ИЗАЗОВИ РЕЦИКЛАЖЕ СОЛАРНИХ панела

Очекује се да ће отпад од соларних панела порасти за више од 4000 процената у наредној деценији.Да ли је индустрија рециклаже соларних панела спремна да поднесе ове количине?С обзиром да потражња за новим панелима експоненцијално расте, а сировине су оскудне, трка је у току.

Соларни панелрециклажа постаје прави изазов.Од кључне важности за британску нето нулту стратегију, соларна енергија је трајна и одржива опција за предузећа и домаћинства и брзо расте.

2021. Велика Британија је додала 730 МВ нових соларних капацитета, чиме је укупна запремина достигла 14,6 ГВ, што је повећање од 5,3 одсто у односу на 2020, а — у другом кварталу 2022 — соларна енергија је допринела 6,4 одсто укупне производње електричне енергије у Великој Британији.У оквиру Априлске стратегије енергетске безбедности, Одељење за пословну, енергетску и индустријску стратегију (БЕИС) потврдило је да се до 2035. очекује да ће се коришћење соларне енергије у Великој Британији петоструко повећати, чиме ће укупна запремина достићи 70 ГВ: око 15 одсто пројектованих у УК (и све веће) потребе за електричном енергијом, наводи МцКинсеи.

Питање које се појављује је шта учинити са соларним панелима када дођу до краја свог 30-годишњег животног века.Како раст тржишта наставља да расте у будућности, тако ће расти и растућа гомила соларног отпада.Према Међународној агенцији за обновљиву енергију (ИРЕНА), предвиђа се да ће Велика Британија произвести 30.000 тона соларног отпада у наредној деценији.Осим тога, предвиђа се да ће пораст броја застарјелих панела доћи на тржиште 2030-их, кадасоларни панелиод миленијума почињу да посустају.ИРЕНА предвиђа да ће глобални отпад од соларних панела бити између 1,7 милиона и осам милиона тона 2030. године.

Даље, постоји потенцијално уско грло у снабдевању сировинама, са потражњом за панелима која ће премашити доступност оригиналних компоненти.

Расте притисак на индустрију рециклирања соларних панела да повећа свој капацитет како би се изборила са порастом застарелих панела и подржала производњу нових соларних панела.У јулу, Сем Вандерхооф, стручњак за соларну индустрију, предложио је да се - глобално - само један од десет фотонапонских (ПВ) панела рециклира, а да остатак заврши на депонији, поново позивајући се на податке из ИРЕНА-е.

Регулатива и усклађеност

У Великој Британији,соларни панели су формално класификовани каоЕлектрични и електронскиОпрема(ЕЕЕ), под наменском категоријом 14. Као такви, фотонапонски панели су обухваћени прописима о отпаду ЕЕЕ (ВЕЕЕ);њихов крај животног века се прати и развој инфраструктуре за рециклажу чврстих соларних панела је већ у току.

Произвођачи соларних панела су у обавези да се придруже Шеми усклађености произвођача (ПЦС), извештавајући о тонажама које су уведене на тржиште и добијајући белешке о усклађености како би покрили будућу рециклажу тих јединица.Они такође морају означити производе да би саветовали кориснике и објекте за третман о саставу материјала и правилном одлагању.

Истовремено, дистрибутери морају прикупљати производе на крају животног века.Морају имати процедуру поврата фотонапонског отпада или допринијети програму поврата који је одобрила Влада.

Међутим, према Скоту Батлеру, извршном директору Материал Фоцуса, невладине организације која се финансира из накнада за усаглашеност са ВЕЕЕ, постоје нека карактеристична разматрања која ће утицати на опоравак соларних панела: „Код ПВ бисте очекивали да постоји однос инсталатера/деинсталатора за домаћинства.Иако је то домаћи производ, многи људи неће моћи сами да се изборе са тим.

„Претпостављам да деинсталација мора укључити регистрованог стручњака за електричну мрежу... и они би могли бити кључ за управљање овим [отпадом].Иако може бити тешко јер нису припремљени за руковање отпадом, није тако тешко постати носилац отпада.”

Бутлер напомиње да би се соларни панели који се сада приближавају крају свог животног века могли показати изазовним за рециклирање због варијација у производњи: „У смислу рециклаже, мислим да ће изазов са ПВ бити разумевање хемије, јер, посебно на почетку, постоји много различитих хемијских мешавина.Ствари које ће сада почети да излазе су прилично старе, 20 година је прилично дуг циклус.Дакле, можда постоји празнина у информацијама коју би можда требало попунити о томе ко је шта ставио на тржиште и шта је то.”

Процеси рециклаже

Процеси рециклирања панела варирају у зависности од састава соларних панела, од којих је најчешћи на бази силицијума.Познати по својој приступачности и флексибилности, силицијумски соларни панели су чинили 73,3 одсто удела на тржишту у 2020. години;танки филм је чинио 10,4 посто, а панели произведени од других материјала (сензибилизирани на боје, концентрирани фотонапонски, органски хибриди) представљали су преосталих 16,3 посто (Цховдхури ет ал, 2020).

