Milyen vízfogyasztási hatások vannak a díszítő napelemes lámpák gyártása során?

A díszítő célú napelemes lámpák gyártásának vízigényes szakaszai

Szilícium fotovoltaikus cellák tisztítása és lemezfeldolgozás

A napcellák készítése azokhoz a divatos díszlámpákhoz olyan tiszta vízre van szükség, amely majdnem abszurd módon tiszta. Közepes méretű létesítmények havi körülbelül 5 millió gallon vizet használhatnak fel például kémiai fürdőkhöz és felületek tisztításához. Nézzük meg, mi történik egy-egy szilícium lemezzel (wafer) a feldolgozás során. Ezek a lemezek tipikusan több mint 15 tisztítási lépést igényelnek, miközben marják és textúrázzák őket, így a gyártók minden panelcsomag előállításakor több mint 1800 gallon ultratisztavizet (UPW) használnak fel. Miért ennyi víz szükséges? Mert még a legkisebb szennyeződés is számít. Egyetlen részecske több millióból akár 3 és 7 százalékkal is csökkentheti a cellák fényenergia-elektromos energia átalakítási hatékonyságát. És itt jön egy másik probléma: magának az UPW-nek a tisztítása során a rendszerbe bemenő víz körülbelül 30–40%-a elvész, amit fordított ozmózisos elutasított áramként (reverse osmosis reject streams) neveznek. Ez különösen súlyos problémát jelent olyan területeken, ahol már most is vízhiány van, és ahol a felszín alatti vízkészletek háromszor gyorsabban fogynak, mint ahogy feltöltődnek.

Fém ház anódolása, bevonása és felületkezelése

A fémalkatrészek kezelése során felhasznált víz mennyisége egy gyár teljes vízfogyasztásának körülbelül 60–70 százalékát teszi ki a sok egymást követő mártási lépés miatt. Az alumínium alkatrészek anódolásánál minden egyes elektrokémiai fürdő után tiszta öblítővizet igényelnek a gyárak. Átlagosan körülbelül 50 gallonra van szükség minden egyes négyzetméter felületkezelt területre. Bevonatok felhordása után speciális hidrofób kezelések következnek, amelyek még több desztillált vízzel való leöblítést igényelnek, hogy elkerüljék a foltokat a kész terméken. Ez nagyon fontos, mivel bármilyen szennyeződés látható hibákat okozhat a díszítő felületeken. Ami leginkább aggasztja a gyárigazgatókat, az a króm-alapú passziválási eljárások kezelése. Ezek mérgező hulladékot hoznak létre, amelyet hét és tíz hígítási ciklus között kell kezelni, mielőtt biztonságosan kibocsátható lenne a környezetbe. Új zárt rendszerek jelentek meg, amelyek ígéretet tesznek arra, hogy akár 90 százalékkal csökkenthetik ezt a hatalmas vízfogyasztást ioncserélő újrafeldolgozási technológiával. Jelenleg azonban csak körülbelül a kis gyártók 15 százaléka alkalmazza ezeket, főként azért, mert az ilyen membránok évente több mint 12 ezer dollárba kerülő cseréje számos költségtudatos vállalkozás számára nem megvalósítható.

A földrajzi vízhiány és hatása a gyártási lábnyomra

A termelés koncentrációja magas kockázatú régiókban (Kína, Vietnam, India)

