Przemysł energetyczny doświadcza radykalnych zmian, a stopniowa zmiana w kierunku odnawialnych źródeł energii jest bardziej niż oczywista. Niemniej jednak nie wszystko, co wygląda na zrównoważone, pozostaje takie po zakończeniu cyklu życia. Przynajmniej takie jest najczęstsze zmartwienie dotyczące fotowoltaicznych (PV) paneli słonecznych. Są one 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 przestają działać sprawnie? Poznaj ich podróż przez proces recyklingu w poniższej infografice:
Jeśli chcesz użyć tej infografiki, użyj poniższego kodu osadzającego:
Czas eksploatacji paneli słonecznych
Jak długo wytrzymują 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.
Podczas eksploatacji paneli fotowoltaicznych, może nastąpić 20 procentowy spadek mocy. Między pierwszymi 10 a 12 latami maksymalny spadek wydajności wynosi 10 procent, a po osiągnięciu 25 lat – 20 procent. Te liczby są gwarantowane przez większość producentów.
Doświadczenie pokazuje jednak, że w rzeczywistości po 25 latach sprawność spada zaledwie o 6 do 8 procent. Żywotność paneli słonecznych może być więc znacznie dłuższa niż oficjalnie podawana. Żywotność wysokiej jakości paneli fotowoltaicznych może nawet sięgać 30-40 lat, a po tym czasie mogą one nadal funkcjonować, choć z coraz mniejszą wydajnością.
Usuwanie paneli słonecznych
Z punktu widzenia przepisów prawnych, odpady paneli fotowoltaicznych nadal podlegają ogólnej klasyfikacji odpadów. Jedyny wyjątek istnieje na poziomie UE, gdzie panele PV są zdefiniowane jako e-odpady w dyrektywie w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE). Gospodarka odpadami z paneli fotowoltaicznych jest więc regulowana przez tę dyrektywę, dodatkowo do innych ram prawnych.
Producenci ogniw słonecznych są zobowiązani przez prawo do spełnienia określonych wymogów prawnych i standardów recyklingu, aby mieć pewność, że panele słoneczne nie staną się obciążeniem dla środowiska. To właśnie wtedy zaczęły pojawiać się technologie recyklingu paneli słonecznych.
Producenci ogniw fotowoltaicznych współpracowali z instytucjami rządowymi i wymyślili kilka sposobów radzenia sobie z odpadami słonecznymi.
Odpady paneli słonecznych
W rzeczywistości, jeśli procesy recyklingu nie zostałyby wprowadzone, w roku 2050 na wysypiskach śmieci leżałoby 60 milionów ton odpadów paneli fotowoltaicznych; ponieważ wszystkie ogniwa fotowoltaiczne zawierają pewną ilość substancji toksycznych, stałoby się to naprawdę niezbyt zrównoważonym sposobem pozyskiwania energii.
Na poniższej interaktywnej mapie możesz sprawdzić, które kraje produkują najwięcej odpadów z paneli słonecznych:
Jeśli chciałbyś skorzystać z tej interaktywnej mapy, użyj poniższego kodu:
<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>
Powszechne przekonanie o tym, że panele słoneczne nie nadają się do recyklingu, jest więc mitem. Jest to jednak proces, który potrzebuje czasu, aby zostać powszechnie wdrożony i wymaga dalszych badań, aby osiągnąć swój pełny potencjał odpowiedniego recyklingu wszystkich komponentów paneli słonecznych. Z tego powodu konieczna jest ścisła współpraca jednostek projektowych i zajmujących się recyklingiem, aby zdolność do recyklingu była zapewniona przez przemyślane eko-projekty.
Procesy recyklingu paneli słonecznych
Istnieją dwa główne typy paneli słonecznych, wymagające różnych podejść do recyklingu. Oba typy – krzemowe i cienkowarstwowe – mogą być poddawane recyklingowi przy użyciu różnych procesów przemysłowych. Obecnie bardziej powszechne są panele oparte na krzemie, co nie oznacza, że materiały z ogniw cienkowarstwowych nie mają dużej wartości.
Badania prowadzone na temat recyklingu paneli słonecznych zaowocowały wieloma technologiami. Niektóre z nich osiągają nawet zdumiewającą sprawność recyklingu na poziomie 96%, ale celem jest podniesienie poprzeczki wyżej w przyszłości.
