Evalyasyon Sik lavi (LCA) nan Silisyòm Panneaux PV

Sous: appropedia.org

Istorik

Teknoloji enèji altènatif tankou modil fotovoltaik (Figi 1) ap vin pi popilè atravè mond lan. Nan 2008, pou la pwemye fwa, envèstisman atravè lemond nan sous enèji altènatif te trase plis envestisè pase konbistib fosil yo, konpansasyon $ 155 milya nan kapital nè kont $ 110 milya dola nan nouvo envestisman nan lwil, gaz natirèl ak chabon. Solè pouvwa pou kont li pwodwi $ 6. 5 milya dola nan revni atravè lemond nan 2004, epi yo espere prèske trip ki ak pwofi projetée de $ 18. 5 milya dola pou 2010.

Teknoloji enèji altènatif yo ap vin de pli zan pli popilè nan tout mond la akòz pi gwo konsyans ak enkyetid konsènan polisyon, ak chanjman klima mondyal la. Teknoloji enèji altènatif yo ofri yon nouvo opsyon pou jwenn enèji itil nan sous ki gen mwens enpak sou anviwònman sou planèt la. Men, ki jan anpil mwens?

Yon revizyon anvan pibliye nan analiz la enèji nèt nan Silisyòm ki baze sou fotovoltaik^[1]te jwenn ke tout kalite Silisyòm (amorphe, polikristalin ak yon sèl kristal) ki baze sou PV pwodwi byen lwen plis enèji sou tout lavi yo pase sa yo itilize nan pwodiksyon yo. Tout modèn PV silisyòm peye pou tèt yo an tèm de enèji nan mwens pase 5 ane - menm nan trè suboptimal senaryo deplwaman.

Atik sa a eksplore tout enpak nan anviwònman ki asosye ak pwodiksyon an ak pou tout lavi itilize nan silikon fotovoltaik (PV) panno.

Ki sa ki se yon evalyasyon sik lavi (LCA)?

Yon evalyasyon sik lavi (LCA) evalye enpak anviwònman an nan yon pwodwi oswa pwosesis soti nan pwodiksyon jete^[2]. Yon LCA envestige materyèl ak enèji entrain yo oblije pwodui epi sèvi ak yon pwodwi, emisyon yo ki asosye ak itilize li yo, ak enpak yo nan anviwònman nan jete oswa resiklaj. LCA a ka envestige tou depans ekstèn, tankou rediksyon anviwònman an, ke yo te fè nesesè pa pwodiksyon an oswa itilizasyon yon pwodwi^[3].

Ti istwa sou pouvwa solè

Premye selil fotovoltaik la te konstwi pa Charles Fritts, ki te bati yon selil 30 cm nan Selenyòm ak lò nan 1883^[4]. Te modèn teknoloji fotovoltaik Silisyòm dekouvri nan 1954 pa chèchè nan Bell Labs, ki moun ki aksidantèlman devlope pn-junction a ki pèmèt fotovoltaik yo pwodwi elektrisite itil.^[5]. Nan 1958, NASA te kòmanse lè l sèvi avèk fotovoltaik kòm sistèm pouvwa backup pou satelit li yo^[4]Premye rezidans solè a te konstwi nan Inivèsite Delaware nan 1973, e premye pwojè fotovoltaik echèl megawatt te enstale nan Kalifòni nan 1984^[4].

Silisyòm PV Panel Lifecycle Analysis

Seksyon ki anba la a gen yon analiz lavi sikilasyon kout sou Silisyòm panno PV. Faktè yo lifecycle diskite gen ladan yo: enèji ki nesesè pou pwodiksyon, lifecycle emisyon gaz kabonik, ak tout emisyon yo polisyon nan tout yon panèl PV itil lavi soti nan: transpò, enstalasyon, operasyon, ak jete.

Kondisyon pou Enèji pou Pwodiksyon

Faktori fotovoltaik se san paspou plis etap la enèji entansif nan enstale modil PV. Kòm wè nan Figi 2, gwo kantite enèji yo te itilize pou konvèti sab silica nan Silisyòm segondè pite obligatwa pou gato fotovoltaik yo. Rasanbleman nan PV a modil se yon lòt etap entansif resous ak adisyon nan enèji segondè enèji ankadre aliminyòm ak twati glas.

Enpak anviwònman an nan yon modil fotovoltaik Silisyòm enplike nan pwodiksyon an nan twa konpozan prensipal: ankadreman an, modil la, ak balans-nan-konpozan sistèm tankou etajè a ak varyateur.^[3]. Gaz ki lakòz efè tèmik yo ki te koze sitou pa pwodiksyon modil (81%), ki te swiv pa balans nan sistèm (12%) ak ankadreman (7%)^[3]). Kesyon resous nan sik pwodiksyon an yo rezime nan Figi 3.

Figi 3: sik pwodiksyon an ak resous obligatwa nan yon modil Silisyòm^[6].

