhótavoltach sileacain nua-aimseartha i 1954 , a d'fhorbair an t-acomhal pn trí thimpiste a chuireann ar chumas fótavoltach leictreachas úsáideach a tháirgeadh[5]. I 1958, thosaigh NASA ag úsáid fótavoltach mar chórais chumhachta cúltaca dá satailítí[4]Tógadh an chéad áit chónaithe gréine-chumhachta in Ollscoil Delaware i 1973, agus suiteáladh an chéad tionscadal fótavoltach ar scála meigeavata i California i 1984[4].
Anailís Saolré Painéal PV Sileacan
Sa chuid seo a leanas tá anailís ghearr saolré ar phainéil PV sileacain. I measc na bhfachtóirí saolré a pléadh tá: an fuinneamh a theastaíonn le haghaidh táirgeachta, astaíochtaí dé-ocsaíd charbóin saolré, agus na hastuithe truaillithe go léir a ghintear ar fud painéal PV saolré úsáideach ó: iompar, suiteáil, oibriú agus diúscairt.
Riachtanais Fuinnimh le haghaidh Táirgthe
Is é an fótavoltach déantúsaíochta an chéim is déine ó thaobh fuinnimh de mhodúil PV suiteáilte. Mar a fheictear i bhFíor 2, úsáidtear cuid mhór fuinnimh chun gaineamh shilice a thiontú ina sileacain ard-íonachta a theastaíonn le haghaidh sliseog fótavoltach. Is céim eile atá dian ar acmhainní é na modúil PV a chur le chéile agus frámaíocht alúmanaim ábhar ardfhuinnimh agus díon gloine curtha leis.
Fíor 2: Ceanglais fuinnimh céimeanna táirgeachta i ndéantúsaíocht painéal PV mar chéatadáin den Ollriachtanas Fuinnimh (GER) de 1494 MJ / painéal (~ 0. 65 m {{4 }} dromchla)[6].
Is éard atá i gceist le tionchar comhshaoil modúl fótavoltach sileacain ná trí phríomhchuid a tháirgeadh: an fráma, an modúl, agus comhpháirteanna cothromaíochta an chórais amhail an raca agus an t-inverter[3]. Is é táirgeadh modúl (81%) is cúis le gáis cheaptha teasa den chuid is mó, agus iarmhéid an chórais ina dhiaidh sin (12%) agus fráma (7%)[3]). Tugtar achoimre ar riachtanais acmhainní an timthrialla táirgthe i bhFíor 3.
Fíor 3: An timthriall táirgeachta agus na hacmhainní riachtanacha de mhodúl sileacain[6].
Astaíochtaí Dé-ocsaíd Charbóin Lifecyle
Tagraíonn astaíochtaí dé-ocsaíd charbóin saolré do na hastaíochtaí a tharlaíonn de bharr táirgeadh, iompar nó suiteáil ábhar a bhaineann le córais fhótavoltach. Chomh maith leis na modúil féin, tá cábla leictreach agus raca miotail san áireamh sa tsuiteáil tipiciúil. Cuimsíonn córais fhótavoltach suite ar an talamh bunús coincréite freisin. D’fhéadfadh go mbeadh bonneagar breise ag teastáil ó shuiteálacha cianda chun leictreachas a tharchur chuig an eangach leictreach áitiúil. Chomh maith le hábhair, ba cheart go n-áireofaí in anailís saolré dé-ocsaíd charbóin a astaítear ó fheithiclí le linn modúil fótavoltach a iompar idir an mhonarcha, an stóras, agus an láithreán suiteála. Déanann Figiúr 4 comparáid idir rannchuidiú coibhneasta na bhfachtóirí seo le tionchair dhé-ocsaíd charbóin ar feadh an tsaoil de chúig chineál modúl fótavoltach[7].
Fíor 4:Astaíochtaí dé-ocsaíd charbóin ar feadh an tsaoil do shuiteálacha fótavoltach ar mhórscála, arna rangú de réir comhpháirte. Déanann an graf seo comparáid idir mhodúil tipiciúla sileacain monocrystalline (m-Si (a)), sileacain monocrystalline ardéifeachtúlachta (m-Si (b)), moduriam caidmiam tellurium (CdTe), agus copar indium seiléiniam (CIS). Graf le húdair, bunaithe ar[7].
Astaíochtaí Iompair
Is ionann iompar agus thart ar 9% d’astaíochtaí saolré fótavoltach[7]. Is minic a tháirgtear modúil fótavoltach, racaí, agus crua-earraí cothromaíochta an chórais (mar cháblaí, nascóirí agus lúibíní gléasta) thar lear agus iompraítear chuig na Stáit Aontaithe iad ar long[8]Sna Stáit Aontaithe, iompraítear na comhpháirteanna seo le trucail chuig ionaid dáilte agus chuig an láithreán suiteála sa deireadh.
