Energibranschen har genomgått en radikal förändring och den gradvisa förskjutningen mot förnybara energikällor är mer än uppenbar. Men inte allt som ser hållbart ut förblir så i slutet av sin livscykel. Det är åtminstone den vanligaste oron när det gäller solcellspaneler (PV). De är en hållbar energikälla som endast är beroende av solstrålning och som kan leverera elektricitet till våra hem. Men vad händer med solpaneler när de inte fungerar effektivt? Utforska deras resa genom återvinningsprocessen i infografiken nedan:
Om du vill använda den här infografiken kan du använda inbäddningskoden nedan:
Solcellpanelers livslängd
Hur länge håller solcellspaneler? En fråga som de flesta har i åtanke när de överväger solpaneler. Enligt studier är den förväntade livslängden för solpaneler cirka 30 år innan de tas ur bruk.
Under solcellspanelernas livslängd kan en 20-procentig minskning av effektkapaciteten inträffa. Mellan de första 10-12 åren är den maximala minskningen av effektiviteten 10 procent, och 20 procent när man når 25 år. Dessa siffror garanteras av de flesta tillverkare.
Erfarenheten visar dock att effektiviteten i verkligheten endast sjunker med 6-8 procent efter 25 år. Solpanelernas livslängd kan alltså vara mycket längre än vad som officiellt anges. Livslängden för solcellspaneler av hög kvalitet kan till och med uppgå till 30-40 år, och de kan fortfarande fungera efteråt, om än med minskad effektivitet.
Bortskaffande av solcellspaneler
Från en rättslig synvinkel faller avfall från solcellspaneler fortfarande under den allmänna avfallsklassificeringen. Ett enda undantag finns på EU-nivå, där solcellspaneler definieras som e-avfall i WEEE-direktivet (Waste Electrical and Electronic Equipment). Avfallshanteringen av solcellspaneler regleras således av detta direktiv, utöver andra rättsliga ramar.
Solcellstillverkarna är enligt lag skyldiga att uppfylla särskilda rättsliga krav och återvinningsstandarder för att se till att solcellspaneler inte blir en belastning för miljön. Det var då tekniker för återvinning av solpaneler började växa fram.
Fotovoltaikproducenterna samarbetade med statliga institutioner och har kommit fram till några sätt att ta itu med solpanelsavfall.
Solpanelsavfall
Om återvinningsprocesser inte infördes skulle det faktiskt finnas 60 miljoner ton solpanelsavfall som skulle ligga på soptippar år 2050; eftersom alla solceller innehåller en viss mängd giftiga ämnen skulle det verkligen bli ett inte så hållbart sätt att få tag på energi.
I följande interaktiva karta kan du se vilka länder som producerar mest avfall från solpaneler:
Om du vill använda denna interaktiva karta, använd koden nedan:
<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>
Den allmänna uppfattningen om att solpaneler inte är återvinningsbara är därför en myt. Det är dock en process som behöver tid för att bli allmänt genomförd och som kräver ytterligare forskning för att nå sin fulla potential att på ett adekvat sätt återvinna alla solpanelskomponenter. Av den anledningen är det nödvändigt att konstruktions- och återvinningsenheter samarbetar nära så att möjligheten till återvinning säkerställs genom medveten ekodesign.
Solpanels återvinningsprocesser
Det finns två huvudtyper av solpaneler, som kräver olika återvinningsmetoder. Båda typerna – kiselbaserade och tunnfilmsbaserade – kan återvinnas med hjälp av olika industriella processer. För närvarande är kiselbaserade paneler vanligare, men det betyder inte att det inte skulle finnas ett stort värde i material av tunnfilmsbaserade celler.
Forskningsstudier som utförts på ämnet återvinning av solpaneler har resulterat i många tekniker. Vissa av dem når till och med upp till en häpnadsväckande återvinningseffektivitet på 96 %, men målet är att höja ribban högre i framtiden.
Recykling av kiselbaserade solcellspaneler
Recyklingsprocessen för kiselbaserade solcellspaneler börjar med att demontera själva produkten för att separera aluminium- och glasdelar. Nästan allt (95 %) av glaset kan återanvändas, medan alla yttre metalldelar används för att återforma cellramar. Resterande material behandlas vid 500 °C i en termisk behandlingsenhet för att lösa upp bindningen mellan cellelementen. På grund av den extrema värmen avdunstar den inkapslande plasten och lämnar kiselcellerna redo för vidare bearbetning. Den stödjande tekniken säkerställer att inte ens denna plast går till spillo, därför återanvänds den som värmekälla för ytterligare termisk behandling.
Efter den termiska behandlingen separeras den gröna hårdvaran fysiskt. 80 % av dessa kan lätt återanvändas, medan resten förädlas ytterligare. Kiselpartiklar – så kallade wafers – etsas bort med hjälp av syra. Trasiga wafers smälts för att återigen användas för att tillverka nya kiselmoduler, vilket resulterar i 85 % återvinningsgrad av kiselmaterialet.
Recykling av tunnfilmsbaserade solpaneler
I jämförelse med tunnfilmsbaserade paneler behandlas tunnfilmsbaserade paneler mer drastiskt. Det första steget är att lägga dem i en fragmenteringsmaskin. Därefter ser en hammarkvarn till att alla partiklar inte är större än 4-5 mm, vilket är den storlek där lamineringen som håller ihop de inre materialen bryts och därmed kan avlägsnas. Till skillnad från kiselbaserade solcellspaneler består den återstående substansen av både fasta och flytande material. För att separera dessa används en roterande skruv, som i princip håller de fasta delarna roterande inuti ett rör, medan vätskan droppar ner i en behållare.
Vätskorna genomgår en fällnings- och avvattningsprocess för att säkerställa renhet. Den resulterande substansen går genom metallbearbetning för att fullständigt separera de olika halvledarmaterialen. Det sistnämnda steget beror på den faktiska teknik som används vid tillverkningen av panelerna, men i genomsnitt återanvänds 95 % av halvledarmaterialet.
Fasta ämnen kontamineras med så kallade mellanskiktsmaterial, som är lättare i massa och kan avlägsnas genom en vibrerande yta. Slutligen genomgår materialet en sköljning. Det som lämnas kvar är rent glas, varvid 90 % av glaselementen sparas för enkel återtillverkning.
De framtida fördelarna med avfallshantering för solenergi
När vi nu vet att solpaneler kan återvinnas är frågan vilka andra fördelar det medför för ekonomin – om några. Det är uppenbart att en ordentlig infrastruktur för återvinning av solpaneler måste inrättas för att hantera de stora volymer av solcellsmoduler som kommer att kasseras inom en snar framtid. När detta väl är på plats kommer vi att bevittna flera positiva faktorer och nya möjligheter inom ekonomin.
Nu kommer återvinning av solcellsmoduler inte bara att skapa fler gröna jobbmöjligheter utan också cirka 11 miljarder pund i återvinningsvärde fram till 2050. Detta inflöde kommer att göra det möjligt att producera 2 miljarder nya paneler utan att behöva investera i råmaterial. Detta innebär att det kommer att finnas kapacitet att producera cirka 630 GW energi bara genom att återanvända tidigare använda material.
Tack vare ständiga prisfall på solenergi väljer allt fler hushåll och företag att investera i solenergisystem. Som ett resultat av detta kommer ännu fler ekonomiska möjligheter inom sektorn för återvinning av solceller att uppstå.