یکی از یر مصرف‌ترین اجزاء سیستم‌های خورشیدی، پنل‌های خورشیدی میباشند که با توجه به طول عمر بالایی که دارند این امکان را می‌دهند تا با بازیافت این پنل‌ها بتوانند جایگزین مناسبی برای پنل‌های خورشیدی خراب باشند. امروزه که مصارف این پنل‌های خورشیدی روز به روز در حال افزایش است نیاز به بازیافت و استفاده مجدد برای برگرداندن به چرخه‌ی مصرف بسیار اهمیت دارد. لذا در این مقاله می‌خواهیم به توضیح بازیافت پنل خورشیدی بطور کامل بپردازیم.
بازیافت پنل‌های خورشیدی
بازیافت پنل‌های 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 نمی‌مانند. حداقل، این رایج ترین نگرانی در مورد پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک (PV) است . آنها یک منبع انرژی پایدار هستند که فقط به تشعشعات خورشیدی وابسته هستند و می‌توانند برق را به خانه های ما برسانند. در اینجا درمورد اینکه چطور پس از پایان عمر پنل‌های خورشیدی یا در صورت صدمه و آسیب آنها را به چرخه‌ی تولید و مصرف مجدد برسانیم صحبت می‌کنیم.
طول عمر پنل‌های خورشیدی
پنل‌های خورشیدی چقدر عمر می‌کنند؟ این سوالی است که اکثر مردم هنگام بررسی پنل‌های خورشیدی در ذهن دارند. طبق مطالعات انجام شده، طول عمر پنل‌های خورشیدی حدود 30 سال قبل از، از کار افتادن است.
در طول عمر پنل‌های فتوولتائیک، ممکن است 20 درصد کاهش در ظرفیت برق رخ دهد. بین 10 تا 12 سال اول، حداکثر کاهش راندمان 10 درصد و 20 درصد با رسیدن به 25 سال است. این برای کارآمدترین پنل‌های خورشیدی موجود و همچنین پنل‌های خورشیدی ارزان قیمت اتفاق می افتد.
با این حال، تجربه نشان می‌دهد که در واقعیت، بازده پس از 25 سال تنها 6 تا 8 درصد کاهش می‌یابد . بنابراین طول عمر پنل‌های خورشیدی ممکن است بسیار بیشتر از آنچه که به طور رسمی اعلام شده باشد. طول عمر پنل‌های PV با کیفیت بالا ممکن است به 30 تا 40 سال برسد و پس از آن همچنان عملکردی داشته باشند، هرچند با کاهش کارایی.
چرا بازیافت پنل‌های خورشیدی اهمیت دارد؟
با گسترش تکنولوژی و ساخت پنل‌های خورشیدی، استفاده از این پنل‌ها بصورت گسترده باعث شده که موضوع بازیافت آنها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار باشد. از مهمترین دلایل اهمیت بازیافت پنل خورشیدی، تامین انرژی خوریدی برای آینده است به همین جهت اهمیت بازیافت شامل موارد ذیل می‌شوند:
1.محافظت از محیط زیست
2.مزایای اقتصادی
3.قابلیت تجدید بازیافت قصعات و تجهیزات پنل‌ها
4.کاهش هزینه‌های پرداختی
با توجه به موارد بالا این امکان را می‌دهد که حجم بازیافت پنل‌های خورشیدی افزایش یابد. با امکان خارج کردن قطعات کاربردی از پنل‌ها و استفاده مجدد از آنها اهمیت بازیافت پنل خورشیدی مشخص می‌شود.
ضایعات پنل خورشیدی
اگر فرآیندهای بازیافت اجرا نمی‌شد، 60 میلیون تن زباله پانل‌های PV تا سال 2050 در محل‌های دفن زباله قرار می‌گرفت . از آنجایی که تمام سلول‌های PV حاوی مقدار معینی از مواد سمی هستند، این امر واقعاً به روشی نه چندان پایدار برای تامین انرژی تبدیل می‌شود.
