Recykling zużytych paneli fotowoltaicznych
Fotowoltaika jest jedną z najdynamiczniej rozwijających się technologii wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Umożliwia bezpośrednią konwersję energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną z wykorzystaniem efektu fotowoltaicznego. Wzrost sprawności modułów oraz spadek kosztów ich produkcji i montażu sprawiły, że instalacje PV stały się istotnym elementem transformacji energetycznej. Jednocześnie, jak każde urządzenie techniczne, moduły fotowoltaiczne ulegają stopniowej degradacji i po zakończeniu eksploatacji, zwykle po około 25-30 latach pracy, stają się odpadem wymagającym właściwego zagospodarowania.
W Unii Europejskiej, a tym samym również w Polsce, zużyte moduły fotowoltaiczne są objęte przepisami dotyczącymi zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego. System ten nakłada na producentów oraz importerów obowiązki związane ze zbiórką, przetwarzaniem i odzyskiem materiałów. Na pierwszy rzut oka recykling paneli fotowoltaicznych powinien dobrze wpisywać się w założenia gospodarki o obiegu zamkniętym, ponieważ typowy moduł składa się głównie ze szkła, aluminium, tworzyw polimerowych, krzemu oraz niewielkich ilości metali, w tym miedzi i srebra. W praktyce odzysk materiałów o odpowiedniej czystości pozostaje jednak istotnym wyzwaniem technologicznym.
Źródło: https://pvcycle.org/what-about-recycling
Stosunkowo prosta jest separacja ramy aluminiowej oraz części elementów metalowych. Znacznie trudniejsze jest odzyskanie czystego szkła oraz oddzielenie poszczególnych warstw laminatu. W standardowym module krzemowym ogniwa są trwale połączone ze szkłem i warstwą tylną za pomocą folii enkapsulacyjnej, najczęściej EVA, czyli kopolimeru etylenu i octanu winylu. Dlatego klasyczne metody separacji szkła, stosowane w innych strumieniach odpadów, nie zapewniają w tym przypadku wystarczającej skuteczności. Kluczowym etapem recyklingu staje się delaminacja, w tym możliwość kontrolowanego termicznego rozkładu warstwy polimerowej bez nadmiernego pogorszenia jakości odzyskiwanych frakcji.
Instytut Technologii Paliw i Energii może wspierać prace nad tym zagadnieniem, wykorzystując doświadczenie w zakresie termicznej konwersji paliw, odpadów i surowców organicznych. Posiadane zaplecze analityczne oraz instalacje laboratoryjne i wielkolaboratoryjne umożliwiają prowadzenie badań procesów pirolizy, zgazowania i obróbki termicznej, a także ocenę właściwości fizykochemicznych surowców oraz produktów ich przetwarzania. Takie badania mogą służyć zarówno wstępnej ocenie przydatności odpadu do określonej technologii, jak i doborowi parametrów procesu delaminacji lub termicznego przetwarzania frakcji polimerowej.
Zapraszamy do zapoznania się z infrastrukturą badawczą Instytutu oraz do współpracy przy projektach technologicznych i rozwojowych dotyczących recyklingu paneli fotowoltaicznych oraz innych złożonych odpadów materiałowych.
Przygotował: Tomasz Radko
Zakład Gospodarki o Obiegu Zamkniętym