A díszítő napelemes lámpák több mint háromnegyedét olyan helyeken gyártják, ahol napjainkban különösen súlyos vízhiány van, különösen Kínában, Vietnamban és Indiában. Ez később számos problémát okozhat az üzemeltetés során. Vegyük például Kínát – Li és Ma kutatása szerint az ipari víz költsége 2021-ben körülbelül 6,3 dollár köbméterenként volt. Eközben Vietnamban az ország alapvető vízstressz-skálán elért pontszáma elég rossz, 4,2 az 5-ből a WRI Aqueduct hidrológiai kockázatokkal kapcsolatos jelentései alapján. Amikor annyi gyár koncentrálódik együtt ezeken a területeken, száraz időszakokban ellátási lánc-problémákkal néznek szembe, több pénzt kell fizetniük, amikor a kormányok szigorúbb szabályokat vezetnek be a szennyvízkezelésre, és versengeniük kell a korlátozott erőforrásokért a földművesekkel, akik szintén vízre szorulnak. A számok sem hazudnak: más iparágak is, amelyek sok vizet használnak, átlagosan évente több mint 740 ezer dolláros veszteséget szenvednek el gyárhelyenként ezeken a nehéz területeken, az elmúlt év Ponemon Intézetének statisztikái szerint. Az okos vállalatok kezdik áthelyezni termelésük egy részét Délkelet-Ázsia más részeire, ahol a vízstressz nem ennyire súlyos (2,0-nál alacsonyabb pontszám), és befektetnek olyan helyszíni rendszerekbe, amelyek újrahasznosítják a vizet ahelyett, hogy egyszerűen eldobják. Ezek a változások pontosan azt mutatják, miért olyan fontos a megfelelő vízgazdálkodás ahhoz, hogy a globális ellátási lánc zavartalanul működjön.

Vízhatékonysági stratégiák kis léptékű napelemes lámpát gyártó vállalkozások számára

A kis díszítő napelemes lámpákat gyártó gyártók gyakran nehézségekbe ütköznek a vízgazdálkodás terén, mivel nem rendelkeznek nagy pénzügyi forrásokkal vagy megfelelő infrastruktúrával. Napjainkban különösen fontossá vált az erőforrások hatékony felhasználása, hiszen ez segít csökkenteni a költségeket, csökkenteni az ökológiai károkat, és fenntartani a vállalkozás versenyképességét, miközben egyre szigorúbb előírások lépnek életbe, és az ügyfelek zöldebb termékeket követelnek meg. Amikor a vállalatok okos víztakarékos módszereket alkalmaznak, valójában csökkenthetik a napelemes lámpák előállításához szükséges vízmennyiséget anélkül, hogy minőségi kompromisszumokat kellene kötniük. Ez különösen hatékony kisebb vállalkozások esetében, ahol minden csepp számít, és a hulladékképződés többé már nem lehet opció.

Zárt ciklusú újrahasznosítás megvalósíthatósága és megtérülése díszlámpa-gyárakban

A kis méretű, fémfeldolgozással és bevonástechnológiával foglalkozó gyárak jelentősen profitálhatnak a zárt ciklusú vízrendszerekből. Ezek a rendszerek képesek olyan technológiavíz kb. 80%-át tisztítani és újrahasznosítani, amely egyébként lefolyóba kerülne. A kezdeti beruházási költség általában húszezer és ötvenezer dollár között mozog, de a legtöbb vállalkozásnál a befektetés megtérülése két-három év alatt elérhető. Hogyan? Alacsonyabb vízdíjak (évente ötezer és tizenkétezer dollár közötti megtakarítás) és a drága szennyvíz-elhelyezési díjak csökkentése teszi ki a különbséget. Ezeknek a rendszereknek az egyik előnye a moduláris felépítésük, amely lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy kisebb léptékkel kezdjenek, majd a termelési igények növekedésével bővítsenek. Emellett megemlítendők az ökológiai előnyök is. Az ilyen rendszerek telepítésével a gyárak jobb képet mutatnak fenntarthatósági jelentéseikben, miközben enyhítik a már így is szűkösen rendelkezésre álló helyi vízkészletekre nehezedő nyomást. Gondoljunk például olyan területekre, ahol a vízhiány egyre gyakoribb problémává válik a gyártóövezetekben. A kisebb gyártók számára a jövőkép kialakítása és a körkörös vízgazdálkodás komolyabb kezelése már nem csupán jó szándék. Valós lehetőséget jelent környezetbarát vállalatként való megkülönböztetésre, miközben erősebb alapokat teremt a folyamatos működéshez bizonytalan időkben.

