EN
Розуміння оцінки життєвого циклу для сонячних гойливих ліхтариків
Основна методологія LCA та чому вона має значення для сонячного зовнішнього освітлення
Оцінка життєвого циклу (LCA) вимірює, наскільки погано певний продукт впливає на навколишнє середовище на кожному етапі свого існування — від видобутку сировини до утилізації після використання. Щодо сонячних гойливих ліхтариків, такі оцінки чітко показують, де виникає найбільше проблем. Виготовлення малих сонячних панелей здається найважчим етапом: дослідження вказують, що вони становлять близько двох третин загальних викидів вуглекислого газу. Батарейні компоненти також створюють чимало екологічних наслідків. Компанії використовують результати LCA, щоб знайти шляхи покращення своїх продуктів. Деякі почали застосовувати монокристалічні кремнієві елементи замість старіших полікристалічних, які фактично виробляють на 20–25% більше електроенергії. Чому це важливо? Сонячні садові ліхтарики працюють інакше, ніж звичайні лампи, підключені до мережі. Вони мають справу з мінливими погодними умовами протягом року — різною кількістю сонячного світла, опадами та коливаннями температури. Точні вимірювання в цьому контексті мають велике значення, якщо компанії хочуть чесно заявляти про свою екологічність. Сонячні ліхтарики переміщують проблеми забруднення з етапу використання на етап виробництва, тому виробникам потрібно ретельно обирати матеріали для своїх продуктів і уважно стежити за процесами в своїх ланцюгах поставок.
Функціональна одиниця та вибір меж системи, специфічні для сонячних садових гойливих ліхтариків
Визначення функціональної одиниці — зазвичай «люмени на годину протягом терміну служби виробу» — дозволяє проводити справедливе порівняння між сонячними гойливими ліхтами та традиційним освітленням. Важливі рішення щодо меж системи включають:
- Виключення транспортування упаковки : Міжнародні перевезення можуть становити 15–20% загальних викидів
- Цикли заміни батареї : Літій-іонні акумулятори зазвичай потрібно замінювати кожні 2–3 роки
- Утилізація після закінчення терміну експлуатації : Зараз глобально переробляється менше ніж 12% малих фотогальванічних компонентів
Те, як ми визначаємо межі системи, серйозно впливає на результати. Коли виробники не враховують деградацію панелей у своїх розрахунках, це призводить до пропуску важливого аспекту, адже ефективність панелей знижується приблизно на пів відсотка щороку через звичайне зношування. Така недбалість робить довгострокову картину кращою, ніж вона є насправді. Для компаній, які серйозно ставляться до екологічних методів виробництва, аналіз повного життєвого циклу продукту стає обов’язковим, особливо коли йдеться про складні композитні матеріали, що використовуються у водонепроникних корпусах і які наприкінці свого терміну служби практично не розкладаються. Стандартизовані визначення допомагають справедливо порівнювати різні продукти, а також показують, де є простір для покращення екодизайну. Візьмемо, наприклад, модульні компоненти — вони значно спрощують демонтаж пристроїв у майбутньому, що саме нам і потрібно більше на сьогоднішньому ринку.
Зменшення впливу на навколишнє середовище на етапі виробництва
Матеріали та використання енергії з високим рівнем впливу у виробництві сонячних гойливих ліхтариків
Більша частина вуглецевого сліду сонячних гойливих ліхтариків припадає на виробничі процеси, які зазвичай становлять від 60 до 80 відсотків їхнього екологічного впливу. Основними винуватцями тут є виробництво самих маленьких фотоелектричних елементів і вся робота з формування пластику. Детальніше розглянувши окремі проблемні сфери, ми з'ясовуємо, що первинні матеріали корпусу з ПВХ виділяють близько 5,2 кілограма діоксиду вуглецю на кілограм продукту. Ще однією серйозною проблемою є мідний дріт, оскільки приблизно 85% викидів, пов’язаних із металами, фактично походять із самого процесу видобутку. Щодо споживання енергії під час виробництва, особливо виділяються такі процеси, як лиття під тиском і виготовлення напівпровідників. Ці операції споживають приблизно 70% загальної електроенергії, необхідної для виробництва, що становить близько 1,2 кіловат-годин лише на один окремий комплект ліхтариків. Однак є надія. Перехід на вторсинний поліпропілен замість нового пластику потенційно може скоротити викиди матеріалів приблизно на 40%, і при цьому ліхтарики залишаться захищеними від дощу та пошкодження вологи.
