Cercetătorii de la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) au efectuat prima evaluare globală a celor mai promițătoare abordări ale managementului final al vieții pentru modulele fotovoltaice solare (PV).

Modulele fotovoltaice au o durată de viață de 30 de ani. În prezent, nu există un plan pentru cum să gestionați acest lucru la sfârșitul duratei de viață. Volumul modulelor care nu mai sunt necesare ar putea totaliza 80 de milioane de tone până în 2050. Pe lângă cantitate, natura deșeurilor prezintă și provocări. Modulele fotovoltaice sunt fabricate din materiale valoroase, prețioase, critice și toxice. În prezent, nu există standard pentru modul de reciclare a celor valoroase și de atenuare a celor toxice.

Numeroase articole analizează opțiunile individuale de reciclare fotovoltaică, dar, până în prezent, nimeni nu a făcut o evaluare globală a tuturor eforturilor de reciclare fotovoltaică pentru a identifica cele mai promițătoare abordări.

“PV este o parte majoră a tranziției energetice”, a spus Garvin Heath, un om de știință principal la NREL, specializat în știința sustenabilității. „Trebuie să fim buni stewards ai acestor materiale și să dezvoltăm o economie circulară pentru modulele fotovoltaice”.

Heath este autorul principal al „Priorităților de cercetare și dezvoltare pentru reciclarea modulului fotovoltaic de siliciu care susține o economie circulară”, care apare în revista Nature Energy. Coautorii săi de la NREL sunt Timothy Silverman, Michael Kempe, Michael Deceglie și Teresa Barnes; și foștii colegi ai NREL Tim Remo și Hao Cui. De asemenea, echipa a colaborat cu experți externi, în special în domeniul producției solare.

„Oferă o sinteză succintă, în profunzime, a locului în care ar trebui și nu ar trebui să ne orientăm atenția ca cercetători, investitori și factorii de decizie”, a spus Heath.

Autorii s-au concentrat pe reciclarea siliciului cristalin, un material utilizat în peste 90% din sistemele fotovoltaice instalate într-o formă foarte pură. Reprezintă aproximativ jumătate din energia, amprenta de carbon și costul pentru producerea modulelor fotovoltaice, dar numai o mică parte din masa lor. Valoarea siliconului este determinată de puritatea sa.

“Este nevoie de o mulțime de investiții pentru a face siliciu pur”, a spus Silverman, expert în hardware PV. “Pentru un modul fotovoltaic, luați aceste celule de siliciu, le sigilați într-un pachet rezistent la intemperii unde ating alte materiale și așteptați 20 – 30 de ani – în același timp, tehnologia fotovoltaică se îmbunătățește. Cum putem recupera asta investiții în energie și materiale în cel mai bun mod pentru mediu? ”

Autorii au descoperit că unele țări au reglementări privind reciclarea fotovoltaică în vigoare, în timp ce altele încep să ia în considerare soluțiile. În prezent, în lume există o singură instalație dedicată de reciclare fotovoltaică pentru siliciu cristalin, din cauza cantității limitate de deșeuri produse astăzi.

Pe baza descoperirilor lor, autorii recomandă cercetarea și dezvoltarea pentru a reduce costurile de reciclare și impactul asupra mediului, maximizând în același timp recuperarea materialelor. Aceștia sugerează să vă concentrați pe silici de valoare mare față de napolitane de siliciu intacte. Aceasta din urmă a fost apreciată ca realizabilă, dar napolitane de siliciu adesea se crăpau și probabil nu îndeplinesc standardele de astăzi pentru a permite refolosirea directă. Pentru recuperarea siliciului de mare valoare, autorii subliniază necesitatea cercetării și dezvoltării proceselor de purificare a siliciului.

Autorii subliniază, de asemenea, că impactul asupra mediului și economiei al practicilor de reciclare ar trebui să fie explorat folosind analize tehno-economice și evaluări ale ciclului de viață.

În cele din urmă, autorii remarcă faptul că găsirea modalităților de a evita deșeurile este o parte importantă a ecuației, inclusiv modul de a face ca panourile solare să dureze mai mult, să folosească materialele mai eficienete și să producă electricitate mai eficienta.

“Avem nevoie de cercetare și dezvoltare, deoarece acumularea deșeurilor va fi in defavoarea  noastră”, a spus Silverman. “Asemenea creșterea exponențiala a instalațiilor fotovoltaice, se pare că se mișcă încet și apoi se accelerează rapid. Până la momentul în care vor fi suficiente deșeuri pentru a deschide o instalație dedicată fotovoltaicului, trebuie să avem deja studiat procesul adecvat.”

Dacă vor avea succes, aceste descoperiri ar putea contribui la o parte a unei economii circulare fotovoltaice.

Biroul de tehnologii ale energiei solare din Departamentul Energiei SUA a finanțat analiza.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here