Cơ hội tái chế bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Nguồn: greenmatch.co.uk

Ngành công nghiệp năng lượng đã và đang trải qua một sự thay đổi căn bản và sự chuyển dịch dần dần sang nguồn cung ứng năng lượng có thể phục hồi là điều hiển nhiên. Tuy nhiên, không phải tất cả những gì có vẻ bền vững đều sẽ như vậy khi kết thúc vòng đời của nó. Ít nhất đó là nỗi lo lắng phổ biến nhất liên quan đến các tấm pin mặt trời quang điện (PV). Chúng là một nguồn năng lượng bền vững, chỉ phụ thuộc vào bức xạ mặt trời và có khả năng cung cấp điện đến nhà của chúng ta. Tuy nhiên, điều gì sẽ xảy ra với các tấm pin mặt trời khi chúng hoạt động không hiệu quả? Hãy khám phá hành trình của chúng thông qua quá trình tái chế trong đồ họa thông tin dưới đây:

Thời gian tồn tại của các tấm năng lượng mặt trời

Các tấm pin mặt trời kéo dài bao lâu? Một câu hỏi mà hầu hết mọi người đều nghĩ đến khi xem xét các tấm pin mặt trời. Theo các nghiên cứu, tuổi thọ của pin năng lượng mặt trời khoảng 30 năm trước khi ngừng hoạt động.

Trong suốt tuổi thọ của tấm quang điện, có thể xảy ra giảm 20% công suất nguồn. Từ 10 đến 12 năm đầu tiên, hiệu suất giảm tối đa là 10% và 20% khi đạt đến 25 năm. Những con số này được đảm bảo bởi đa số các nhà sản xuất.

Tuy nhiên, kinh nghiệm cho thấy, trên thực tế, hiệu quả giảm chỉ từ 6 đến 8% sau 25 năm. Tuổi thọ của các tấm pin mặt trời do đó có thể dài hơn nhiều so với những gì đã được công bố chính thức. Tuổi thọ của các tấm PV chất lượng cao thậm chí có thể đạt từ 30 đến 40 năm và vẫn hoạt động sau đó, mặc dù hiệu quả giảm dần.

Thải bỏ các tấm pin mặt trời

Từ khía cạnh pháp lý, chất thải bảng PV vẫn thuộc phân loại chất thải chung. Một ngoại lệ duy nhất tồn tại ở cấp độ Liên minh Châu Âu, nơi các tấm PV được xác định là lãng phí theo Chỉ thị về Thiết bị Điện và Điện tử thải (WEEE). Do đó, việc quản lý chất thải bảng PV được điều chỉnh bởi chỉ thị này, bổ sung cho các khuôn khổ pháp lý khác.

Các nhà sản xuất pin mặt trời bị ràng buộc bởi luật pháp về các yêu cầu pháp lý cụ thể và các tiêu chuẩn tái chế để đảm bảo rằng các tấm pin mặt trời không trở thành gánh nặng cho môi trường. Đó là khi công nghệ tái chế các tấm pin mặt trời bắt đầu xuất hiện.

Các nhà sản xuất quang điện đã hợp tác với các tổ chức chính phủ và đã đưa ra một số cách để giải quyết chất thải năng lượng mặt trời.

Chất thải bảng điều khiển năng lượng mặt trời

Trên thực tế, nếu các quy trình tái chế không được thực hiện, sẽ có 60 triệu tấn tấm PV chắc chắn nằm trong các bãi chôn lấp vào năm 2050; vì tất cả các tế bào PV đều chứa một lượng chất độc hại nhất định, điều đó sẽ thực sự trở thành một cách cung cấp năng lượng không bền vững.

Có hai loại tấm pin mặt trời chính, đòi hỏi các phương pháp tái chế khác nhau. Cả hai loại — dựa trên silicon và dựa trên màng mỏng — đều có thể được tái chế bằng cách sử dụng các quy trình công nghiệp riêng biệt. Hiện nay, các tấm nền silicon phổ biến hơn, mặc dù điều đó không có nghĩa là vật liệu của các tế bào dựa trên màng mỏng sẽ không có giá trị lớn.

Các nghiên cứu được thực hiện về chủ đề tái chế các tấm pin mặt trời đã cho ra đời nhiều công nghệ. Một số trong số chúng thậm chí đạt hiệu suất tái chế đáng kinh ngạc 96%, nhưng mục đích là để nâng cao số lượng người bán thịt trong tương lai.

