સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, જ્યારે આપણે ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સની પર્યાવરણીય અસરોની ચર્ચા કરીએ છીએ ત્યારે આપણે સૌર ઉર્જા સિસ્ટમોની પર્યાવરણ પર થતી અસરોની ચર્ચા કરી રહ્યા છીએ.
સૂર્ય એક વિશાળ ઉર્જા સ્ત્રોત છે જે તાજેતરમાં જ શોધાયો છે. તે વિપુલ પ્રમાણમાં સંસાધનો પ્રદાન કરે છે જે ટકાઉ, સ્વચ્છ અને પ્રદૂષિત ન થતી વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જેનો અર્થ એ થાય કે ગ્લોબલ વોર્મિંગમાં ફાળો આપતા કોઈ ઉત્સર્જન નથી.
તાજેતરના વર્ષોમાં એવું જાણવા મળ્યું છે કે પરંપરાગત ઉર્જા સ્ત્રોતોને વિસ્થાપિત કરવાની આશા સાથે સૌર ઊર્જાને વૈશ્વિક સ્તરે ઉપયોગ માટે કેપ્ચર અને સંગ્રહિત કરી શકાય છે. દરેક વ્યક્તિનું ધ્યાન હરિયાળા ઉર્જા સ્ત્રોતો તરફ જવાથી, સૌર ઉર્જા વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ બની છે.
હાલમાં, વૈશ્વિક વીજળી ઉત્પાદનમાં સૌર ઉર્જાનો હિસ્સો 1.7% છે. ઉત્પાદન તકનીકો અને વપરાયેલી સામગ્રી બંનેમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ જોવા મળી છે.
ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સની પર્યાવરણીય અસરો
સૌર ઉર્જાનો સાચા અર્થમાં સ્વચ્છ ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય તે પહેલાં, હજુ પણ કેટલાક પર્યાવરણીય અવરોધોને દૂર કરવાની જરૂર છે. તેમની વચ્ચે છે
- જમીનનો ઉપયોગ
- પાણીનો ઉપયોગ
- પાણી, હવા અને માટીના સંસાધનો પર અસરો
- જોખમી પદાર્થો
- સૌર પેનલ ઉત્પાદન
- સેમિકન્ડક્ટર સફાઈ
- પ્રદુષકો અને સૌર કચરો
- ખાણકામના પર્યાવરણીય જોખમો
- સોલાર પેનલના પરિવહનની પર્યાવરણીય અસર
1. જમીનનો ઉપયોગ
મોટા ઉપયોગિતા-સ્કેલ સૌર સ્થાપનો ક્યાં સ્થિત છે તેના આધારે, રહેઠાણના નુકશાન અને જમીનના અધોગતિ વિશે ચિંતાઓનું કારણ બની શકે છે . જરૂરી કુલ જમીન વિસ્તાર ટેકનોલોજી, સ્થાન, ભૂગોળ અને સૌર સંસાધનની તીવ્રતા અનુસાર બદલાય છે.
યુટિલિટી-સ્કેલ ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમ્સ માટે પ્રતિ મેગાવોટ 3.5 અને 10 એકર વચ્ચેની જરૂર હોવાનો અંદાજ છે, જ્યારે CSP સુવિધાઓ માટે 4 થી 16.5 એકર પ્રતિ મેગાવોટ વચ્ચેની જરૂર હોવાનો અંદાજ છે.
પવનની સગવડ કરતાં સૌર સ્થાપનોમાં કૃષિ ઉપયોગો સાથે સહઅસ્તિત્વની શક્યતા ઓછી હોય છે. યુટિલિટી-સ્કેલ સોલાર સિસ્ટમ્સ, જોકે, ઓછા ઇચ્છનીય વિસ્તારોમાં, જેમ કે બ્રાઉનફિલ્ડ્સ, ભૂતપૂર્વ ખાણ સાઇટ્સ, અથવા હાલની ટ્રાન્સમિશન અને ટ્રાફિક લાઇનમાં સ્થાપિત કરીને પર્યાવરણ પર તેમની નકારાત્મક અસરોને ઘટાડી શકે છે.
