Dorota
Niezależnie od tego, czy jesteś inwestorem w farmy fotowoltaiczne, czy po prostu interesuje Cię ich wpływ na środowisko, musisz pamiętać o kilku rzeczach. Wśród nich są obawy dotyczące zdrowia i bezpieczeństwa, ryzyko związane z technologią oraz wpływ farm fotowoltaicznych na gatunki ptaków i innych dzikich zwierząt.
Zmienność wilgotności gleby
Biorąc pod uwagę znaczenie wilgotności gleby i jej rolę w procesie ekohydrologicznym, ważne jest badanie jej zmienności. Zrozumienie jej związku z innymi zmiennymi środowiskowymi pomoże decydentom w planowaniu przestrzennym. Ponadto, jest pomocne w zapobieganiu erozji gleby.
W różnych badaniach badano zmienność wilgotności gleby w regionie czarnej ziemi w Chinach. Naukowcy z całego świata badali również zdalnie wyczuwane dane satelitarne w mikrofalowym obszarze widma elektromagnetycznego – część ta jest wynikiem pracy redaktora portalu wiaranadziejamilosc.pl. Badania te są również ważne w hydrogeologii i meteorologii.
Wilgotność gleby jest kluczowym parametrem w wymianie energii pomiędzy opadami atmosferycznymi a wodami podziemnymi. Odgrywa kluczową rolę w bilansie masy, dostępności wody dla roślin uprawnych i ochronie środowiska. Jej zmienność jest kontrolowana przez pory roku, wykorzystanie terenu i praktyki rolnicze. Zmienność wilgotności gleby przypisuje się również cechom topograficznym.
Celem pracy było poznanie zmienności wilgotności gleby w skali zlewni. Dokonano tego poprzez wykorzystanie danych satelitarnych AMSR-E. Mają one grubą rozdzielczość 56 km. Generuje pojedynczy plik dla każdego dnia. Jest on dostępny w domenie publicznej i może być wykorzystany do analizy wilgotności gleby.
Do oceny wpływu zmiennych środowiskowych na wilgotność gleby zastosowano test permutacyjny Monte Carlo. Przetestowano w nim 499 permutacji pierwszej osi rzędnych i stwierdzono istotne wyniki.
Pierwsza oś ordynacji jest dobrym wskaźnikiem do interpretacji zależności pomiędzy wilgotnością gleby a innymi zmiennymi środowiskowymi. Jego moc wyjaśniająca wynosi 91,5%. Znalazła szerokie zastosowanie w badaniach glebowo-środowiskowych.
Druga oś rzędnych jest również znacząca. Ważne jest zrozumienie jej związku z pierwszą osią rzędnych. Ma ona większą moc wyjaśniającą niż pierwsza oś rzędnych.
Kalkulator rastrowy przelicza wilgotność gleby g/cm3 na procentową wilgotność gleby. Zestaw danych o wilgotności gleby składa się z 175 kolumn, z których każda zawiera wartość piksela. Wartości te są mnożone przez 0,001, aby uzyskać wilgotność gleby w g/cm3 oraz jej procentową wilgotność. Wartości te są następnie przeliczane na WGS-84.
Linia błędu reprezentuje odchylenie standardowe. Małe litery na górze linii błędu wskazują na znaczące różnice.
Gatunki ptaków
To, czy farmy fotowoltaiczne powodują śmierć ptaków, pozostaje tajemnicą. Ale, istnieje szereg badań, które wskazują na to, że stanowią one zagrożenie dla ptaków. Na przykład, badanie przeprowadzone przez Argonne National Laboratory (ANL) szacuje, że śmierć ptaków na farmach słonecznych w Stanach Zjednoczonych zdarza się każdego roku. Badanie to ma jednak zastrzeżenie: do oszacowania liczby zgonów użyto w nim niepełnych danych.
Towarzystwo Audubon szacuje, że miliardy ptaków przechodzą przez Pacific Flyway każdego roku. Niektóre z tych ptaków mylą odbijające instalacje słoneczne ze zbiornikami wodnymi, co prowadzi do śmierci i obrażeń. Ponadto koncentrująca się energia słoneczna może spalać pióra ptaków. Wiadomo również, że niektóre ptaki wodne mają trudności ze startem z powierzchni innych niż woda.
