وقتی صحبت از بازیافت پنل های خورشیدی به میان می آید، ممکن است به نظر آسان به نظر برسد که قوطی را زیر پا بگذارید. به هر حال، این پنل های خورشیدی اغلب بیشتر از عمر 25 ساله خود دوام می آورند و همچنان انتشار گازهای گلخانه ای را نفی می کنند.
میانگین طول عمر یک پنل خورشیدی تقریباً 20 سال است، بسیاری از تاسیسات از اوایل دهه 2000 قرار است به پایان عمر خود برسند. بنابراین، زمان بازیافت آنها فرا رسیده است، اما سوال اصلی این است که آیا آنها بازیافت خواهند شد؟ با وجود فلزات سنگین، ضایعات را نمی توان به خوبی مدیریت کرد. همچنین یک واقعیت شناخته شده است که ارزش مواد بازیافتی پس از بازیافت در مقایسه با مواد اصلی هیچ است.
پتانسیل در زمینه بازیافت PV وجود دارد. در یک ماژول خورشیدی کریستالی معمولی، اجزایی مانند شیشه، پلیمر، خود سلول‌های خورشیدی، مس، آلومینیوم و مقادیر کمی از فلزات وجود دارد. بیشترین سهم در وزن کل شیشه است که 75 درصد است و پس از آن پلیمر با 10 درصد و آلومینیوم 8 درصد است. مقادیر کمی شامل نقره، سرب و قلع موجود است.
فرصت های بازیافت پنل خورشیدی
بازیافت پنل های خورشیدی نقشی در بخش انرژی ایفا می کند زیرا با مسائل زیست محیطی و اقتصادی مرتبط با دفع پنل های خورشیدی قدیمی مقابله می کند. با ادامه افزایش نیروگاه های جهانی، بسیاری از پنل های خورشیدی در سال های آینده به مرحله پایان عمر خود می رسند که منجر به اتلاف می شود.
بازیافت این پانل ها از ورود مواد به محل های دفن زباله و آلودگی محیط زیست ما جلوگیری می کند و فرصتی برای بازیابی مواد با ارزش و ایجاد شغل سبز فراهم می کند. با بازیافت پانل‌ها، می‌توانیم منابع مورد استفاده در تولید پانل‌های جدید را حفظ کنیم، محدودیت‌های زنجیره تامین را کاهش دهیم و نیاز به استخراج مواد خام را کاهش دهیم.
بازیافت پنل خورشیدی
صنعت انرژی در حال تجربه یک تغییر اساسی بوده است و تغییر تدریجی به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر بیش از پیش مشهود است. با این وجود، همه چیزهایی که پایدار به نظر می رسند پس از پایان چرخه زندگی خود به همین شکل باقی نمی مانند. حداقل، این رایج ترین نگرانی در مورد پانل های خورشیدی فتوولتائیک (PV) است. آنها یک منبع انرژی پایدار هستند که فقط به تشعشعات خورشیدی وابسته هستند و می توانند برق را به خانه های ما برسانند.
مراحل اصلی مربوط به بازیافت موفقیت آمیز یک ماژول سیلیکون وجود دارد:
- برداشتن قاب آلومینیومی (100% قابل استفاده مجدد)
- جدا کردن شیشه در امتداد تسمه نقاله (95٪ قابل استفاده مجدد)
- پردازش حرارتی در 500 درجه سانتیگراد
- این امکان تبخیر اجزای پلاستیکی کوچک را فراهم می‌کند و اجازه می‌دهد سلول‌ها راحت‌تر از هم جدا شوند.
- حکاکی کردن ویفرهای سیلیکونی و ذوب آنها در صفحات قابل استفاده مجدد (85٪ قابل استفاده مجدد)
از آنجایی که بسیاری از کشورهای اروپایی ظرفیت های PV بیشتری را در دهه 1990 نصب کردند، بازار بازیافت ماژول PV خورشیدی به طور پیوسته در حال رشد است. دستورالعمل ضایعات تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی (WEEE) اتحادیه اروپا به ایجاد یک سازمان مبتنی بر عضو به نام PV Cycle کمک کرد تا یک زیرساخت بازیافت قوی ایجاد کند.