Recykling paneli słonecznych na bazie krzemu
Proces recyklingu paneli fotowoltaicznych na bazie krzemu rozpoczyna się od demontażu właściwego produktu w celu oddzielenia części aluminiowych i szklanych. Prawie całe (95%) szkło może być ponownie wykorzystane, podczas gdy wszystkie zewnętrzne części metalowe są używane do ponownego formowania ram ogniw. Pozostałe materiały poddawane są obróbce w temperaturze 500°C w urządzeniu do obróbki termicznej w celu rozluźnienia wiązań między elementami ogniw. Wskutek działania ekstremalnego ciepła plastik obudowujący wyparowuje, pozostawiając ogniwa krzemowe gotowe do dalszej obróbki. Technologia wspomagająca zapewnia, że nawet ten plastik nie jest marnowany, dlatego jest on ponownie wykorzystywany jako źródło ciepła do dalszej obróbki termicznej.
Po obróbce termicznej, zielone okucia są fizycznie oddzielane. 80% z nich może być łatwo ponownie wykorzystane, podczas gdy pozostała część jest dalej rafinowana. Cząsteczki krzemu, zwane waflami, są wytrawiane za pomocą kwasu. Uszkodzone wafle są topione w celu ponownego wykorzystania do produkcji nowych modułów krzemowych, co skutkuje 85% stopniem recyklingu materiału krzemowego.
Recykling paneli słonecznych opartych na cienkiej folii
W porównaniu, panele oparte na cienkiej folii są przetwarzane bardziej drastycznie. Pierwszym krokiem jest umieszczenie ich w rozdrabniaczu. Następnie, młyn młotkowy zapewnia, że wszystkie cząstki są nie większe niż 4-5mm, co jest rozmiarem, w którym laminacja utrzymująca wewnętrzne materiały razem pęka, a zatem może być usunięta. W przeciwieństwie do paneli PV na bazie krzemu, pozostała substancja składa się zarówno z materiału stałego, jak i płynnego. Aby je rozdzielić, wykorzystuje się obracający się ślimak, który zasadniczo utrzymuje części stałe w ruchu obrotowym wewnątrz rury, podczas gdy ciecz spływa do pojemnika.
Ciecze przechodzą przez proces wytrącania i odwadniania, aby zapewnić czystość. Otrzymana substancja przechodzi przez obróbkę metali, aby całkowicie oddzielić różne materiały półprzewodnikowe. Ten ostatni etap zależy od rzeczywistej technologii stosowanej przy produkcji płyt; jednak średnio 95% materiału półprzewodnikowego jest ponownie wykorzystywane.
Ciała stałe są zanieczyszczone tak zwanymi materiałami międzywarstwowymi, które są lżejsze w masie i mogą być usunięte przez powierzchnię wibracyjną. Na koniec materiał przechodzi przez płukanie. Pozostaje czyste szkło, zachowując 90% elementów szklanych dla łatwej ponownej produkcji.
Przyszłe korzyści z zarządzania odpadami solarnymi
Gdy wiemy, że panele słoneczne mogą być poddawane recyklingowi, pytanie brzmi, jakie inne korzyści przynosi to gospodarce – jeśli w ogóle. Oczywiście trzeba będzie stworzyć odpowiednią infrastrukturę recyklingu paneli słonecznych, aby móc zarządzać dużymi ilościami modułów PV, które będą usuwane w najbliższej przyszłości. Po jej uruchomieniu będziemy świadkami kilku pozytywnych czynników i nowych możliwości w gospodarce.
Recykling paneli fotowoltaicznych nie tylko stworzy więcej zielonych miejsc pracy, ale także około 11 miliardów funtów wartości odzyskiwalnej do 2050 roku. Taki napływ umożliwi wyprodukowanie 2 miliardów nowych paneli bez konieczności inwestowania w surowce. Oznacza to, że będzie istniała zdolność do wyprodukowania około 630 GW energii tylko z ponownego wykorzystania wcześniej użytych materiałów.
Dzięki ciągłym spadkom cen energii słonecznej, coraz więcej gospodarstw domowych i firm decyduje się na inwestowanie w systemy solarne. W rezultacie pojawi się jeszcze więcej możliwości ekonomicznych w sektorze recyklingu ogniw słonecznych.
.