Center for Biological Diversity, grupa ekologiczna, wezwała rząd federalny do zbadania wpływu farm słonecznych na ptaki. W szczególności grupa chce, aby rząd przeprowadził nowe badania naukowe, które mogłyby zaoferować wskazówki do lepszej ochrony ptaków przed farmami słonecznymi.
Grupa zaproponowała szereg potencjalnych środków ochrony ptaków. Obejmują one tworzenie obszarów siedliskowych w lub poza terenem farmy słonecznej, stosowanie siatek, aby uniemożliwić ptakom grzędę na panelach oraz stosowanie oświetlenia LED, aby zapobiec przyciąganiu ptaków przez owady. Centrum wzywa również do większego, bardziej kompleksowego podejścia do energii słonecznej. Grupa jest szczególnie zainteresowana rolą farm słonecznych dla kalifornijskich ptaków wędrownych.
Według głównego autora badania, Lee Walstona, najważniejszym czynnikiem do rozważenia jest różnorodność gatunków ptaków w danym miejscu. Niektóre ptaki, takie jak mewy i jaskółki, mogą uszkodzić panele słoneczne. Inne gatunki, takie jak wrony, mogą być przyciągane do świateł w nocy.
Badanie zidentyfikowało również garść innych czynników związanych z ptakami. Na przykład, gatunki zależne od wody, takie jak kaczki i gęsi, stanowiły 46 procent znanych przypadków śmierci ptaków na California Valley Solar Ranch. Największa z farm słonecznych, Desert Sunlight, miała 173 zgony ptaków.
Inne badania wykazały, że może to dotyczyć wielu różnych gatunków, w tym grupy gatunków ptaków zagrożonych klimatycznie. Hipoteza „efektu jeziora” sugeruje, że migrujące ptaki wodne mogą pomylić instalacje solarne ze zbiornikami wodnymi.
Zdrowie i bezpieczeństwo ludzi
Kilka zagrożeń dla zdrowia może wynikać z technologii słonecznych, ale przemysł słoneczny czyni postępy w ulepszaniu materiałów i procesów produkcyjnych. Na przykład panele fotowoltaiczne są obecnie produkowane z elementów nadających się w pełni do recyklingu, a producenci podejmują kroki w celu zmniejszenia zanieczyszczenia wody i powietrza.
Jednym z zagrożeń dla pracowników jest łuk elektryczny. W sytuacji zwarcia, łuk elektryczny może wytworzyć falę uderzeniową, która może spowodować poważne obrażenia.
Innym zagrożeniem dla pracowników jest przypadkowe połknięcie substancji chemicznych. Może to nastąpić w wyniku emisji z komina lub przez wdychanie oparów. Niektóre substancje chemiczne mogą również zainfekować osoby spoza środowiska produkcyjnego poprzez emisje do powietrza.
Inne zagrożenia dla pracowników obejmują wypadki spowodowane warunkami atmosferycznymi. Na przykład, konserwacja podczas burzy deszczowej może być niebezpieczna. Może to również prowadzić do poważnych chorób i obrażeń.
Innym zagrożeniem jest pożar. Pożary spowodowane przez baterie litowo-jonowe mogą narazić ludzi na porażenie prądem elektrycznym. National Electric Code stwierdza, że pracownicy muszą być przeszkoleni w zakresie bezpiecznej instalacji i naprawy systemów PV.
Panele PV są obecnie wykonane z nowych materiałów, które są bardziej trwałe i mniej energochłonne w produkcji. Nowe projekty PV ułatwiają również recykling.
Systemy fotowoltaiczne są również podatne na błędy. Niedoświadczeni lub nieprzeszkoleni pracownicy mogą popełniać błędy, które prowadzą do obrażeń.
Różne technologie PV wykorzystują panele z indowo-galowego selenku miedzi (CIGS). Materiały te są stosowane przede wszystkim w większych farmach słonecznych. W mniejszych farmach słonecznych panele mogą być wykonane z krzemu, tellurku kadmu (CdTe) lub difosforku indu cynku (ZnTe).