Szabályzatok, átláthatóság és adathiány a vízfogyasztás jelentésében

A szabványos jelentéstételi módszerek és átláthatóság hiánya akadályozza a vízfogyasztás csökkentésének javítását a kültéri világítások gyártása során. Számos díszítő célú napelemes lámpákat gyártó vállalat nem követi megfelelően a vízfogyasztását olyan fontos folyamatok során, mint a szilícium lapkák gyártása vagy a fémmegmunkálás. Ez nehezíti a különböző gyártók közötti teljesítmény összehasonlítását, eltakarja azt, mi történik súlyos vízhiánnyal küzdő régiókban, például Kína és Vietnám egyes részein, és lassítja a környezetbarát termelési erőfeszítéseket. Amikor nincsenek szabályok, amelyek előírják a vállalatoknak ezen információk nyilvánosságra hozatalát, szinte lehetetlen meghatározni, hol pazarolódik el víz, illetve bizonyítani, hogy a visszaforgatási rendszerekbe történő beruházás valóban anyagi haszonnal jár-e. A legutóbbi iparági tanulmányok szerint azok a gyárak, amelyek rendszeresen nyomon követik vízfogyasztásukat, termékenként 15–30 százalékkal gyorsabban képesek csökkenteni a felhasználást. Jobb módszerekre van szükség a vízlábnyom méréséhez, beleértve a kék víz (felszíni vagy felszín alatti forrásokból származó) és a szürke víz (a szennyezés eltakarításához szükséges mennyiség) figyelembevételét is. A valódi változás csak akkor következhet be, ha az iparág együttműködve kidolgoz olyan konkrét jelentéstételi szabványokat, amelyek lehetővé teszik a vállalatok számára, hogy igazságosan összehasonlítsák magukat, kölcsönösen felelősségre vonhassák egymást, és felgyorsítsák a kevesebb vizet igénylő naperőművi termékek fejlesztését.

Gyakran Ismételt Kérdések

Miért fontos az ultratiszta víz a napelemgyártásban?

Az ultratiszta víz elengedhetetlen, mivel még a legkisebb szennyeződések is csökkenthetik a napelemek hatásfokát, amely befolyásolja, hogyan alakítják át a napfényt elektromos energiává.

Milyen kihívásokkal néznek szembe a díszítő napelemes lámpákat gyártó vállalatok nagy igénybevételű régiókban?

A Kínában, Vietnamban és Indiában működő gyártók olyan kihívásokkal küzdenek, mint a vízhiány, az ellátási lánc megszakadása, a szigorú szennyvízszabályozások miatti költségnövekedés, valamint az erőforrásokért folyó verseny.

Hogyan javíthatják a kis léptékű termelők a vízhatékonyságot?

A kis léptékű termelők javíthatják a vízhatékonyságot zárt ciklusú újrahasznosító rendszerek bevezetésével, az erőforrások hatékony felhasználásával, valamint helyszíni vízújrahasznosító rendszerekbe történő beruházással.

Miért hiányzik a transzparencia a vízfogyasztás jelentésében?

A szabványos jelentéstételi módszerek és a vállalatok által közzétendő vízfogyasztási adatokra vonatkozó szabályozások hiánya hozzájárul az átláthatóság hiányához, akadályozva ezzel a gyártók közötti fejlesztéseket és összehasonlításokat.

Milyen előnyökkel járnak a zárt ciklusú vizes rendszerek?

A zárt ciklusú vizes rendszerek lehetővé teszik a gyárak számára, hogy körülbelül a folyamatvíz 80%-át újrahasznosítsák, csökkentve ezzel a nyersvíz beszerzésének és a szennyvíz elhelyezésének költségeit, valamint javítva a fenntarthatóságot és a környezeti hatást.