નાના સોલર પીવી એરેનો જમીનના ઉપયોગ પર ઓછો પ્રભાવ હોય છે અને તે રહેણાંક અથવા વ્યાપારી મિલકતો પર સ્થાપિત કરી શકાય છે.
2. પાણીનો ઉપયોગ
સૌર ફોટોવોલ્ટેઇક કોષો પાણીની જરૂરિયાત વિના વીજળી ઉત્પન્ન કરી શકે છે. તેમ છતાં, સોલાર પીવી ઘટકોના ઉત્પાદનમાં અમુક પાણીનો ઉપયોગ થાય છે, જેમ કે અન્ય કોઈપણ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં.
અન્ય થર્મલ ઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટની જેમ, કોન્સન્ટ્રેટેડ સોલાર થર્મલ પ્લાન્ટ (CSP) માં ઠંડક માટે પાણી જરૂરી છે . ઠંડક પ્રણાલીનો પ્રકાર, પ્લાન્ટનું સ્થાન અને પ્લાન્ટ ડિઝાઇન આ બધું પાણીના વપરાશને અસર કરે છે.
જનરેટ થતા દરેક મેગાવોટ-કલાક માટે, કુલિંગ ટાવર અને વેટ-રિસર્ક્યુલેટીંગ ટેક્નોલોજીવાળા CSP પ્લાન્ટ્સ 600-650 ગેલન પાણી દૂર કરે છે. કારણ કે પાણી વરાળ તરીકે નષ્ટ થતું નથી, એકવાર-થ્રુ કૂલિંગ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરતી CSP સવલતોમાં પાણી ઉપાડના સ્તર ઊંચા હોય છે પરંતુ એકંદરે પાણીનો વપરાશ ઓછો હોય છે.
જ્યારે ડ્રાય-કૂલિંગ ટેક્નોલોજી લાગુ કરવામાં આવે છે ત્યારે CSP સુવિધાઓમાં લગભગ 90% ઓછું પાણી વપરાય છે. ઓછી કાર્યક્ષમતા અને વધેલા ખર્ચ એ આ પાણીની બચત સાથે સંકળાયેલા ખર્ચ છે. વધુમાં, ડ્રાય-કૂલીંગ ટેકનીકની કાર્યક્ષમતા 100 ડીગ્રી ફેરનહીટથી ઉપર નાટકીય રીતે ઘટી જાય છે.
3. પાણી, હવા અને માટીના સંસાધનો પર અસરો
મોટા પાયે સૌર સુવિધાના વિકાસ માટે ગ્રેડિંગ અને ક્લિયરિંગની જરૂર પડે છે, જે ડ્રેનેજના માર્ગોને બદલે છે, જમીનને કોમ્પેક્ટ કરે છે અને ધોવાણમાં વધારો કરે છે.
શુષ્ક વાતાવરણમાં ઠંડક માટે સેન્ટ્રલ ટાવર સિસ્ટમ્સ દ્વારા પાણીનો વપરાશ ચિંતાનો વિષય છે કારણ કે પાણીની વધતી માંગ ઉપલબ્ધ પુરવઠા પર તાણ લાવી શકે છે અને સુવિધાઓમાંથી રાસાયણિક ઢોળાવ તરફ દોરી શકે છે જે ભૂગર્ભજળ અથવા આસપાસના વિસ્તારને દૂષિત કરી શકે છે.
સૌર ઉર્જા સુવિધાઓનું નિર્માણ હવાની ગુણવત્તા માટે જોખમો પ્રદાન કરી શકે છે, જેમ કે કોઈપણ મોટા ઔદ્યોગિક સંકુલ વિકસાવવા. આ જોખમોમાં માટી દ્વારા થતા રોગોનો ફેલાવો અને પાણીના પુરવઠાને દૂષિત કરતા હવામાં ફેલાતા રજકણોમાં વધારો સામેલ છે.
4. જોખમી સામગ્રી
પીવી સેલ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં ઘણા જોખમી સંયોજનો કાર્યરત છે; આમાંની મોટાભાગની સામગ્રીનો ઉપયોગ સેમિકન્ડક્ટર સપાટીને સાફ અને શુદ્ધ કરવા માટે થાય છે. આ પદાર્થોમાં હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ, સલ્ફ્યુરિક એસિડ, નાઇટ્રિક એસિડ, હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ, 1,1,1-ટ્રિક્લોરોઇથેન અને એસેટોનનો સમાવેશ થાય છે.
