Możliwości recyklingu paneli słonecznych

Źródło: greenmatch.co.uk

Branża energetyczna przechodzi radykalną zmianę i stopniowe przechodzenie w kierunku pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych jest więcej niż oczywiste. Niemniej jednak nie wszystko, co wygląda na zrównoważone, pozostaje takie po zakończeniu swojego cyklu życia. Przynajmniej to jest najczęstsze zmartwienie dotyczące paneli fotowoltaicznych (PV). Są zrównoważonym źródłem energii, zależnym wyłącznie od promieniowania słonecznego i zdolnym do dostarczania energii elektrycznej do naszych domów. Co jednak dzieje się z panelami słonecznymi, gdy nie działają wydajnie? Zapoznaj się z ich podróżą przez proces recyklingu na poniższej infografice:

Żywotność paneli słonecznych

Jak długo działają panele słoneczne? Pytanie, które większość ludzi ma na myśli, rozważając panele słoneczne. Według badań oczekiwana żywotność paneli słonecznych wynosi około 30 lat przed wycofaniem z eksploatacji.

W okresie eksploatacji paneli fotowoltaicznych może wystąpić 20-procentowy spadek mocy. Pomiędzy pierwszymi 10 a 12 rokiem życia maksymalny spadek wydajności wynosi 10 procent, a po osiągnięciu 25 lat 20 procent. Liczby te są gwarantowane przez większość producentów.

Doświadczenie pokazuje jednak, że w rzeczywistości po 25 latach wydajność spada zaledwie o 6 do 8 procent. Żywotność paneli słonecznych może więc być znacznie dłuższa niż oficjalnie. Żywotność wysokiej jakości paneli fotowoltaicznych może sięgać nawet 30 do 40 lat, a po ich zakończeniu nadal będą funkcjonować, choć z mniejszą skutecznością.

Utylizacja paneli słonecznych

Z prawnego punktu widzenia odpady z paneli fotowoltaicznych nadal podlegają ogólnej klasyfikacji odpadów. Jedyny wyjątek istnieje na poziomie UE, gdzie panele fotowoltaiczne są zdefiniowane jako ase-wastein w dyrektywie w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE). Gospodarka odpadami z paneli fotowoltaicznych jest zatem regulowana przez tę dyrektywę, oprócz innych ram prawnych.

Producenci ogniw słonecznych są prawnie zobowiązani do przestrzegania określonych wymogów prawnych i standardów recyklingu, aby mieć pewność, że panele słoneczne nie będą obciążać środowiska. Wtedy zaczęły pojawiać się technologie recyklingu paneli słonecznych.

Producenci fotowoltaiki współpracowali z instytucjami rządowymi i opracowali kilka sposobów radzenia sobie z odpadami słonecznymi.

Odpady z paneli słonecznych

W rzeczywistości, gdyby nie wdrożono procesów recyklingu, do roku 2050 na składowiskach odpadów znalazłoby się 60 milionów ton paneli fotowoltaicznych; ponieważ wszystkie ogniwa fotowoltaiczne zawierają pewną ilość substancji toksycznych, które naprawdę stałyby się niezbyt zrównoważonym sposobem pozyskiwania energii.

Istnieją dwa główne typy paneli słonecznych, które wymagają różnych podejść do recyklingu. Oba typy — na bazie krzemu i na bazie cienkiej warstwy — można poddać recyklingowi przy użyciu różnych procesów przemysłowych. Obecnie panele na bazie krzemu są bardziej powszechne, ale nie oznacza to, że materiały, z których wykonane są ogniwa cienkowarstwowe, nie miałyby dużej wartości.

Badania naukowe prowadzone na temat recyklingu paneli słonecznych zaowocowały licznymi technologiami. Niektóre z nich osiągają nawet zdumiewającą 96% wydajność recyklingu, ale celem jest podniesienie poprzeczki w przyszłości.

