Дослідження впливу відходів сонячних фотоелектричних панелей на ґрунт

Abstract

Світова тенденція використання сонячної енергії є важливим напрямком для сталого розвитку та екологічної стабільності країни. Україна активно розвиває виробництво сонячної енергії, проте війна призвела до значних втрат у сфері сонячної енергетики. Руйнування сонячних електростанцій та приватних домогосподарств, що використовували сонячну енергію, стало причиною утворення значної кількості відходів сонячних фотоелектричних панелей. Це, в першу чергу, стосується Херсонської, Миколаївської та Запорізької областей, де розташовані найбільші сонячні електростанції в країні та проводились чи проводяться активні військові дії. Серед компонентів зруйнованих сонячних панелей, однією з потенційно небезпечних складових для навколишнього середовища є електрична частина, яка містить мідь. Цей важкий метал чинить негативний вплив на довкілля, а його потрапляння в землю може негативно вплинути на якість ґрунту, водних ресурсів та на здоров′я людини. Для дослідження даного негативного чинника використовувались дернові ґрунти, що були відібрані у с. Великий Раковець, Закарпатській області, та мідні дроти, які застосовуються у конструкції електричної частини сонячної фотоелектричної панелі. Експеримент проходив у природних умовах, що характеризувались сезонною зміною. Модельний дріт мав механічні пошкодження та обпалення, які характерні для військового ураження електричних провідників. Проведений абсорбційно-спектрометричний аналіз ґрунту показав перевищення ГДК міді у порівнянні з еталонним зразком у всіх випадках: у 2,74 рази при дослідженні дроту з механічним пошкодженням та у 1,34 рази – дроту з обпаленням силіконової ізоляції. Водночас валова концентрація міді у ґрунті, що мав контакт з провідником, зростала до 40 разів. Результати дослідження можуть бути використані у системі моніторингового аналізу ґрунтів, які постраждали від бойових дій, а також ґрунтів, на яких тривалий час розміщуються відходи сонячних фотоелектричних панелей. Отримані експериментальні дані доцільно застосувати при оцінці екологічного стану ґрунтів певних районів України, що необхідно при розробці науково-обґрунтованих заходів поліпшення екологічної ситуації територій країни та зменшення екологічної небезпеки, зумовленої наслідками війни.

The global trend of using solar energy is an important step towards sustainable development and environmental stability. Ukraine is actively developing solar energy production, but the war has led to significant losses in this field. The destruction of solar power plants and private households that used solar energy has resulted in a significant amount of waste from solar photovoltaic panels. This is particularly concerning in the Kherson, Mykolaiv, and Zaporizhzhia regions, where the largest solar power plants in the country are located and where active military operations have taken place or are currently taking place. Among the components of destroyed solar panels, one of the potentially hazardous components for the environment is the electrical part that contains copper. This heavy metal has a negative impact on the environment, and its entry into the soil can negatively affect the quality of soil, water resources, and human health. To investigate this negative factor, sod soils were used, which were taken from the village of Velykyi Rakovets, Zakarpattia region, along with copper wires that are used in the construction of the electrical part of solar photovoltaic panels. The experiment was carried out under natural conditions characterized by seasonal changes. The model wire had mechanical damage and burns, which are typical of military damage to electrical conductors. The absorption spectroscopic analysis of the soil showed an excess of the MPC of copper compared to the reference sample in all cases: by 2.74 times when studying the wire with mechanical damage and by 1.34 times – the wire with burns of silicone insulation. At the same time, the gross concentration of copper in the soil in contact with the conductor increased up to 40 times. The results of the study can be used in the monitoring and analysis system for soils that have been affected by military actions, as well as soils where waste from solar photovoltaic panels has been deposited for a long time. The experimental data obtained should be applied when assessing the environmental situation of soils in specific regions. This is necessary for the development of scientifical-ly-based measures to improve the environmental situation in the territories of Ukraine.