તેઓ સામાન્ય સેમિકન્ડક્ટર વ્યવસાયમાં ઉપયોગમાં લેવાતા લોકો સાથે તુલનાત્મક છે. કોષનો પ્રકાર, જરૂરી સફાઈની ડિગ્રી અને સિલિકોન વેફરનું કદ આ બધું જ કામ કરતા રસાયણોના જથ્થા અને પ્રકારને પ્રભાવિત કરે છે.
સિલિકોન ધૂળમાં શ્વાસ લેતા કામદારો માટે ચિંતા છે. કામદારોને ઝેરી રસાયણોના સંપર્કમાં આવતા અટકાવવા અને મેન્યુફેક્ચરિંગ કચરાના ઉત્પાદનોનો યોગ્ય રીતે નિકાલ થાય છે તેની ખાતરી આપવા માટે, PV ઉત્પાદકોએ યુએસ નિયમોનું પાલન કરવું જરૂરી છે.
પરંપરાગત સિલિકોન ફોટોવોલ્ટેઇક કોષોની તુલનામાં, પાતળા-ફિલ્મ પીવી કોષોમાં ગેલિયમ આર્સેનાઇડ, કોપર-ઇન્ડિયમ ગેલિયમ ડિસેલેનાઇડ અને કેડમિયમ ટેલ્યુરાઇડ જેવા ઘણા વધુ જોખમી ઘટકો હોય છે. આ વસ્તુઓનું અપૂરતું સંચાલન અને નિકાલ પર્યાવરણ અથવા જાહેર આરોગ્ય માટે નોંધપાત્ર જોખમો રજૂ કરી શકે છે.
ઉત્પાદકો નાણાકીય રીતે પ્રેરિત છે, તેથી, તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે કે આ અત્યંત કિંમતી અને વારંવાર અસાધારણ સામગ્રીને કાઢી નાખવાની જગ્યાએ રિસાયકલ કરવામાં આવે છે.
5. સૌર પેનલ ઉત્પાદન
સૌર પેનલના ઉત્પાદનમાં ઔદ્યોગિક સામગ્રી, અશ્મિભૂત ઇંધણ અને મોટા પ્રમાણમાં પાણી સહિત ઘણા સંસાધનોનો ઉપયોગ થાય છે. સૌર પેનલના ઉત્પાદનમાં વપરાતો મુખ્ય ઉર્જા સ્ત્રોત કોલસો છે, જે ઉચ્ચ કાર્બન ઉત્સર્જન સાથે સીધો સંબંધિત છે.
સૌર પેનલ બનાવવાની પ્રક્રિયામાં, સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ બંનેનો ઉપયોગ થાય છે. આ બંને માટે જોખમી ગંદાપાણીના સંચાલન અને નિકાલ અંગેના કડક નિયમો જરૂરી છે. આ દરમિયાન, સૌર પેનલ્સનું ઉત્પાદન કરતી સુવિધાઓ પર કામદારોને આ ખતરનાક પદાર્થોથી સુરક્ષિત રાખવાની જરૂર છે. આમાં નિયંત્રિત સુરક્ષાનો સમાવેશ થાય છે.
અભ્યાસો અનુસાર, ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન, સિલિકોન કણો પર્યાવરણમાં છોડવામાં આવે છે અને તેમના સંપર્કમાં આવવા માટે જાણીતા લોકોમાં સિલિકોસિસનું કારણ બને છે. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે જે વ્યક્તિઓ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન સિલિકોન કણોના સંપર્કમાં આવે છે તેઓ સિલિકોસિસ વિકસાવી શકે છે.
6. સેમિકન્ડક્ટર સફાઈ
ફોટોવોલ્ટેઇક (PV) કોષો સેમિકન્ડક્ટર વેફરથી બનેલા હોય છે જે ઝેરી રાસાયણિક પદાર્થોનો ઉપયોગ કરીને સાફ કરવામાં આવે છે. આમાં સલ્ફ્યુરિક અને હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ હોય છે.