Tái chế bảng điều khiển năng lượng mặt trời dựa trên Silicon

Quá trình tái chế các tấm PV dựa trên silicon bắt đầu bằng việc tháo rời sản phẩm thực tế để tách các bộ phận nhôm và thủy tinh. Hầu hết (95%) kính có thể được tái sử dụng, trong khi tất cả các bộ phận kim loại bên ngoài được sử dụng để đúc lại khung ô.

Các vật liệu còn lại được xử lý ở 500 ° C trong một đơn vị xử lý nhiệt để dễ dàng liên kết giữa các phần tử tế bào. Do nhiệt độ quá cao, nhựa bao bọc bay hơi, để lại các tế bào silicon sẵn sàng được xử lý thêm. Công nghệ hỗ trợ đảm bảo rằng ngay cả nhựa này cũng không bị lãng phí, do đó nó được sử dụng làm nguồn nhiệt để xử lý nhiệt tiếp theo.

Sau khi xử lý nhiệt, phần cứng màu xanh lá cây được tách ra về mặt vật lý. 80% trong số này có thể dễ dàng được tái sử dụng, trong khi phần còn lại được tinh chỉnh thêm. Các hạt silicon - được gọi là tấm xốp - được khắc bằng cách sử dụng axit. Các tấm xốp bị hỏng được nấu chảy để sử dụng lại cho việc sản xuất các mô-đun silicon mới, dẫn đến tỷ lệ tái chế vật liệu silicon là 85%.

Tái chế bảng điều khiển năng lượng mặt trời dựa trên màng mỏng

Trong khi đó, các tấm nền màng mỏng được xử lý mạnh mẽ hơn. Bước đầu tiên là cho chúng vào máy hủy. Sau đó, máy nghiền búa đảm bảo rằng tất cả các hạt không lớn hơn 4-5mm, đó là kích thước mà lớp cán giữ các vật liệu bên trong lại với nhau bị vỡ và do đó có thể được loại bỏ. Trái ngược với các tấm PV dựa trên silicon, chất còn lại bao gồm cả vật liệu rắn và lỏng. Để tách chúng ra, một vít quay được sử dụng, về cơ bản giữ cho các phần rắn quay bên trong một ống, trong khi chất lỏng nhỏ giọt vào một thùng chứa.

Chất lỏng trải qua quá trình kết tủa và khử nước để đảm bảo độ tinh khiết. Chất tạo thành đi qua quá trình xử lý kim loại để tách hoàn toàn các vật liệu bán dẫn khác nhau. Bước sau phụ thuộc vào công nghệ thực tế được sử dụng khi sản xuất các tấm; tuy nhiên, trung bình 95% vật liệu bán dẫn được tái sử dụng.

Các chất rắn bị ô nhiễm bởi cái gọi là vật liệu xen kẽ, có khối lượng nhẹ hơn và có thể được loại bỏ thông qua một bề mặt rung động. Cuối cùng, vật liệu được rửa sạch. Những gì còn lại phía sau là thủy tinh nguyên chất, tiết kiệm 90% các thành phần thủy tinh để dễ dàng sản xuất lại.

Lợi ích tương lai của việc quản lý chất thải bằng năng lượng mặt trời

Bây giờ chúng ta biết rằng các tấm pin mặt trời có thể được tái chế, câu hỏi đặt ra là những lợi ích nào khác mà nó mang lại cho nền kinh tế — nếu có. Rõ ràng, một cơ sở hạ tầng tái chế tấm pin mặt trời thích hợp sẽ cần được thiết lập để quản lý khối lượng lớn các mô-đun PV sẽ được xử lý trong tương lai gần. Khi điều đó được đưa ra, chúng ta sẽ chứng kiến ​​một số yếu tố tích cực và cơ hội mới trong nền kinh tế.

Việc tái chế PV không chỉ tạo ra nhiều cơ hội việc làm xanh hơn mà còn mang lại giá trị thu hồi xấp xỉ 11 tỷ bảng Anh vào năm 2050. Dòng vốn này sẽ giúp công ty có thể sản xuất 2 tỷ tấm pin mới mà không cần đầu tư vào nguyên liệu thô. Điều này có nghĩa là sẽ có khả năng sản xuất khoảng 630 GW năng lượng chỉ từ việc tái sử dụng các vật liệu đã sử dụng trước đó.

Nhờ năng lượng mặt trời liên tục giảm giá nên ngày càng nhiều hộ gia đình và doanh nghiệp lựa chọn đầu tư vào hệ thống điện mặt trời. Do đó, nhiều cơ hội kinh tế hơn nữa trong lĩnh vực tái chế pin mặt trời sẽ xuất hiện.