Lifecyle emisyon gaz kabonik

Lifecycle emisyon gaz kabonik refere yo bay emisyon yo ki te koze pa pwodiksyon an, transpò, oswa enstalasyon nan materyèl ki gen rapò ak sistèm fotovoltaik. Anplis de modil yo tèt yo, enstalasyon an tipik gen ladan kab elektrik ak yon etajè metal. Tè-monte sistèm fotovoltaik gen ladan tou yon fondasyon konkrè. Enstalasyon aleka ka mande pou plis enfrastrikti pou transmisyon elektrisite nan rezo elektrik lokal la. Anplis de materyèl yo, yon analiz sik lavi yo ta dwe gen ladan gaz kabonik ki emèt nan machin pandan transpò a nan modil fotovoltaik ant faktori a, depo a, ak sit la enstalasyon. Figi 4 konpare kontribisyon relatif yo nan faktè sa yo nan enpak la pou tout tan gaz dyoksid nan senk kalite modil fotovoltaik^[7].

Figi 4:Tout lavi emisyon gaz kabonik pou gwo-echèl enstalasyon fotovoltaik, kategori dapre eleman. Graf sa a konpare tipik modil Silisyòm monokristalin (m-Si (a)), silisyòm monokristann ki wo efikasite (m-Si (b)), telur kadmyòm (CdTe), ak selenyòm endyom kwiv (CIS) modil. Graf pa otè, ki baze sou[7].

Transmisyon Emisyon

Transpò konte pou apeprè 9% nan emisyon lifecycle nan fotovoltaik^[7]. Modil fotovoltaik, manto, ak balans-nan-sistèm kenkayri (tankou câbles, konektè, ak parantèz aliye) yo souvan pwodwi lòt bò dlo ak transpòte nan Etazini yo pa bato^[8]Nan Etazini yo, konpozan sa yo transpòte pa kamyon nan sant distribisyon ak evantyèlman nan sit la enstalasyon.

Emisyon enstalasyon yo

Emisyon ki asosye ak enstalasyon gen ladan emisyon machin, konsomasyon materyèl, ak konsomasyon elektrisite ki asosye avèk aktivite konstriksyon lokal pou enstale sistèm lan. Aktivite sa yo jenere mwens pase 1% nan emisyon total lifecycle nan sistèm nan fotovoltaik^[8].

Operasyon Emisyon

Pa gen okenn emisyon lè oswa dlo ki te pwodwi pandan itilize nan modil PV. Airsheds yo afekte pandan konstriksyon nan PV modil nan sòlvan ak alkòl emisyon ki kontribye nan fotokimik ozòn fòmasyon. Basen vèso yo afekte pa konstriksyon nan modil soti nan fè ekstraksyon nan resous natirèl tankou kwats, Silisyòm carbure, vè, ak aliminyòm. An jeneral, ranplasman aktyèl elektrisite kadriye atravè lemond ak sistèm PV santral ta mennen nan rediksyon 89-98% nan emisyon gaz efè tèmik, kritè polyan, metal lou, ak espès radyo-aktif.^[9].

Emisyon Disposal yo

Jete modil fotovoltaik Silisyòm yo pa koze gwo enpak paske enstalasyon gwo echèl yo sèlman te itilize depi nan mitan ane 1980' s ak modil fotovoltaik yo gen vi omwen 30 ane^[4]. Fthenakis et al. (2005)^[2]espesyalman idantifye yon mank de done ki disponib sou jete a oswa resiklaj nan modil fotovoltaik, se konsa sijè sa a merite ankèt plis apwofondi.

LCA nan fotovoltaik konpare ak lòt sous enèji

Emisyon lifecycle total ki asosye ak pwodiksyon enèji fotovoltaik yo pi wo pase sa yo ki nan fòs nikleyè, men pi ba pase sa yo ki nan pwodiksyon enèji gaz fosil. Lifecycle emisyon gaz efè tèmik nan teknoloji plizyè jenerasyon enèji ki nan lis anba a:^[3].

• Silisyòm PV: 45 g / kWh

• Chabon: 900 g / kWh

• Gaz natirèl: 400-439 g / kWh

• Nikleyè: 20-40 g / kWh

Pandan 20-30 ane lavi yo, modil solè jenere plis elektrisite pase te boule pandan pwodiksyon yo. Tan an récupération enèji quantifies lavi sa a ki minimòm itil ki nesesè pou yon modil solè jenere enèji a ki te itilize yo pwodwi modil la. Jan yo montre nan tablo 1, tan enèji mwayèn tan retou a se 3-6 ane.

Tab 1: Enèji retounen fwa (EPBT) ak enèji retounen Faktè (ERF) nan PV modil enstale nan divès kote atravè mond lan.^[6].

Konklizyon

Silisyòm panno PV gen yon sik lavi anviwònman enpak konpare ak pi fòm konvansyonèl nan enèji tankou chabon ak gaz natirèl. Pi gran emisyon kabòn yo ki te koze pa itilize nan panno PV se moun ki asosye ak pwodiksyon modil. Enèji retounen Times (EPBT) varye ant 3 ak 6 ane pou divès kalite klima solè atravè mond lan. An jeneral, silikon PV panno récupération egzije depans sa yo enèji pwodiksyon byen anvan tout lavi itil yo ak yo se yon enèji nèt dèlko pou majorite nan lavi itil yo.

Referans