این باور رایج که پنل‌های خورشیدی قابل بازیافت نیستند، 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، واحدهای طراحی و بازیافت باید همکاری نزدیکی داشته باشند تا طراحی‌های زیست محیطی آگاهانه توانایی بازیافت را تضمین کند.
فرآیندهای بازیافت پنل‌های خورشیدی
فرآیندهای بازیافت پنل‌های خورشیدی
دو نوع اصلی از پنل‌های 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، پنل‌های مبتنی بر سیلیکون رایج‌تر هستند، اگرچه این بدان معنا نیست که ارزش زیادی در مواد سلول‌های مبتنی بر لایه نازک وجود ندارد.
مطالعات تحقیقاتی انجام شده در موضوع بازیافت پنل‌های خورشیدی منجر به فناوری‌های متعددی شده است. برخی حتی به بازده بازیافت حیرت‌انگیز 96% می‌رسند ، اما هدف این است که در آینده این سطح را بالاتر ببریم.
محققان و مبتکران با روحیه بهبود مستمر سخت کار می‌کنند. آنها در حال بررسی تکنیک های جدید، مانند بازیافت مبتنی بر حلال هستند، که ممکن است کارایی را بهبود بخشد و از دست دادن مواد را کاهش دهد. علاوه بر این، پیشرفت‌های هوش مصنوعی و رباتیک فرآیندهای مرتب‌سازی و جداسازی قطعات را ساده‌تر کرده و بازیافت را کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر می‌کند. بازیافت پنل‌های خورشیدی شامل دو مرحله ذیل می‌باشد:
1.بازیافت پنل‌های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون
2.بازیافت پنل‌های خورشیدی مبتنی بر لایه نازک
بازیافت پنل‌های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون:
فرآیند بازیافت پنل‌های خورشیدی مبتنی بر سیلیکون با جداسازی محصول برای جداسازی قطعات آلومینیومی و شیشه ای آغاز می‌شود. تقریباً تمام (95٪) شیشه قابل استفاده مجدد است، در حالی که تمام قطعات فلزی خارجی برای قالب گیری مجدد قاب های سلولی استفاده می‌شود. بقیه مواد در دمای 500 درجه سانتیگراد در یک واحد پردازش حرارتی پردازش می‌شوند تا اتصال بین عناصر سلولی آسان شود. به دلیل گرمای شدید، پلاستیک محصور تبخیر می‌شود و سلول‌های سیلیکونی را برای پردازش بیشتر آماده می‌کند. فن آوری پشتیبانی تضمین می‌کند که حتی این پلاستیک هدر نمی‌رود. بنابراین، از آن به عنوان یک منبع حرارتی برای پردازش حرارتی بیشتر استفاده می‌شود.
پس از عملیات حرارتی، سخت افزار سبز به صورت فیزیکی جدا می‌شود. 80٪ از اینها به راحتی قابل استفاده مجدد هستند، در حالی که بقیه تصفیه شده است. ذرات سیلیکون – که ویفر نامیده می‌شوند – با استفاده از اسید حکاکی می‌شوند. ویفرهای شکسته ذوب می‌شوند تا دوباره برای تولید ماژول‌های سیلیکونی جدید استفاده شوند که منجر به نرخ بازیافت 85 درصدی مواد سیلیکونی می‌شود.
بازیافت پنل‌های خورشیدی مبتنی بر لایه نازک:
در مقایسه، پنل‌های مبتنی بر لایه نازک به شدت پردازش می‌شوند. اولین قدم این است که آنها را در یک خردکن قرار دهید. پس از آن، آسیاب چکشی اطمینان حاصل می‌کند که تمام ذرات بزرگتر از 4-5 میلی متر نیستند، جایی که لایه لایه ای که مواد داخلی را در کنار هم نگه می‌دارد می‌شکند و در نتیجه می‌توان آنها را حذف کرد. بر خلاف پنل‌های PV مبتنی بر سیلیکون، ماده باقی مانده از مواد جامد و مایع تشکیل شده است . یک پیچ دوار اینها را جدا می‌کند، که باعث می‌شود قطعات جامد در داخل یک لوله در حال چرخش باشند در حالی که مایع به داخل ظرف می‌ریزد.