નુકસાનને દૂર કરવા અને સપાટીની યોગ્ય રચના બનાવવા માટે, આ સફાઈ પ્રક્રિયા નિર્ણાયક છે. હાઈડ્રોફ્લોરિક એસિડ, બીજી બાજુ, પેશીઓને કાટ કરી શકે છે અને હાડકાંને ડિકેલ્સિફાઇ કરી શકે છે, જે તેને અસુરક્ષિત વ્યક્તિ માટે જીવલેણ બનાવે છે. તે ખૂબ જ કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત અને નિકાલ થવો જોઈએ.
સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડને હેન્ડલ કરવામાં અને નિકાલ કરવામાં સરળ હોવાથી અને કર્મચારીઓના સ્વાસ્થ્ય માટે ઓછું જોખમ રજૂ કરે છે, તે એક સુરક્ષિત વિકલ્પ હોઈ શકે છે.
7. પ્રદુષકો અને સૌર કચરો
પેનલના પ્રથમ કેટલાક ઇન્સ્ટોલ કરેલા સેટની સમયસીમા સમાપ્ત થવાનું શરૂ થઈ રહ્યું હોવાથી, જૂની સોલાર પેનલ્સને રિસાયક્લિંગ કરવાની સમસ્યા પર વધુ ધ્યાન આપવામાં આવ્યું નથી. સમાપ્ત થયેલ ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ્સનું સંચાલન હવે એક જટિલ મુદ્દો બની રહ્યો છે કારણ કે તેમની સમાપ્તિ નજીક આવી રહી છે.
જો કે સીસું અને કેડમિયમ સૌર પેનલ્સમાં હાજર હોય છે-જે બંને કેન્સરનું કારણ બને છે-તેઓ મુખ્યત્વે કાચની બનેલી હોય છે. પરિણામે, દૂષકોની સલામતી વિશે ચિંતાઓ છે. આ ઘટકોને રિસાયકલ કરવા માટે અશુદ્ધિ દૂર કરવા માટે વધારાનો ખર્ચ થશે.
હાલમાં, જૂના સોલાર પેનલ્સ વારંવાર લેન્ડફિલ્સમાં ફેંકી દેવામાં આવે છે કારણ કે તેનો ફરીથી ઉપયોગ સરળતાથી કરી શકાતો નથી. કારણ કે પેનલ્સમાં હાનિકારક રસાયણો હોય છે, આ તકનીક સાથે સંકળાયેલા નોંધપાત્ર પર્યાવરણીય જોખમો છે.
વરસાદી પાણીમાં કેડમિયમને છોડવાની અને ધોવાની ક્ષમતા હોય છે, જે પછી જમીનમાં પ્રવેશ કરે છે અને આસપાસના વાતાવરણને દૂષિત કરે છે.
8. ખાણકામના પર્યાવરણીય જોખમો
મોટાભાગની આધુનિક તકનીક તેના ઉત્પાદનમાં દુર્લભ ખનિજોનો ઉપયોગ કરે છે. આના જેવું જ, ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ આ અસામાન્ય ખનિજોમાંથી 19 થી વધુનો ઉપયોગ કરે છે.
આ મર્યાદિત સંસાધનો છે જે સમગ્ર વિશ્વમાં ઘણી જગ્યાએ ખંતપૂર્વક લણવામાં આવે છે. જેમ જેમ રાષ્ટ્રો નવીનીકરણીય ઉર્જાના ઉત્પાદનમાં વધારો કરવા અને ટેક્નોલોજી માટે ગ્રાહકની માંગને સંતોષવા માટે કામ કરે છે, ત્યાં આ ખનિજોની અવિશ્વસનીય રીતે ઊંચી માંગ છે.
સંશોધન સૂચવે છે કે જબરદસ્ત માંગને પહોંચી વળવા અને આ હરિયાળી ક્રાંતિને બળતણ આપવા માટે ફોટોવોલ્ટેઇક પેનલ્સમાં વપરાતો ઘટક પૂરતો ઇન્ડિયમ નહીં હોય.
