بازیافت پنل های خورشیدی چگونه ممکن است؟

بازیافت پنل های خورشیدی

همه ما میدونیم که پنل های خورشیدی برای تولید برق خیلی خوب هستند و می تونند برق رو تامین کنند، اما تا حالا فکر کردین که این پنل های خورشیدی چند نوع هستند و عمرشون تا چقدر هست؟ واگر یه روزی عمر پنل خورشیدی به پایان برسه بازیافت می شن یا نه؟!

پنل های خورشیدی (فتوولتائیک) ممکن است منابع انرژی آینده باشند، اما آنها همچنین مشکلی را ایجاد خواهند کرد که راه حل روشنی ندارد: ما با میلیون ها پنلی که روزی عمرشان به پایان می رسد، چه خواهیم کرد؟

انواع مختلفی از پنل های خورشیدی وجود دارد؛ اما بیشتر آن ها متشکل از موادی نظیر آلومینیوم، شیشه، نقره و ماده کشسانی به نام وینیل اتیلن هستند. مشکل این است که این پنل ها می توانند حاوی مواد خطرناک تر و بعضا سرطان زایی نظیر سرب، کروم و کادمیوم نیز باشند. پنل های کاربردی معمولا توسط شیشه، مهروموم می شوند و از ایمنی بالایی برخوردار هستند. اما وقتی که شیشه شکسته می شود یا پنل ها آسیب می بینند، این مواد قابلیت نشت به محیط اطراف را خواهند داشت.

طول عمر پنل های خورشیدی

پنل های خورشیدی چقدر عمر می کنند؟ سوالی که اکثر مردم هنگام بررسی پنل های خورشیدی در ذهن دارند. طبق مطالعات انجام شده، طول عمر پنل های خورشیدی حدود 30 سال قبل از از کار افتادن است. در طول عمر پانل های فتوولتائیک، ممکن است 20 درصد کاهش در ظرفیت برق رخ دهد. بین 10 تا 12 سال اول، حداکثر کاهش بازده 10 درصد و 20 درصد با رسیدن به 25 سال است. این ارقام توسط اکثر تولید کنندگان تضمین شده است.

با این حال، تجربه نشان می‌دهد که در واقعیت، کارایی پس از 25 سال تنها 6 تا 8 درصد کاهش می‌یابد. بنابراین طول عمر پنل های خورشیدی ممکن است بسیار بیشتر از آنچه که به طور رسمی اعلام شده باشد. طول عمر پنل های PV با کیفیت بالا حتی ممکن است به 30 تا 40 سال برسد و پس از آن همچنان عملکردی داشته باشند، هرچند با کاهش کارایی.

نظریات در مورد طول عمر و بازیافت

معمولا پنل ها دارای ضمانت ۲۵ تا ۳۰ ساله هستند و ممکن است حتی بیشتر از این مدت هم کار کنند. اما بنا به گفته ی کلی پیکرل، سردبیر مجله ی solar power World، همزمان با رشد برق خورشیدی، بازار شاهد ورود خیل عظیمی از انواع پنل های چینی بوده است که عمرشان به پنج سال هم نخواهد رسید.

برای پنل های خورشیدی بی کیفیتی که در مناطقی با شرایط آب وهوایی خشن (در معرض طوفان و تگرگ)، نصب شده اند، این خطر جدی تر خواهد بود. به گفته ی هاتزلر، باد و باران می تواند شیشه ی این پنل ها را بشکند و بدین ترتیب، مواد شیمیایی درون آنها، به محیط خاک یا آب راه یابند.

معضل بازیافت پنل های خورشیدی

پنل های خورشیدی تنها بخشی از معضل تجهیزات فرسودهی الکترونیکی هستند که در حال حاضر، سریعترین رشد را در میان انواع دیگر زباله های در حال تولید را دارند. در مقطعی از زمان، چین مسئولیت بازیافت حدود ۷۰ درصد از زباله های الکترونیکی در جهان را پذیرفت؛ اما چند سال پیش، بازیافت این نوع زباله ها را متوقف کرد. از آن زمان، کشورهای غربی شروع به ارسال زباله های خود به کشورهای جنوب شرقی آسیا کرده اند، اما این یک راه حل بلندمدت نخواهد بود.

برای مثال، شرکت ها گاهی پنل های فرسوده (اما نه غیرقابل استفاده) را به کشورهای دیگری می فروشند که خواهان پنل های ارزان تر هستند؛ اما با این کار، زباله ها تنها از جایی به جای دیگر جابجا خواهند شد.

ضایعات پنل خورشیدی

در واقع، اگر فرآیندهای بازیافت انجام نمی شد، تا سال 2050، 60 میلیون تن زباله پانل های PV در محل های دفن زباله قرار می گرفت. از آنجایی که تمام سلول‌های PV حاوی مقادیر معینی از مواد سمی هستند، این امر واقعاً به یک روش نه چندان پایدار برای تأمین انرژی تبدیل می‌شود.

