De energie-industrie heeft een radicale verandering ondergaan en de geleidelijke verschuiving naar hernieuwbare energiebronnen is meer dan duidelijk. Toch blijft niet alles wat duurzaam lijkt, dat ook aan het eind van zijn levenscyclus. Dat is althans de meest voorkomende zorg met betrekking tot fotovoltaïsche (PV) zonnepanelen. Ze zijn een duurzame energiebron, enkel afhankelijk van zonnestraling, en in staat om elektriciteit te leveren aan onze huizen. Maar wat gebeurt er met zonnepanelen als ze niet meer efficiënt werken? Bekijk hun reis door het recyclingproces in de infographic hieronder:
Als u deze infographic wilt gebruiken, gebruik dan de embed-code hieronder:
De Levensduur van Zonnepanelen
Hoe lang gaan zonnepanelen mee? Een vraag die de meeste mensen in hun hoofd hebben als ze zonnepanelen overwegen. Volgens studies is de levensduur van zonnepanelen ongeveer 30 jaar voordat ze buiten gebruik worden gesteld.
Tijdens de levensduur van fotovoltaïsche panelen kan de stroomcapaciteit met 20 procent afnemen. Tussen de eerste 10 en 12 jaar is de maximale afname van het rendement 10 procent, en 20 procent bij het bereiken van de 25 jaar. Deze cijfers worden door de meeste fabrikanten gegarandeerd.
Toch leert de ervaring dat in werkelijkheid het rendement na 25 jaar met slechts 6 tot 8 procent daalt. De levensduur van zonnepanelen kan dus veel langer zijn dan officieel wordt aangegeven. De levensduur van PV-panelen van hoge kwaliteit kan zelfs oplopen tot 30 à 40 jaar, en daarna nog steeds functioneel zijn, zij het met afnemende efficiëntie.
Verwijdering van Zonnepanelen
Vanwege de regelgeving valt afval van PV-panelen nog steeds onder de algemene afvalclassificatie. Er is één uitzondering op EU-niveau, waar fotovoltaïsche panelen in de richtlijn betreffende afgedankte elektrische en elektronische apparatuur (AEEA) worden gedefinieerd als elektronisch afval. Het beheer van afval van fotovoltaïsche panelen wordt dus geregeld door deze richtlijn, naast andere wettelijke kaders.
De fabrikanten van zonnecellen zijn wettelijk verplicht te voldoen aan specifieke wettelijke eisen en recyclingnormen om ervoor te zorgen dat zonnepanelen geen belasting vormen voor het milieu. Toen begonnen de technologieën voor het recyclen van zonnepanelen op te komen.
De producenten van fotovoltaïsche cellen hebben in samenwerking met overheidsinstellingen een aantal manieren bedacht om het afval van zonnecellen aan te pakken.
Zonnepanelenafval
In feite zou er, als er geen recyclingprocessen zouden worden ingevoerd, tegen het jaar 2050 60 miljoen ton afval van PV-panelen op stortplaatsen liggen; aangezien alle PV-cellen een bepaalde hoeveelheid giftige stoffen bevatten, zou dat echt een niet-zo-duurzame manier van energievoorziening worden.
In de volgende interactieve kaart kunt u zien welke landen het meeste afval van zonnepanelen produceren:
Als u deze interactieve kaart wilt gebruiken, gebruik dan de onderstaande code:
<iframe src=”https://www.google.com/maps/d/u/0/embed?mid=1g4J5np6uhrHh-PmC-K4fB7QmJvU&ll=26,16&z=2″ width=”100%” height=”600″></iframe><p>Created by <a href=”https://www.greenmatch.co.uk/”>GreenMatch</a></p>
De gangbare overtuiging dat zonnepanelen niet recyclebaar zijn, is dus een mythe. Het is echter een proces dat tijd nodig heeft om op grote schaal te worden toegepast en verder onderzoek vereist om zijn volledige potentieel te bereiken om alle onderdelen van zonnepanelen adequaat te recyclen. Daarom is het noodzakelijk dat ontwerp- en recyclingafdelingen nauw samenwerken, zodat de mogelijkheid tot recyclen wordt gewaarborgd door doordachte eco-ontwerpen.
Recyclageprocessen voor zonnepanelen
Er zijn twee hoofdtypen zonnepanelen, die verschillende recyclingbenaderingen vereisen. Beide typen – op basis van silicium en dunne film – kunnen worden gerecycled met behulp van verschillende industriële processen. Momenteel zijn op silicium gebaseerde panelen gebruikelijker, hoewel dat niet betekent dat er geen grote waarde zou zijn in de materialen van op dunne-film gebaseerde cellen.