Najczęstsze problemy związane z zakończeniem eksploatacji w branży fotowoltaicznej dotyczą uszkodzeń spowodowanych warunkami atmosferycznymi oraz błędów instalacyjnych. Problemy te wynikają często z niedoświadczenia i nieprzeszkolonego personelu. NFPA opracowała programy szkoleniowe, aby pomóc pierwszym respondentom w reagowaniu na incydenty związane z fotowoltaiką.
Ponadto istnieją nowe sposoby zmniejszenia ryzyka ekspozycji na promieniowanie UV, częściowo poprzez projektowanie cykli praca-odpoczynek. Pracownicy powinni również stosować środki ochrony osobistej, aby zminimalizować ryzyko.
Sektor pływającej fotowoltaiki słonecznej (FSPV) ma swój własny, specyficzny zestaw zagrożeń. Zagrożenia te mogą dotyczyć pracowników w projektach FSPV, jak również pracowników w podobnych środowiskach pracy.
Wpływ na zdrowie człowieka
Przeprowadzono kilka badań analizujących wpływ farm fotowoltaicznych na zdrowie człowieka. W badaniach tych stwierdzono, że panele słoneczne nie są związane z niekorzystnymi problemami zdrowotnymi u ludzi. Jednak niektórzy obawiają się, że technologia stosowana do produkcji paneli słonecznych może zwiększyć ryzyko zachorowania na raka.
Przemysł solarny uznał te potencjalne zagrożenia i czyni duże postępy w kierunku złagodzenia ryzyka downstream. W szczególności branża zmierza w kierunku bezpieczniejszych materiałów do produkcji i projektowania paneli fotowoltaicznych. Niektórzy producenci projektują panele z elementami nadającymi się w pełni do recyklingu.
Inne badania skupiły się na potencjalnych zagrożeniach związanych z polami elektromagnetycznymi (EMF) wytwarzanymi przez panele słoneczne. Obejmuje to pomiary w trzech komercyjnych instalacjach fotowoltaicznych w Massachusetts, które wykazują niski udział w narażeniu na EMF poza miejscem instalacji. Średnia dzienna ekspozycja tła na pola magnetyczne szacowana jest na jeden mG. Jest to niższy poziom narażenia niż większość urządzeń gospodarstwa domowego. Jednak niektórzy niezależni naukowcy uważają, że EMF mogą być szkodliwe.
W przypadku większych instalacji solarnych problemy środowiskowe mogą obejmować utratę siedlisk i degradację terenu. W przypadku tego typu projektów, całkowita wymagana powierzchnia gruntu może się znacznie różnić w zależności od intensywności zasobów słonecznych i topografii.
Niektóre z niebezpiecznych substancji chemicznych stosowanych w produkcji paneli słonecznych obejmują trójchloroetan, fluorowodór, kwas siarkowy i aceton. W przypadku wycieku, te chemikalia mogą uwalniać toksyczne zanieczyszczenia powietrza. Kalifornijski Departament Kontroli Substancji Toksycznych rozważa standardy zarządzania panelami fotowoltaicznymi po zakończeniu ich eksploatacji.
Niektóre z większych farm słonecznych wymagają również znacznej ilości karczowania terenu. Grunty oceniane pod kątem lokalizacji dużych farm słonecznych obejmują nieruchomości wpisane do Państwowego Rejestru Miejsc Historycznych oraz nieruchomości o znaczeniu archeologicznym.
InSPIRE, projekt Innovate Sustainable Photovoltaics for Agricultural and Industrial Applications (Innowacyjna zrównoważona fotowoltaika dla zastosowań rolniczych i przemysłowych) pracuje nad poprawą kompatybilności rozwoju energetyki słonecznej z rolnictwem i rodzimymi krajobrazami. Projekt jest prowadzony przez National Renewable Energy Laboratory i prowadzi badania terenowe w całych Stanach Zjednoczonych.
Przemysł solarny zmierza w kierunku bezpieczniejszych materiałów i uczestniczy w dobrowolnych międzynarodowych programach monitorujących bezpieczeństwo pracowników. Istnieją również dobrowolne programy międzynarodowe, które mają na celu zmniejszenie zużycia wody i emisji.