مایعات برای اطمینان از خلوص، فرآیند بارش و آبگیری را طی می‌کنند. ماده حاصل از فرآوری فلزات برای جداسازی کامل مواد نیمه هادی عبور می‌کند. مرحله دوم به فناوری مورد استفاده در هنگام تولید پنل‌ها بستگی دارد. با این حال، 95٪ از مواد نیمه هادی به طور متوسط استفاده مجدد می‌شود.
مواد جامد به مواد به اصطلاح بین لایه‌ای آلوده می‌شوند که جرم سبک‌تری دارند و می‌توانند از طریق یک سطح ارتعاشی حذف شوند. در نهایت، مواد از طریق آبکشی می‌گذرد. چیزی که باقی می ماند شیشه خالص است که 90 درصد از عناصر شیشه ای را برای ساخت مجدد آسان ذخیره می‌کند.
بازار بازیافت پنل‌های خورشیدی
بازار پنل‌های بازیافت هنوز نسبتا جدید است. به طور پیوسته در حال رشد است. محققان به طور فعال در حال توسعه فرآیندهای بازیافتی هستند که می‌تواند بیشتر اجزای یک پنل خورشیدی را به لحاظ اقتصادی بازیابی کند. برخی از کشورها قوانین طراحی را برای اطمینان از بازیافت پانل های PV اجرا کرده‌اند که در جولای 2025 اجرایی می‌شود . سایر کشورها نیز بر مدیریت ضایعات PV تمرکز دارند.
بازار جهانی بازیابی پنل خورشیدی شاهد رشد است. در سال 2022، ارزش بازار 250 میلیون پوند بود. پیش بینی می‌شود که تا سال 2028 به 1.29 میلیارد پوند برسد. از آنجایی که میزان ضایعات پنل‌ها همچنان در حال افزایش است، بازیافت این پنل‌ها می‌تواند منبعی از موادی باشد که در غیر این صورت نیاز به استخراج دارند و در نتیجه به رویکرد پایدارتری نسبت به انرژی خورشیدی کمک می‌کند.
مطالب پیشنهادی:
مزایای آینده مدیریت زباله خورشیدی
اکنون که می‌دانیم پنل‌های خورشیدی قابل بازیافت هستند، سوال این است که چه مزایای دیگری برای اقتصاد به ارمغان می‌آورد. یک زیرساخت مناسب بازیافت پنل‌های خورشیدی باید ایجاد شود تا حجم زیادی از ماژول‌های PV را مدیریت کند که به زودی از بین خواهند رفت. به محض تحقق این امر، شاهد چندین عامل مثبت و فرصت های اقتصادی جدید خواهیم بود.
بازیافت پنل‌های PV تا سال 2050 فرصت‌های شغلی سبز بیشتری ایجاد می‌کند و تقریباً 11 میلیارد پوند ارزش بازیافتی ایجاد می‌کند . این هجوم تولید 2 میلیارد پنل جدید را بدون سرمایه گذاری در مواد اولیه امکان پذیر می‌کند. این بدان معناست که ظرفیت تولید حدود 630 گیگاوات انرژی با استفاده مجدد از مواد استفاده شده قبلی وجود خواهد داشت.
به لطف کاهش مداوم قیمت پنل‌های خورشیدی ، خانواده‌ها و مشاغل بیشتری سرمایه گذاری در سیستم‌های انرژی خورشیدی را انتخاب می‌کنند. در نتیجه، فرصت‌های اقتصادی بیشتری در بخش بازیافت سلول‌های خورشیدی پدیدار خواهد شد.