Onderzoeksstudies over het onderwerp recycling van zonnepanelen hebben geresulteerd in talrijke technologieën. Sommige bereiken zelfs een verbazingwekkende recyclingefficiëntie van 96%, maar het doel is om de lat in de toekomst hoger te leggen.
Silicon Based Solar Panel Recycling
Het recyclingproces van PV-panelen op siliciumbasis begint met het uit elkaar halen van het eigenlijke product om de aluminium- en glasdelen te scheiden. Bijna al het glas (95%) kan worden hergebruikt, terwijl alle externe metalen onderdelen worden gebruikt voor het opnieuw vormen van celframes. De resterende materialen worden bij 500°C in een thermische verwerkingseenheid behandeld om de binding tussen de celelementen te versoepelen. Door de extreme hitte verdampt de inkapselende kunststof, waardoor de siliciumcellen klaar zijn voor verdere verwerking. De ondersteunende technologie zorgt ervoor dat zelfs dit plastic niet wordt verspild, daarom wordt het hergebruikt als warmtebron voor verdere thermische verwerking.
Na de thermische behandeling wordt de groene hardware fysisch gescheiden. 80% daarvan kan gemakkelijk worden hergebruikt, terwijl de rest verder wordt geraffineerd. Siliciumdeeltjes, wafers genaamd, worden weg geëtst met zuur. Gebroken wafers worden gesmolten om opnieuw te worden gebruikt voor de fabricage van nieuwe silicium modules, wat resulteert in 85% recycling van het silicium materiaal.
Thin-Film Based Solar Panel Recycling
In vergelijking daarmee worden thin-film gebaseerde panelen drastischer verwerkt. De eerste stap is om ze in een shredder te stoppen. Daarna zorgt een hamermolen ervoor dat alle deeltjes niet groter zijn dan 4-5mm, de grootte waarbij de laminering die de binnenmaterialen bij elkaar houdt breekt, en dus kan worden verwijderd. In tegenstelling tot PV-panelen op siliciumbasis, bestaat de resterende substantie uit zowel vast als vloeibaar materiaal. Om deze te scheiden wordt gebruik gemaakt van een roterende schroef, die in feite de vaste delen in een buis laat ronddraaien, terwijl de vloeistof in een container druppelt.
De vloeistof ondergaat een neerslag- en ontwateringsproces om de zuiverheid te waarborgen. De resulterende substantie gaat door metaalverwerking om de verschillende halfgeleidermaterialen volledig te scheiden. Deze laatste stap is afhankelijk van de technologie die daadwerkelijk wordt gebruikt bij de productie van de panelen; gemiddeld wordt echter 95% van het halfgeleidermateriaal hergebruikt.
De vaste stoffen worden verontreinigd met zogenaamde tussenlagen, die lichter van massa zijn en kunnen worden verwijderd door middel van een triloppervlak. Tenslotte wordt het materiaal gespoeld. Wat overblijft is zuiver glas, waarbij 90% van de glaselementen wordt gespaard voor eenvoudige herfabricage.
De toekomstige voordelen van het beheer van zonne-afval
Nu we weten dat zonnepanelen kunnen worden gerecycled, is de vraag welke andere voordelen dit voor de economie oplevert – als die er al zijn. Uiteraard moet er een goede infrastructuur voor het recyclen van zonnepanelen komen om de grote hoeveelheden PV-modules te kunnen verwerken die in de nabije toekomst zullen worden weggegooid. Als dat er eenmaal is, zullen we getuige zijn van verschillende positieve factoren en nieuwe kansen binnen de economie.
Niet alleen zal PV recycling meer groene werkgelegenheid creëren, maar ook ongeveer £11 miljard aan terugwinbare waarde tegen 2050. Deze instroom zal het mogelijk maken om 2 miljard nieuwe panelen te produceren zonder dat er in grondstoffen hoeft te worden geïnvesteerd. Dit betekent dat er een capaciteit zal zijn om ongeveer 630 GW aan energie te produceren, alleen al door hergebruik van eerder gebruikte materialen.
Dankzij de constante prijsdalingen van zonne-energie kiezen steeds meer huishoudens en bedrijven ervoor om te investeren in zonne-energiesystemen. Als gevolg hiervan zullen er nog meer economische kansen ontstaan in de zonnecelrecyclingsector.