Astaíochtaí Suiteála
I measc na n-astuithe a bhaineann le suiteáil tá astaíochtaí feithiclí, tomhaltas ábhair, agus tomhaltas leictreachais a bhaineann le gníomhaíochtaí tógála áitiúla chun an córas a shuiteáil. Gineann na gníomhaíochtaí seo níos lú ná 1% d’astaíochtaí saolré iomlána an chórais fhótavoltach[8].
Astaíochtaí Oibríochta
Ní ghintear aon astaíochtaí aeir nó uisce le linn úsáid modúl PV. Bíonn tionchar ar aerspásanna le linn modúil PV a thógáil ó astaíochtaí tuaslagóra agus alcóil a chuireann le foirmiú ózóin fótaiceimiceach. Bíonn tionchar ag tógáil modúl ar eastóscáin uisce ó eastóscadh acmhainní nádúrtha mar ghrianchloch, chomhdhúile sileacain, gloine agus alúmanam. Ar an iomlán, dá ndéanfaí córais lárnacha PV a athsholáthar le leictreachas eangaí domhanda ar fud an domhain, laghdófaí 89-98% in astaíochtaí gás ceaptha teasa, truailleáin critéar, miotail throma agus speicis radaighníomhacha[9].
Astaíochtaí Diúscartha
Níor imigh diúscairt modúl fótavoltach sileacain tionchair shuntasacha toisc nach raibh suiteálacha mórscála in úsáid ach ó lár na 1980idí' s agus tá saolré 30 bliana ar a laghad ag modúil fótavoltach[4]. Fthenakis et al. (2005)[2]d’aithin sé go sonrach easpa sonraí atá ar fáil maidir le diúscairt nó athchúrsáil modúl fótavoltach, mar sin is gá imscrúdú níos críochnúla a dhéanamh ar an ábhar seo.
LCA Fótavoltach i gcomparáid le Foinsí Fuinnimh Eile
Tá astaíochtaí saolré iomlána a bhaineann le táirgeadh fuinnimh fótavoltach níos airde ná astaíochtaí cumhachta núicléiche ach níos ísle ná astaíochtaí táirgeachta fuinnimh breosla iontaise. Tá astaíochtaí gás ceaptha teasa saolré roinnt teicneolaíochtaí giniúna fuinnimh liostaithe thíos:[3].
Sileacan PV: 45 g / kWh
Gual: 900 g / kWh
Gás nádúrtha: 400-439 g / kWh
Núicléach: 20-40 g / kWh
Le linn a saolré 20-30 bliain, gineann modúil gréine níos mó leictreachais ná mar a úsáideadh le linn a dtáirgthe. Déanann an t-am aisíocaíochta fuinnimh cainníochtú ar an saolré úsáideach íosta is gá do mhodúl gréine chun an fuinneamh a úsáideadh chun an modúl a tháirgeadh a ghiniúint. Mar a thaispeántar i dTábla 1, is é 3-6 bliana an meán-am aisíocaíochta fuinnimh.
Tábla 1: Amanna Íocaíochta Fuinnimh Fuinnimh (EPBT) agus Fachtóirí Tuairisceáin Fuinnimh (ERF) de mhodúil PV atá suiteáilte in áiteanna éagsúla ar fud an domhain[6].
Tír | Baile | Radaíocht na Gréine | Domhanleithead | Airde | Táirgeadh Bliantúil | EPBT | ERF |
(kWh / m 2) | (m) | (kWh / kWp) | (blianta) | ||||
An Astráil | Sydney | 1614 | 33.55 | 1 | 1319 | 3.728 | 7.5 |
An Ostair | Vín | 1108 | 48.2 | 186 | 906 | 5.428 | 5.2 |
An Bheilg | An Bhruiséil | 946 | 50.5 | 77 | 788 | 6.241 | 4.5 |
Ceanada | Ottawa | 1377 | 45.25 | 75 | 1188 | 4.14 | 6.8 |
Poblacht na Seice | Prág | 1000 | 50.06 | 261 | 818 | 6.012 | 4.7 |
An Danmhairg | Cóbanhávan | 985 | 55.75 | 1 | 850 | 5.786 | 4.8 |
An Fhionlainn | Heilsincí | 956 | 60.13 | 0 | 825 | 5.961 | 4.7 |
An Fhrainc | Páras | 1057 | 48.52 | 32 | 872 | 5.64 | 5 |
An Fhrainc | Marseille | 1540 | 43.18 | 7 | 1317 | 3.734 | 7.5 |
An Ghearmáin | Beirlín | 999 | 52.32 | 35 | 839 | 5.862 | 4.8 |
An Ghearmáin | München | 1143 | 48.21 | 515 | 960 | 5.123 | 5.5 |