در نقشه تعاملی زیر، می توانید بررسی کنید کدام کشورها بیشترین زباله های صفحه خورشیدی را تولید می کنند:

بنابراین، باور رایج در مورد غیرقابل بازیافت پنل های خورشیدی یک افسانه است. با این حال، این فرآیندی است که برای اجرای گسترده به زمان نیاز دارد و برای دستیابی به پتانسیل کامل خود در بازیافت مناسب همه اجزای پنل خورشیدی به تحقیقات بیشتری نیاز دارد. به همین دلیل، لازم است واحدهای طراحی و بازیافت همکاری نزدیک داشته باشند تا توانایی بازیافت با طراحی‌های زیست‌محیطی آگاهانه تضمین شود.

فرآیندهای بازیافت پنل خورشیدی

دو نوع اصلی از پنل های خورشیدی وجود دارد که به رویکردهای بازیافت متفاوتی نیاز دارند. هر دو نوع – مبتنی بر سیلیکون و لایه نازک – را می توان با استفاده از فرآیندهای صنعتی متمایز بازیافت کرد. در حال حاضر، پنل های مبتنی بر سیلیکون رایج تر هستند، اگرچه این بدان معنا نیست که ارزش زیادی در مواد سلول های مبتنی بر لایه نازک وجود ندارد.

مطالعات تحقیقاتی انجام شده در موضوع بازیافت پنل های خورشیدی منجر به فناوری های متعددی شده است. برخی از آنها حتی به بازده بازیافت خیره کننده 96 درصدی می رسند، اما هدف این است که در آینده این سطح را بالاتر ببرند.

1.بازیافت پنل خورشیدی مبتنی بر سیلیکون

فرآیند بازیافت پنل های PV مبتنی بر سیلیکون با جداسازی محصول واقعی برای جداسازی قطعات آلومینیومی و شیشه ای آغاز می شود. تقریباً تمام (95٪) شیشه قابل استفاده مجدد است، در حالی که تمام قطعات فلزی خارجی برای قالب گیری مجدد قاب های سلولی استفاده می شود. مواد باقیمانده در دمای 500 درجه سانتیگراد در یک واحد پردازش حرارتی پردازش می شوند تا اتصال بین عناصر سلولی آسان شود.

به دلیل گرمای شدید، پلاستیک محصور شده تبخیر می شود و سلول های سیلیکونی آماده برای پردازش بیشتر می شوند. فن آوری پشتیبانی تضمین می کند که حتی این پلاستیک هدر نمی رود، بنابراین به عنوان منبع گرما برای پردازش حرارتی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

سلول خورشیدی چیست؟

پس از عملیات حرارتی، سخت افزار سبز به صورت فیزیکی جدا می شود. 80 درصد از آنها را می توان به راحتی مورد استفاده مجدد قرار داد، در حالی که بقیه بیشتر تصفیه می شوند. ذرات سیلیکون – به نام ویفر – با استفاده از اسید حکاکی می شوند. ویفرهای شکسته ذوب می‌شوند تا دوباره برای تولید ماژول‌های سیلیکونی جدید استفاده شوند که منجر به نرخ بازیافت 85 درصدی مواد سیلیکونی می‌شود.

2.بازیافت پنل خورشیدی مبتنی بر لایه نازک

در مقایسه، پانل های مبتنی بر لایه نازک به شدت پردازش می شوند. اولین قدم این است که آنها را در یک خردکن قرار دهید. پس از آن، یک آسیاب چکشی تضمین می کند که همه ذرات بزرگتر از 4-5 میلی متر نیستند، که اندازه ای است که لایه لایه ای که مواد داخلی را در کنار هم نگه می دارد می شکند و از این رو می توان آن را حذف کرد. بر خلاف پانل های PV مبتنی بر سیلیکون، ماده باقی مانده از مواد جامد و مایع تشکیل شده است. برای جدا کردن آنها، از یک پیچ دوار استفاده می شود که اساساً قسمت های جامد را در داخل یک لوله در حال چرخش نگه می دارد، در حالی که مایع به داخل ظرف می چکد.

مایعات برای اطمینان از خلوص، فرآیند بارش و آبگیری را طی می کنند. ماده حاصل از پردازش فلز عبور می کند تا مواد نیمه هادی مختلف را کاملاً جدا کند. مرحله دوم به فناوری واقعی مورد استفاده در هنگام تولید پانل ها بستگی دارد. با این حال، به طور متوسط 95٪ از مواد نیمه هادی استفاده مجدد می شود.

کلام اخر

تولیدکنندگان سلول های خورشیدی طبق قانون موظفند الزامات قانونی خاص و استانداردهای بازیافت را رعایت کنند، تا مطمئن شوند که پنل های خورشیدی باری برای محیط زیست ایجاد نمی کنند. در آن زمان بود که فناوری های بازیافت پنل های خورشیدی شروع به ظهور کردند. تولیدکنندگان فتوولتائیک با مؤسسات دولتی همکاری کردند و راه‌هایی برای مقابله با زباله‌های خورشیدی ارائه کرده‌اند.