Recykling paneli słonecznych na bazie krzemu

Proces recyklingu paneli fotowoltaicznych na bazie krzemu rozpoczyna się od demontażu produktu na części aluminiowe i szklane. Prawie całe (95%) szkło można ponownie wykorzystać, podczas gdy wszystkie zewnętrzne części metalowe są wykorzystywane do ponownego formowania ramek ogniw.

Pozostałe materiały poddaje się obróbce w temperaturze 500°C w urządzeniu do obróbki termicznej w celu ułatwienia wiązania między elementami ogniwa. Ze względu na ekstremalne ciepło otaczający plastik odparowuje, pozostawiając ogniwa krzemowe gotowe do dalszej obróbki. Technologia wspierająca zapewnia, że ​​nawet ten plastik nie jest marnowany, dlatego jest ponownie wykorzystywany jako źródło ciepła do dalszej obróbki termicznej.

Po obróbce termicznej zielony sprzęt jest fizycznie oddzielany. 80% z nich można łatwo ponownie wykorzystać, podczas gdy reszta jest dalej rafinowana. Cząsteczki krzemu – zwane waflami – są wytrawiane kwasem. Połamane wafle są topione, aby ponownie wykorzystać je do produkcji nowych modułów krzemowych, co daje 85% współczynnik recyklingu materiału silikonowego.

Recykling paneli słonecznych na bazie cienkowarstwowej

Dla porównania, panele cienkowarstwowe są przetwarzane bardziej drastycznie. Pierwszym krokiem jest włożenie ich do niszczarki. Następnie młyn bijakowy zapewnia, że ​​wszystkie cząstki są nie większe niż 4-5 mm, co jest wielkością, w której laminacja utrzymująca razem materiały wewnętrzne pęka, a zatem może zostać usunięta. W przeciwieństwie do paneli fotowoltaicznych na bazie krzemu, pozostała substancja składa się zarówno z materiału stałego, jak i płynnego. Aby je oddzielić, wykorzystuje się śrubę obrotową, która zasadniczo utrzymuje rotację części stałych wewnątrz tuby, podczas gdy ciecz spływa do pojemnika.

Ciecze przechodzą proces wytrącania i odwadniania, aby zapewnić czystość. Powstała substancja przechodzi przez obróbkę metalu w celu całkowitego oddzielenia różnych materiałów półprzewodnikowych. Ten ostatni krok zależy od rzeczywistej technologii zastosowanej podczas produkcji paneli; jednak średnio 95% materiału półprzewodnikowego jest ponownie wykorzystywane.

Ciała stałe są zanieczyszczone tzw. materiałami międzywarstwowymi, które są lżejsze i można je usunąć przez wibrującą powierzchnię. Na koniec materiał przechodzi płukanie. Pozostaje czyste szkło, oszczędzając 90% szklanych elementów, co ułatwia regenerację.

Przyszłe korzyści z zarządzania odpadami słonecznymi

Teraz, gdy wiemy, że panele słoneczne można poddać recyklingowi, pytanie brzmi, jakie inne korzyści przynosi gospodarce – jeśli w ogóle. Oczywiście należy stworzyć odpowiednią infrastrukturę do recyklingu paneli słonecznych, aby zarządzać dużymi ilościami modułów fotowoltaicznych, które zostaną usunięte w najbliższej przyszłości. Gdy to nastąpi, będziemy świadkami kilku pozytywnych czynników i nowych możliwości w gospodarce.

Recykling fotowoltaiki nie tylko stworzy więcej zielonych miejsc pracy, ale także około 11 miliardów funtów wartości odzyskiwalnej do 2050 roku. Ten napływ umożliwi produkcję 2 miliardów nowych paneli bez konieczności inwestowania w surowce. Oznacza to, że dzięki ponownemu wykorzystaniu wcześniej zużytych materiałów będzie można wyprodukować około 630 GW energii.

Dzięki ciągłym spadkom cen energii słonecznej coraz więcej gospodarstw domowych i firm decyduje się na inwestycje w systemy fotowoltaiczne. W rezultacie pojawi się jeszcze więcej możliwości ekonomicznych w sektorze recyklingu ogniw słonecznych.