Стратегії екодизайну: зменшення ваги, низьковуглецеві компоненти та прозорість ланцюга поставок
Виробники, які серйозно ставляться до сталого розвитку, зазвичай зосереджуються на трьох основних аспектах під час проектування продуктів. По-перше, зменшення ваги виробів скорочує використання пластику приблизно на 30%, одночасно забезпечуючи достатню міцність для повсякденного використання. Далі йде перехід на матеріали з меншим вуглецевим слідом. Пластики на основі бамбука та кріплення з переробленого алюмінію можуть скоротити викиди під час виробництва майже вдвічі порівняно зі звичайними показниками галузі. І не варто забувати про відстеження походження всіх компонентів на кожному етапі ланцюжка поставок. Це допомагає компаніям точно знати, звідки надходять їхні матеріали, і гарантує використання відновлюваних джерел енергії на кожному етапі виробництва. У сукупності ці стратегії можуть скоротити викиди під час виробництва на 60–70%. Крім того, вони сприяють створенню кращих можливостей для переробки тих яскравих сонячних ліхтариків для саду, які зараз так полюбляють.
Оптимізація експлуатаційних характеристик та надійності енергопостачання
Правильна оцінка життєвого циклу показує, що експлуатаційний період становить більшість екологічного сліду сонячних гірлянд — до 70% за даними наукових досліджень ( Журналі Чистого Виробництва , 2022). Тому оптимізація ефективності має вирішальне значення для досягнення справжніх результатів у сфері сталого розвитку.
Ефективність сонячних панелей, термін служби акумулятора та погіршення продуктивності в реальних умовах
Спосіб розташування сонячних панелей і те, наскільки вони чисті, мають велике значення для кількості енергії, яку вони можуть зібрати. Коли панелі затінені, їхня продуктивність різко падає, іноді до приблизно 40% від того, що вони могли б виробити за ідеальних умов. Холодна погода також негативно впливає на літій-іонні акумулятори, згідно з останніми дослідженнями журналу Energy Storage Materials (2023). Ці акумулятори втрачають приблизно на 20–30% більше ємності при експлуатації за морозних температур порівняно з нормальним режимом роботи. З іншого боку, підтримання часткового заряду акумуляторів, замість того щоб дозволити їм повністю розрядитися, допомагає зберегти близько 90% їхньої початкової ємності після трьох років, тоді як повне розряджання зменшує ємність лише до приблизно 65%. Мають значення й екологічні фактори. Сонячні елементи деградують приблизно на 1,5–2% на рік через вологість і накопичення пилу з часом. Сучасні системи управління акумуляторами (BMS) стали досить складними. Контролюючи цикли зарядки та розрядки за допомогою таких функцій, як моніторинг температури, розумний розподіл навантаження та контрольовані рівні зарядки, ці системи можуть фактично продовжити термін служби акумулятора приблизно на 34%. Багато виробників тепер вважають інтеграцію BMS обов’язковою для максимізації повернення інвестицій у рішення для зберігання енергії з відновлюваних джерел.
Поєднання естетичної привабливості з економією енергії та низькими витратами на обслуговування
Дизайнери знаходять способи поєднати сталість і функціональність, використовуючи диммовані світлодіоди, які споживають лише 3 вати на кожні 100 лампочок замість звичних 15 ват у традиційних моделей. Коли дизайnerи розташовують ці світлодіоди стратегічно протягом установки, вони фактично скорочують кількість компонентів приблизно на 40%, не втрачаючи при цьому візуального ефекту. Це також означає, що пристрої працюють довше між зарядками. Сонячні панелі отримують додатковий імпульс завдяки самоочищувальним гідрофобним покриттям, які дозволяють їм працювати з ефективністю близько 92% навіть після місяців впливу бруду та забруднень. І не варто забувати про модульні конструкції. Такі системи дозволяють технікам замінювати вийшли з ладу акумулятори, а не викидати цілі пристрої, коли щось ламається. Крім того, клієнтам подобається можливість міняти різні схеми освітлення відповідно до своїх змінних потреб або переваг у оформленні інтер'єру з часом.