An Ghréig | Aithin | 1563 | 38 | 139 | 1278 | 3.848 | 7.3 |
An Ungáir | Búdaipeist | 1198 | 47.3 | 103 | 988 | 4.978 | 5.6 |
Éireann | baile átha Cliath | 948 | 53.2 | 9 | 811 | 6.064 | 4.6 |
An Iodáil | An Róimh | 1552 | 41.53 | 15 | 1315 | 3.74 | 7.5 |
An Iodáil | Milan | 1251 | 45.28 | 103 | 1032 | 4.765 | 5.9 |
An tSeapáin | Tóiceo | 1168 | 35.4 | 14 | 955 | 5.15 | 5.4 |
Poblacht na Cóiré | Seoul | 1215 | 37.3 | 30 | 1002 | 4.908 | 5.7 |
Lucsamburg | Lucsamburg | 1035 | 49.62 | 295 | 862 | 5.705 | 4.9 |
An Ísiltír | Amstardam | 1045 | 52.21 | 1 | 886 | 5.551 | 5 |
An Zeland Nua | Wellington | 1412 | 41.17 | 21 | 1175 | 4.185 | 6.7 |
An Iorua | Osló | 967 | 59.56 | 13 | 870 | 5.653 | 5 |
An Phortaingéil | Liospóin | 1682 | 35.44 | 16 | 1388 | 3.543 | 7.9 |
an Spáinn | Maidrid | 1660 | 40.25 | 589 | 1394 | 3.528 | 7.9 |
an Spáinn | Sevilla | 1754 | 37.24 | 5 | 1460 | 3.368 | 8.3 |
An tSualainn | Stócólm | 980 | 59.21 | 16 | 860 | 5.718 | 4.9 |
An Eilvéis | Bern | 1117 | 46.57 | 524 | 922 | 5.334 | 5.2 |
turcaí | Ankara | 1697 | 39.55 | 1102 | 1400 | 3.513 | 8 |
an Ríocht Aontaithe | Londain | 955 | 51.3 | 20 | 788 | 6.241 | 4.5 |
an Ríocht Aontaithe | Dún Éideann | 890 | 55.57 | 32 | 754 | 6.522 | 4.3 |
Stáit Aontaithe | Washington | 1487 | 38.52 | 14 | 1249 | 3.937 | 7.1 |
Conclúidí
Tá tionchar comhshaoil saolré íseal ag painéil sileacain PV i gcomparáid leis na cineálacha fuinnimh traidisiúnta mar ghual agus gás nádúrtha. Is iad na hastaíochtaí carbóin is mó de bharr painéil PV a úsáid ná iad siúd a bhaineann le táirgeadh modúl. Athraíonn Amanna Íocaíochta Fuinnimh Fuinnimh (EPBT) idir 3 agus 6 bliana le haghaidh aeráidí gréine éagsúla ar fud an domhain. Ar an iomlán, aisíocann painéil PV sileacain na costais fuinnimh tosaigh riachtanacha a bhaineann le táirgeadh i bhfad roimh a saolré úsáideach agus is glan-ghineadóirí fuinnimh iad don chuid is mó dá saol úsáideach.
Tagairtí
1 J. Pearce agus A. Lau," Glan-Anailís Fuinnimh ar Tháirgeadh Fuinnimh Inbhuanaithe ó Chealla Gréine Bunaithe ar Sileacan", Imeachtaí Chumann Innealtóirí Meicniúla Mheiriceá Gréine 2002: Éirí na Gréine ar an nGeilleagar Fuinnimh Iontaofa, eagarthóir R. Cambell -Howe, 2002.pdf
4 Luque, A., agus S. Hegedus (2003), Lámhleabhar Eolaíochta agus Innealtóireachta Fótavoltach, Wiley, Hoboken, NJ.
5 Goetzberger, A., agus VU Hoffmann (2005), Giniúint Fuinnimh Gréine Fótavoltach, Springer, Nua Eabhrac, NY.
6 Measúnú saolré ar ghiniúint leictreachais fótavoltach, A. Stoppato, Energy, Imleabhar 33, Eagrán 2, Feabhra 2 008, Leathanaigh 2 24-232
7 Ito, M., K. Kato, K. Komoto, T. Kichimi, agus K. Kurokawa (2007), Staidéar comparáideach ar anailís costais agus saolré do 100 Córais MW ar scála mór MW (VLS-PV) i bhfásaigh ag úsáid modúil m-Si, a-Si, CdTe, agus CIS, Progress in Photovoltaics, 16, 17-30
8 Ito, M., K. Kato, K. Komoto, T. Kichimi, agus K. Kurokawa (2007), Staidéar comparáideach ar anailís costais agus saolré do 100 Córais MW ar scála mór MW (VLS-PV) i bhfásaigh ag úsáid modúil m-Si, a-Si, CdTe, agus CIS, Progress in Photovoltaics, 16, 17-30
9 Fthenakis, V., Kim, H., agus E. Alsema (2008), Astaíochtaí ó Saolré Fótavoltach. Teicneolaíocht Eolaíochta Comhshaoil, 42, 2168-2174.
