We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Solární panely jsou stále důležitějším zdrojem obnovitelné energie, která bude hrát zásadní roli v boji proti změně klimatu. Jsou to také složité technologie, které se na konci svého života promění ve velké, objemné kusy elektronického odpadu, a právě teď většina světa nemá plán, jak se s tím vypořádat.
Brzy je ale budeme muset vyvinout, protože přichází nadměrný solární elektronický odpad. Do roku 2050 plánuje Mezinárodní agentura pro energii z obnovitelných zdrojů, že až 78 milionů tun solárních panelů dosáhne konce své životnosti a že svět vygeneruje přibližně 6 milionů tun nového solárního elektronického odpadu ročně. Zatímco poslední číslo představuje malý zlomek celkové produkce elektronického odpadu, kterou lidstvo každý rok vyprodukuje, standardní metody elektronické recyklace pro solární panely nestačí. Obnova nejcennějších materiálů, včetně stříbra a křemíku, vyžaduje řešení recyklace na míru. A pokud tato řešení nevyvineme společně s politikami, které podporují jejich široké přijetí, už víme, co se stane.
„Pokud nebudeme prosazovat recyklaci, spousta modulů půjde na skládky,“ uvedla solární výzkumnice Arizonské státní univerzity Meng Tao, která nedávno napsala revizní článek o recyklaci křemíkových solárních panelů, které obsahují 95 procenta solárního trhu.
Solární panely se skládají z fotovoltaických (PV) článků, které přeměňují sluneční světlo na elektřinu. Když se tyto panely dostanou na skládky, dojde k plýtvání cennými zdroji. A protože solární panely obsahují toxické materiály, jako je olovo, které se mohou při rozpadu vyplavovat, skládky také vytvářejí nová nebezpečí pro životní prostředí.
Většina výrobců solární energie tvrdí, že jejich panely vydrží přibližně 25 let, a svět začal solární energii nasazovat široce až počátkem roku 2000. V důsledku toho je dnes řada z nich vyřazována z provozu. poměrně malé množství solárních panelů. PV CYCLE, nezisková organizace zabývající se regenerací a recyklací solárních panelů, sbírá podle ředitele Jana Clynckeho každý rok několik tisíc tun solárního elektronického odpadu v celé Evropské unii. Toto číslo zahrnuje solární panely, které dosáhly konce své životnosti, ale také ty, které byly předčasně vyřazeny z provozu, protože byly poškozeny v bouři, měly nějaký druh závady výrobce nebo byly nahrazeny novějším modelem, a účinný.
Když dnes solární panely dosáhnou konce své životnosti, čelí několika možným osudům. Podle právních předpisů EU musí výrobci zajistit správnou recyklaci svých solárních panelů. V Japonsku, Indii a Austrálii jsou zpracovány požadavky na recyklaci. Ve Spojených státech je to divoký západ: S výjimkou státního zákona ve Washingtonu nemají USA žádný mandát na recyklaci sluneční energie. Rozsah dobrovolné recyklace vedené průmyslem je omezen. „V tuto chvíli jsme si docela jisti, že u recyklovaných solárních panelů je to zhruba 10 procent,“ uvedl Sam Vanderhoof, generální ředitel společnosti Recycle PV Solar, jedné z mála amerických společností zabývajících se fotovoltaickou recyklací. Zbytek podle něj jde na skládky nebo je vyvážen do zahraničí k opětovnému použití v rozvojových zemích se slabou ochranou životního prostředí.
I když dojde k recyklaci, existuje velký prostor pro zlepšení. Solární panel je v podstatě elektronický sendvič. Výplň je tenká vrstva buněk z krystalického křemíku, které jsou izolovány a chráněny před prvky na obou stranách polymerem a skleněnými tabulemi. Vše je drženo pohromadě v hliníkovém rámu. Na zadní straně panelu obsahuje spojovací skříňka měděné vedení, které směruje elektřinu při její výrobě.
