بازیافت پنل خورشیدی: سقف شیشه‌ای

انجمن صنعت اروپا PV Cycle تخمین می‌زند که یک سایت خورشیدی 10 مگاواتی در نهایت 700 تن مواد زائد تولید خواهد کرد. به طور فزاینده‌ای روشن می‌شود که ماژول‌های خورشیدی فتوولتائیک (PV) نیاز به پروتکل‌های پایان عمر دارند – برای تکنولوژی و پردازش مواد و محیط نظارتی.

بیشتر دستاوردهای آسان برای بازیافت ماژول PV قبلاً انجام شده است. موادی مانند آلومینیوم یا فولاد مورد استفاده برای فریم‌های ماژول و مس مورد استفاده در سیم‌کشی می‌توانند به راحتی از یک پنل جدا شوند و بازارهای بازیافت خوبی دارند. ماژول‌ها می‌توانند در تاسیسات الکترونیکی یا سایر تاسیسات بازیافت خرد شوند و مواد مختلف بازیابی شوند.

در حالی که این نوع فرآیندها ماژول‌های پایان عمر را از محل دفن زباله دور نگه می‌دارند، منجر به کاهش کیفیت مواد بازیابی شده و احتمال کمی برای رسیدن به سطوح خلوص مورد نیاز برای بازگشت به یک ماژول خورشیدی جدید یا هر کاربرد با ارزش دیگری می‌شوند – طولانی شدن خط اما عدم ایجاد دایره مورد نظر. غول تولید ماژول Longi تأیید می‌کند که قبلاً از آلومینیوم بازیافتی برای فریم‌های خود استفاده می‌کند اما ادغام سایر مواد بازیافتی در زنجیره تأمین خود را یک چالش بزرگ می‌داند.

برای نگه داشتن مواد پنل خورشیدی در گردش به طور نامحدود، نیاز به درمان تخصصی است، نه پردازش آنها با سایر زباله‌ها. در اتحادیه اروپا، زباله‌های ماژول PV در حال حاضر تحت دستورالعمل تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی زائد (WEEE) تنظیم می‌شوند. جان کلینکه، مدیر اجرایی PV Cycle، در گزارش سالانه 2023 این انجمن نوشت: “دستورالعمل WEEE مناسب برای پنل‌های فتوولتائیک نیست. PV Cycle طرفدار یک قانون اختصاصی است که فقط با تمام تجهیزات انرژی تجدیدپذیر سروکار دارد.”

چنین قانونی برای اطمینان از رسیدن ماژول‌ها به بازیافت‌کنندگان مناسب حیاتی خواهد بود. با این حال، از نظر فناوری، پیشرفت‌های امیدوارکننده‌ای از سوی شرکت‌های اروپایی در زمینه جایگزینی خرد کردن با فرآیندی بهتر برای جداسازی مواد وجود دارد.

ولفرام پالیتزچ، مدیرعامل شرکت بازیافت خورشیدی آلمانی Luxchemtech، گفت: «ما به طور طبیعی سعی می‌کنیم تمام اجزای یک ماژول را جدا کنیم و دوباره استفاده کنیم و متوجه شده‌ایم که خرد کردن و مرتب‌سازی بعدی غیرعملی است.» «درصد مشخصی از مراحل فرآیند نیز باید از نوع شیمیایی باشد. فرآیندهای مکانیکی به تنهایی در نهایت محصولات خالصی تولید نمی‌کنند.»

بازیافت‌کننده PV فرانسوی ROSI اولین مرکز خود را در گرونوبل در سال 2023 افتتاح کرد. اکنون در حال برنامه‌ریزی برای یک سایت دوم در شمال اسپانیا است که انتظار می‌رود در اوایل سال 2025 راه‌اندازی شود و با Luxchemtech و شرکای خود همکاری نزدیکی دارد تا وارد بازار آلمان شود. ROSI به جای خرد کردن، از یک فرآیند پیرولیز – گرم کردن در محیط کم اکسیژن – برای تجزیه پوشش پلیمری که یک ماژول را در کنار هم نگه می‌دارد و سپس می‌تواند به طور بسیار موثرتر و تمیزتر شیشه و سلول‌های سیلیکونی را جدا کند، استفاده می‌کند.

شیشه خورشیدی

از آنجا که شیشه بزرگ‌ترین سهم حجمی مواد در یک ماژول PV را تشکیل می‌دهد، شیشه یک پیروزی بزرگ برای تولیدکنندگان خورشیدی خواهد بود – ROSI تخمین می‌زند که حدود 70% از مواد پردازش شده در مرکز گرونوبل خود شیشه است. همچنین یک بازار خوب برای مواد شیشه بازیافتی وجود دارد که به دلیل صرفه‌جویی بالقوه انرژی در مقایسه با پردازش مواد اولیه شیشه، برای تولیدکنندگان جذاب است. با این حال، الزامات دقیق کیفیت و شفافیت شیشه خورشیدی، پردازش مواد بازیافتی به سطح مورد نیاز را چالش‌برانگیز می‌کند. ROSI در سال 2024 پیشرفت‌های زیادی در این زمینه داشته است و می‌گوید که الزامات کیفیت برای خورشیدی نیز می‌تواند هنگام کار با سایر تولیدکنندگان شیشه یک مزیت باشد.

“مزیت شیشه خورشیدی این است که باید بسیار شفاف باشد”، دامیان لتورت، مدیر تجاری ROSI، گفت. “بنابراین به شرط اینکه بتوانید آن را به خوبی جدا کنید، کیفیت شیشه بازیافتی که می‌توانیم عرضه کنیم بسیار بسیار خوب است.”

نقره و سیلیکون

سلول‌های سیلیکونی هدف بعدی بزرگ هستند و به ویژه به دلیل محتوای نقره خود برای بازیافت‌کنندگان جذاب هستند. در اینجا نیز، دور شدن از خرد کردن مفید است. پالیتزچ گفت که خرد کردن و پردازش بیشتر، سیلیکون را با خلوص حدود 80% تولید کرده است. او گفت: “اما خلوص 80% برای بسیاری از کاربردهای سیلیکون به سادگی جالب نیست.”