Забезпечення циркулярності: управління в кінці терміну служби та конструкція для демонтажу
Поточні показники переробки та бар'єри щодо компонентів сонячних гірлянд (фотоелектричні елементи, акумулятори, пластики)
Рівень переробки старих сонячних гірлянд залишається дуже низьким через різноманітні технічні труднощі та логістичні проблеми. Усередині фотоелектричні елементи містять багато кремнію, але їх окремлення від захисних пластикових шарів потребує великої кількості енергії. Ще одна проблема — це літій-іонні акумулятори, які є приблизно в дев’яти з десяти сонячних ліхтариків. Ці акумулятори можуть займатися під час подрібнення й вимагають спеціального поводження, до якого більшість міських пунктів переробки не мають доступу. Пластикові деталі також створюють проблеми, оскільки легко забруднюються. Змішані різні види пластику разом із вбудованими мідними дротами означають, що, за даними Circular Materials Lab минулого року, насправді переробляється менше 15%. Ситуація ще більше погіршується, коли виробники роблять ці продукти меншими та не вказують чітких міток щодо того, з яких матеріалів виготовлена кожна частина. Як наслідок, понад вісім із десяти викинутих пристроїв просто опиняються на звалищах. Щоб вирішити цю проблему, всі компанії мають спільно працювати над спрощенням конструкції своїх продуктів для полегшення їхнього розбирання та створенням відповідних пунктів збору саме для таких виробів.
Конструювання для розбирання та модульних оновлень з метою подовження терміну експлуатації продукту
Коли ми застосовуємо проектування для демонтажу (DfD) до тих маленьких сонячних гойливих ліхтариків, вони стають набагато кращими, ніж просто одноразові пристрої. Основні ідеї? Замінити клей на з'єднання з фіксацією та стандартними гвинтами. Кодувати різні частини кольором, щоб люди знали, що і куди потрапляє під час подальшого розбирання. І забезпечити легкий доступ до батарей, щоб ніхто не мучився, намагаючись безпечно їх вийняти. Завдяки такій модульній конструкції люди не повинні викидати цілі гирлянди лише тому, що з часом вийшла з ладу одна частина. Вони можуть просто замінити старі сонячні панелі або акумулятори за необхідності. Чином, термін служби продуктів збільшується приблизно на 40 відсотків, а більшість мідного дроту залишається цілою — близько 95 відсотків — для майбутніх проектів. Компанії також економлять кошти, використовуючи схожі компоненти у різних продуктах своєї лінійки. Такі розумні конструкції добре узгоджуються з результатами оцінки життєвого циклу, скорочуючи потребу в сировині та обсяги відходів на полигонах, і при цьому продовжують гарно виглядати, висячи в садах і на ґанках скрізь.
Часто задавані питання:
Що таке оцінка життєвого циклу (LCA)?
LCA — це методологія для оцінки впливу на навколишнє середовище, пов’язаного з усіма етапами життя продукту — від видобутку сировини до утилізації.
Чому сонячні панелі значною мірою сприяють викидам у світлодіодах із сонячним живленням?
Виробництво невеликих сонячних панелей є енергоємним процесом, що значною мірою впливає на загальний вуглецевий слід таких ліхтариків.
Як заміна батарей впливає на екологічний слід сонячних гірлянд?
Заміна батарей кожні 2–3 роки збільшує викиди, оскільки виробництво нових батарей вимагає значних ресурсів і енергії.
Як проектування для демонтажу допомагає переробці сонячних гірлянд?
DfD полегшує розбирання сонячних ліхтариків, дозволяючи замінювати або переробляти компоненти, такі як батареї та фотоелектричні елементи, продовжуючи термін служби продукту та зменшуючи кількість відходів на полигоні.