Када се прикупи, било којиПВ панелтешко се раставља.Алуминијумски оквир и разводна кутија могу се једноставно уклонити;изазован део је ламинирани равни стаклени лим, који садржи мале количине црних и обојених метала, пластике и полупроводничког материјала.Што се тиче решења за третман, изазов није технички, јер пиролиза, криогено одвајање (замрзавање) и механичко уситњавање постоје као технике раздвајања за различите материјале.Највећи изазов је то што ПВ панели не стварају отпад који је сличан амбалажном отпаду или потрошном материјалу са кратким веком трајања.Стога је главно питање економско: ко ће инвестирати у линију за третман која нема појма када ће отпад стићи?

Танкослојни панели укључују процес третмана, који захтева неке додатне кораке да би се једињење метала 'кадмијум телурид' опоравило на еколошки прихватљив начин.Иако је мање популаран избор, панели са танким филмом имају ефикаснију употребу материјала, садрже тањи полупроводник, штедећи на трошковима и угљенику током производње.Ови панели боље раде при слабом осветљењу и под „екстремним“ угловима, корисни за вертикалне површине и фасаде.

Да би се повратили материјали, танкослојни ПВ панели се уситњавају како би се уклонила ламинација, пре него што се чврсти и течни комадићи раздвоје ротирајућим завртњем.Филм се затим уклања киселином и пероксидом, након чега се вибрирањем уклањају међуслојни материјали, док се преостало стакло и метал одвајају и враћају.

Рециклирање соларних панела у великом обиму

Упркос томе што тренутне иницијативе за рециклажу стално расту, тренутно се поврати само 80 до 95 посто материјала соларних панела који дођу до рециклаже.Да би се ово унапредило, компанија за управљање отпадом Веолиа води пројекат за потпуно рециклирање соларних панела у индустријском обиму, у текућем пројекту који финансира ЕИТ РавМатериалс.РеПроСолар развија високо ефикасан процес за рециклирање панела на крају животног века, омогућавајући да се све компоненте ПВ модула базираних на силицијуму поврате.

Користећи технологију деламинације за одвајање соларне ћелије од стаклене плоче, физички и хемијски процеси обнављају све материјале, укључујући чисто сребро и силицијум, без уништавања фотонапонских модула.

У партнерству са ФЛАКСРЕС ГмбХ и РОСИ Солар, дватехнолошке компанијекоји развијају нове методе за враћање сировина из фотонапонских панела, пројекат ће тестирати изводљивост у индустријској скали до краја године, са 5.000 тона стављених из употребе ПВ модула који ће се годишње прерађивати у демонстрационом постројењу у Немачкој 2024.

Комерцијализација комплетног процеса рециклаже је кључна за суочавање са тренутним тржишним изазовом, доносећи снажну понуду обновљених компоненти ПВ панела како би се задовољила растућа потражња за панелима и руковање већим количинама отпада соларних панела.

Значајан економски добитак могао би се остварити обнављањем компоненти фотонапонских панела високе вредности како потражња расте.Сребро, на пример, чини 0,05 одсто тежине панела, али чини 14 одсто његове тржишне вредности.Остали вредни и повратни метали укључују алуминијум, бакар и телур.Према Ристад Енерги-у, док опорављени материјали из фотоволтаичних панела на крају века трајања тренутно вреде 170 милиона долара, требало би да вреде више од 2,7 милијарди долара 2030. године.

Редизајн соларних панела

Поред иновација у свету рециклирања соларних панела, дизајн панела се такође поново осмишљава имајући на уму поновну употребу.Холандска организација за примењена научна истраживања (ТНО) открила је своје новоразвијене соларне панеле 'Дизајн за рециклажу' (Д4Р) у децембру 2021. године, произведене према крају животног века.Панели, са тестираним животним веком од 30 година, дизајнирани су за лако растављање без оштећења компоненти.

Панели, обложени лепљивом фолијом, држе интегрисани механизам за окидање за одвајање ћелија и оквира.Процес је нискоенергетски и не укључује токсичне елементе.

Истраживање се одвија у оквиру два пројекта, од којих је први пројекат ДЕРЕЦ, који је концептуализовао и тестирао Д4Р панеле у малом обиму како би се осигурало њихово чисто растављање након симулираног радног века.Пројекат ПАРСЕЦ ће затим проширити технологију на Д4Р панеле пуне величине за комерцијалну и стамбену употребу.

Док су панелипроизведеноПре скоро 30 година који представљају тренутни изазов за рециклере, Д4Р панели могу поједноставити рециклирање панела како би покренули индустрију напред.И, поред нових панела, конзорцијум истражује технике рециклаже за тренутне моделе соларних панела, како би постигао набавку чистог силицијума за поновну употребу.

У закључку

Кумулативно, ове иновације обећавају у свом фокусу на комерцијализацију, иако остаје забринутост да ли ће захтевана скала бити задовољена, како обима застарелих панела тако и потражње за новим расте.Међутим, ако напори за комерцијализацију прођу добро, и ако се могу испоручити планови за производњу панела од потпуно опорављених материјала, индустрија соларних панела гледа на робусну кружну економију.