روش های بازیافت پنل‌های خورشیدی
سه مرحله اصلی بازیافت PV وجود دارد. (1) لایه لایه شدن، (2) جداسازی مواد، و (3) استخراج و خالص سازی مواد. پنل های خورشیدی عمدتاً توسط فرآیندهای شیمیایی، حرارتی و مکانیکی بازیافت می شوند. این فرآیند با حذف جعبه اتصال، سیم ها و قاب شروع می شود. ماژول خرد شده، مرتب شده و جدا می شود. جداسازی مواد به آنها اجازه می دهد تا به فرآیندهای بازیافت خاصی مرتبط با هر ماده ارسال شوند. فرآیند ذکر شده در بالا برای پانل های سیلیکونی کریستالی است.
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.
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.
اهمیت بازیافت پنل‌های خورشیدی
بازیافت پنل‌های خورشیدی همواره از اهمیت زیادی برخوردار می‌باشد. اصلی‌ترین دلیل اهمیت بازیافت پنل‌های خورشیدی تامین آینده انرژی خورشیدی می‌باشد. بدانید که بازیافت پنل‌های خورشیدی اهمیت‌های دیگری هم دارد که عبارتند از:
- باعث حفاظت از محیط زیست می‌شود.
- از نظر اقتصادی هم مزیت دارد.
- بسیاری از قطعات و تجهیزات آن قابل استفاده دوباره هستند.
- هزینه‌های پرداختی شما را کاهش می‌دهد.
- قابلیت استفاده دوباره را فراهم می‌کند.
این موارد باعث شده تا حجم بازیافت پنل‌های خورشیدی که طول عمر آنها تمام شده است، افزایش پیدا کند. لازم به ذکر است که با وجود روش بازیافت شما می‌توانید به راحتی از چند پنل خورشیدی استفاده کرده و قطعات کاربردی آنها را خارج نمایید و دوباره یک پنل جدید را تهیه کرده و از آن استفاده کنید. استفاده دوباره از تجهیزات می‌تواند یکی از دلایل اهمیت بازیافت پنل‌های خورشیدی باشد. این موارد باعث شده تا افراد استفاده از پنل‌های خورشیدی را ترجیح بدهند. چون می‌دانند که در صورت تمام شدن طول عمر به راحتی قابل بازیافت هستند و می‌توانند دوباره از آنها استفاده کنند.
در گذشته پنل‌های خورشیدی پس از پایان عمر مفید خود به صورت یک وسیله اوراقی چ غیر قابل استفاده به فروش می‌‌رفت و بازیافت آن هم غیر اصولی انجام می‌شد؛ اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی و پیدایش لوازم و ماشین‌آلات جدید همواره بازیافت آنها طبق اصول و استاندارد‌ها انجام می‌شود تا بتوان دوباره از پنل‌ها یا تجهیزات درون آنها استفاده کرد.
استفاده مجدد از پنل خورشیدی
یکی دیگر از راه‌های دور نگه داشتن پنل‌های خورشیدی از محل‌های دفن زباله، استفاده مجدد از پنل‌ها، یا با استفاده مجدد مستقیم یا پس از بازسازی است. در صورت استفاده مجدد، پنل‌های خورشیدی حیات دومی پیدا می‌کنند که انرژی پاک را در مکان‌های مختلف تولید می‌کند. بازار ثانویه هنوز در ایالات متحده مورد توجه قرار نگرفته است و ملاحظات نظارتی شامل مقررات اتصال به شبکه برق و کدهای آتش سوزی، ساختمان و الکتریکی است که باید هنگام برنامه ریزی برای استفاده مجدد از پنل خورشیدی مورد بررسی قرار گیرند. با این حال، روش‌های مفید زیادی وجود دارد که می‌توان از پنل‌های خورشیدی در موقعیت‌هایی که به شبکه برق وصل نیستند، از جمله ایستگاه‌های شارژ دوچرخه یا وسایل نقلیه یا سایر مکان‌های دور، استفاده مجدد کرد.