આ પરિણામો ચિંતાજનક છે, અને ખાણકામની અસર તેમને વધુ ભયાનક બનાવે છે. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે ખાણકામ સિંકહોલ્સ, જૈવવિવિધતાનું નુકસાન અને અત્યંત એસિડિક ધાતુના કચરા દ્વારા પડોશી પાણીના પ્રવાહોને ઝેરી બનાવે છે.
9. સોલાર પેનલના પરિવહનની પર્યાવરણીય અસર
સૌર પેનલ્સમાંથી પરિવહન સંબંધિત ઉત્સર્જન એક વધારાની સમસ્યા ઉભી કરે છે. ભલે તે સમગ્ર વિશ્વમાં બનાવવામાં આવે છે, પરંતુ સૌર પેનલ્સ મોટાભાગે ચીન, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને યુરોપમાં બનાવવામાં આવે છે. વધુમાં, એક દેશમાં બનેલા સૌર પેનલ્સના ભાગોને બીજા દેશમાં મોકલવાની જરૂર પડી શકે છે.
પ્રામાણિકપણે, કોઈપણ પ્રકારના સૌર પેનલના ઉત્પાદન પ્રક્રિયાના દરેક પગલા સાથે સંકળાયેલા ચોક્કસ કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટનો અંદાજ કાઢવો પડકારજનક છે . પર્યાવરણ પર સૌર પેનલના ઉત્પાદનની અસરોનો વ્યાપક અભ્યાસ કે દસ્તાવેજીકરણ કરવામાં આવ્યું નથી.
જોકે, અહેવાલો અનુસાર, ગઠબંધન ઓન મટિરિયલ્સ રિસર્ચ ટ્રાન્સપરન્સી ખાણકામ, ઉત્પાદન અને શિપિંગ સોલાર પેનલ્સના કાર્બન ફૂટપ્રિન્ટ્સને માપવા અને જાહેર કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યું છે.
એ નોંધનીય છે કે સૌર પેનલના ઉત્પાદન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા કાર્બન ઉત્સર્જનનું પ્રમાણ પરંપરાગત ઉર્જા સુવિધાઓ કરતા ઘણું ઓછું છે અને કોલસા ખાણકામ , ફ્રેકિંગ અથવા તેલ ડ્રિલિંગ કરતા ઘણું ઓછું છે.
સોલાર પેનલ્સ સાથેની એક સામાન્ય સમસ્યા, જો કે, તેમની લાક્ષણિક 25-વર્ષની આયુષ્ય પછી તેમની સાથે શું થાય છે, જે આઉટપુટની બહાર જાય છે.
ઉપસંહાર
જો કે સૌર ઊર્જા દોષરહિત નથી, સામાન્ય રીતે, તે હકારાત્મક ચોખ્ખી પર્યાવરણીય અને નાણાકીય અસર ધરાવે છે.
હા, સોલાર પેનલ્સનું ખાણકામ અને ઉત્પાદનમાં મોટી માત્રામાં ઉર્જાનો ઉપયોગ થાય છે, અને હા, પ્રક્રિયામાં રસાયણોનો ઉપયોગ સામેલ છે. જો કે, ડેટા જે દર્શાવે છે તેનાથી વિપરિત, આ બે નિર્વિવાદ તથ્યો સૂચવે નથી કે સૌર પેનલની ચોખ્ખી નકારાત્મક અસર છે.
બે વર્ષથી ઓછા સમયમાં, સોલાર પેનલ બનાવવા માટે વપરાતી ઉર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવશે. જ્યારે ઉત્પાદન અને પ્રક્રિયાના તબક્કા દરમિયાન સૌર ઉર્જાનો વિચાર કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઉત્પાદિત ઉત્સર્જન અશ્મિભૂત ઇંધણનો ઉપયોગ કરીને સમાન જથ્થામાં ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે તેના કરતાં 3-25 ગણું ઓછું હોય છે.
સૌર ઉર્જાનો ઉપયોગ કરવાથી કોઈપણ અશ્મિભૂત બળતણ, ખાસ કરીને કોલસાનો ઉપયોગ કરતા ઓછા ઉત્સર્જન થાય છે, જે તેને ખૂબ જ ફાયદાકારક તકનીક બનાવે છે.