Recykláři často odstraňují rám panelu a jeho spojovací skříň, aby získali zpět hliník a měď, a poté rozdrtí zbytek modulu, včetně skla, polymerů a silikonových článků, které jsou potaženy stříbrnou elektrodou a jsou pájeny cínem a olovem. (Protože velkou většinu této směsi tvoří sklo, je výsledný produkt považován za nečisté drcené sklo.) Tao a jeho kolegové odhadují, že recyklátor, který rozebere standardní 60článkový křemíkový panel, může za získaný materiál: hliník, měď a sklo získat zhruba 3 dolary. Vanderhoof mezitím říká, že náklady na recyklaci tohoto panelu se v USA pohybují od 12 do 25 dolarů, po přepravních nákladech, které „se často rovnají nákladům na recyklaci“. Zároveň ve státech, které to umožňují, „si myslíme, že velkým slepým místem v Americe pro recyklaci je, že náklady daleko převyšují příjmy,“ uvedla Meng. „Je to řádově v poměru 10: 1.“
Pokud by se nejcennější komponenty solárního panelu, jmenovitě křemík a stříbro, mohly účinně oddělit a vyčistit, mohlo by to zlepšit příjmy a náklady. Snaží se o to malý počet specializovaných solárních fotovoltaických recyklátorů.
Společnost Veolia, která provozuje jediný komerční závod na recyklaci fotovoltaického křemíku na světě ve Francii, brousí a drtí panely a poté využívá optickou techniku k získání nízko čistého křemíku. Podle Vanderhoofa společnost Recycle PV Solar zpočátku používala „proces tepelného procesu a kulového mlýna“, který dokázal získat více než 90 procent materiálů přítomných v panelu, včetně stříbra a křemíku nízké čistoty. Společnost však nedávno obdržela od svých evropských partnerů nová zařízení, která dokážou „získat více než 95 procent,“ řekl a mnohem lépe separoval získané materiály.
Někteří vědci v oboru fotovoltaiky chtějí udělat ještě lépe. V dalším nedávném revizním článku tým vedený vědci z Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie požaduje vývoj nových recyklačních procesů, při nichž jsou všechny kovy a minerály regenerovány s vysokou čistotou, s cílem učinit recyklaci nejekonomičtější. životaschopné a co nejpříznivější pro životní prostředí. Jak vysvětluje hlavní autor studie Garvin Heath, tyto procesy mohou zahrnovat použití tepelného nebo chemického ošetření k oddělení skla od křemíkových článků, následované aplikací dalších chemických nebo elektrických technik k oddělení a čištění křemíku a různých stopové kovy.
„Žádáme o to, čemu říkáme vysoce hodnotný integrovaný recyklační systém,“ řekl Heath Gristovi. "Vysoká hodnota znamená, že chceme z těchto modulů získat všechny základní materiály, které mají hodnotu." Integrovaný označuje proces recyklace, který může jít po všech těchto materiálech a nemusí kaskádovitě přecházet z jednoho recyklátoru do druhého “.
Kromě vývoje lepších metod recyklace by měl solární průmysl přemýšlet o tom, jak znovu použít panely, kdykoli je to možné, protože použité solární panely pravděpodobně budou mít vyšší cenu než kovy a minerály, které obsahují (a protože opětovné použití obecně vyžaduje méně energie než recyklace). Stejně jako v případě recyklace je EU v tomto ohledu v popředí: prostřednictvím svého programu kruhového obchodního modelu pro průmysl solární energie Evropská komise financuje řadu demonstračních projektů, které ukazují, jak je lze znovu použít. střešní solární panely a solární farmy, dokonce k napájení dobíjecích stanic elektrických kol v Berlíně a bytových komplexů v Belgii.
Recycle PV Solar také recertifikuje a prodává nepoškozené panely, které přijímá, což podle Vanderhoofa pomáhá vyrovnat náklady na recyklaci. On i Tao se však obávají, že několik amerických recyklátorů prodává použité solární panely s kontrolou kvality v zahraničí rozvojovým zemím. „A tyto země obvykle nemají předpisy pro elektronický odpad,“ řekl Tao. „Takže nakonec dáte svůj problém na chudou zemi.“
Pro udržitelný růst odvětví solární recyklace bude nakonec zapotřebí podpůrných politik a předpisů. Model EU, podle kterého by výrobci mohli financovat regeneraci a recyklaci solárních panelů, by mohl být dobrým příkladem pro Spojené státy. Než k tomu ale dojde, američtí zákonodárci musí uznat, že problém existuje a pouze se zvětšuje, a proto Vanderhoof věnuje jejich vzdělávání spoustu času.
„Musíme čelit skutečnosti, že solární panely v průběhu času selhávají a je jich spousta,“ řekl. "A co uděláme, když začnou selhávat?" Není správné ukládat tuto odpovědnost na spotřebitele, a to je místo, kde jsme nyní.
