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Efectos en el ambiente de la energia solar fotovoltaica

En este artículo analizaremos los efectos en el ambiente de la energia solar fotovoltaica, tiene algunas contras el desarrollo y uso de este tipo de energía?

En la actualidad, las células solares generan alrededor del 1,7 por ciento de la energía mundial. Se han producido importantes mejoras en los materiales utilizados y los procesos de producción. Sin embargo, persisten algunos desafíos medioambientales, que deben superarse antes de que la energía solar pueda utilizarse para representar una fuente de energía verdaderamente limpia.

Efectos en el ambiente de la energia solar fotovoltaica

La mayoría de los efectos en el ambiente de la energia solar fotovoltaica se derivan del proceso de producción. Esto comienza con la extracción de cuarzo y el refinado a silicio de grado metalúrgico, lo que implica un alto consumo de combustibles fósiles.

El refinamiento adicional implica el uso de ácido clorhídrico, y los productos finales incluyen tetracloruro de silicio líquido y polisilicio. Cada tonelada de polisilicio se fabrica a un costo de tres a cuatro toneladas de estos subproductos venenosos.

Impacto ambiental energia solar fotovoltaica: ¿La producción de silicio e ecológica?

En la mayoría de los casos, sin embargo, el tetracloruro de silicio se recicla a polisilicio, un método de producción de silicio con mayor eficiencia energética que la obtención de silicio a partir de sílice en bruto.

Este equipo cuesta millones de dólares, lo que ha llevado a muchos operadores a optar por descartar el tetracloruro de silicio. Cuando el tetracloruro de silicio se expone al agua, libera ácido clorhídrico que provoca la acidificación del suelo y la emisión de humos tóxicos.

Este problema se puede resolver utilizando las instalaciones de reciclaje adecuadas. En el futuro, con el uso de etanol en lugar de compuestos a base de cloro como fuente de polisilicio, es posible que no sea un problema.

Limpieza de semiconductores

Se utilizan compuestos químicos tóxicos para limpiar las obleas semiconductoras que componen la celda fotovoltaica (PV). Estos incluyen ácido fluorhídrico y sulfúrico. Este paso de limpieza es esencial para eliminar los daños y producir la textura de superficie adecuada. Sin embargo, el ácido fluorhídrico es mortal para una persona desprotegida, ya que es capaz de corroer el tejido y descalcificar los huesos.

Debe manipularse y desecharse con sumo cuidado. En cambio, el uso de hidróxido de sodio es una alternativa potencialmente más segura, ya que puede tratarse y eliminarse más fácilmente y presenta menos riesgos para la salud de los trabajadores.

Químicos tóxicos

Además, algunos materiales utilizados para construir la célula solar, como el arseniuro de galio y el telururo de cadmio, necesitan un reciclaje cuidadoso para evitar la contaminación del medio ambiente. Sin embargo, estos son raros y relativamente costosos, lo que les da a los fabricantes un impulso financiero para reciclarlos. Otra opción es utilizar sulfuro de zinc en lugar de sulfuro de cadmio en celdas fotovoltaicas de película delgada.

Otro peligro es la producción de polvo de silicio durante el proceso de fabricación, que está regulado por ley. El contenido de plomo en la soldadura es una fuente adicional de contaminación si estos productos se envían al vertedero o para incinerarlos, pero muchos fabricantes están considerando el uso de soldadura sin plomo.

Muchos de estos problemas pueden evitarse cambiando a la tecnología de células solares de película delgada, utilizando capas semiconductoras depositadas sobre un sustrato de vidrio (o sobre metal o plástico).

Esto evita la necesidad de cortar lingotes de silicio en obleas, evitando así el desperdicio y evitando el procesamiento requerido para hacer una celda fotovoltaica convencional, como fundir, estirar y rebanar. En cambio, una placa de vidrio ingresa al proceso por un extremo y deja el otro extremo del proceso como una celda fotovoltaica en toda regla.

Uso del suelo

Otro  de los efectos en el ambiente de la energia solar fotovoltaica es el  conjunto de cuestiones que tiene que ver con el uso del suelo para la producción de energía solar. Si bien los paneles solares en la azotea son capaces de producir energía suficiente para el edificio en el que están instalados, este no es el caso cuando la energía solar se genera a gran escala como se requiere para una empresa de energía.

Aquí la ineficiencia de la captación de energía solar hace que el uso excesivo del suelo sea imprescindible. En la mayoría de los casos, se deben cubrir hasta 10 acres de tierra con paneles solares para generar un solo megavatio de energía.

Cuando esta extensión de tierra debe estar disponible mediante la tala de bosques o territorios vírgenes, es probable que la vida silvestre se vea afectada por la pérdida de hábitat, mientras que la calidad del suelo también se ve afectada por el desarraigo de las plantas. Estos impactos ambientales de largo alcance deben tenerse en cuenta al evaluar el costo de la instalación y la energía generada.

Efectos en el ambiente de la energia solar fotovoltaica: Uso excesivo de agua

El uso excesivo de agua es otro de los efectos en el ambiente de la energia solar fotovoltaica.

El uso de agua también es significativo, ya que se requiere agua para enfriar la planta, durante el procesamiento de varios componentes y el control de la contaminación del aire, además de la limpieza durante la instalación y uso de los paneles solares. Sin embargo, esta utilización de agua es mucho menor que la cantidad requerida para enfriar plantas de energía basadas en combustibles fósiles o energía nuclear.

¿Vale la pena la generación de energía solar?

Otro problema es el relativo déficit de producción de energía cuando se compara la energía necesaria para fabricar componentes de energía solar y la generada por la planta de energía solar.

La mayoría de los equipos de las plantas fotovoltaicas se suministran mediante generación de energía basada en combustibles fósiles, que está relacionada con la emisión de gases de efecto invernadero y la producción de otros contaminantes ambientales.

Se produce más contaminación durante el transporte, la instalación y el mantenimiento del equipo. Por último, deshacerse de los paneles una vez finalizada su vida útil plantea un gran desafío y se debe establecer una legislación que garantice la responsabilidad del fabricante de recuperar y eliminar estos productos de forma segura.

Sin embargo, se estima que las emisiones de gases de efecto invernadero vinculadas a la generación de energía solar en todas las etapas son inferiores a 0,2 libras de dióxido de carbono equivalente por kWh de potencia (CO 2 E / kWh) generada. Esto es muy bajo en comparación con las 0,6 libras de CO 2 E / kWh que produce el gas natural, y hasta 3,6 CO 2 E / kWh liberado con carbón, durante su vida útil. Finalmente, la energía utilizada para generar energía solar generalmente se amortiza en un plazo de seis meses a dos años.

¿Resolverán el problema los desarrollos más recientes?

Las tecnologías más nuevas, como las células fotovoltaicas de nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT), que tienen un 28 por ciento de eficiencia en la captura de energía solar, pueden reducir los impactos ambientales en comparación con el silicio monocristalino.

Sin embargo, es probable que estos tubos se dispersen en el medio ambiente en cualquier etapa de su ciclo de vida y luego se unan a metales pesados ​​como el uranio en el vecindario. Como son muy pequeños, pueden formar coloides con el agua, que luego pasan a través del suelo al agua e incluso a los sistemas biológicos, causando un impacto negativo en la salud.

Por muchas razones, por lo tanto, los efectos de la energía solar en el medio ambiente deben evaluarse cuidadosamente cuando se va a instalar una planta de energía solar. Es probable que el impacto general del aumento del uso de energía solar sea positivo según el estado actual de los conocimientos.