Переработка солнечных панелей: как повторно использовать технологию экологически чистой энергии

пальметто

Многие потребители солнечной энергии задают себе вопрос на миллиард долларов: «Можете ли вы переработать солнечные панели?»

Краткий ответ да. Вы можете утилизировать солнечные батареи. Длинный ответ требует немного больше пояснений. (Но не волнуйтесь, мы здесь, чтобы предоставить это объяснение!)

Мы все знакомы с преимуществами домашней солнечной электростанции:

• Снижает зависимость от ископаемого топлива
• Сокращает выбросы парниковых газов
• Может увеличить стоимость вашего дома
• Преимущества электросети
• Борьба с растущими затратами на электроэнергию

Однако что происходит с солнечными панелями, когда они больше не производят достаточно электроэнергии для питания вашего дома? Можно ли повторно использовать старые солнечные панели, и если да, то как?

В этом руководстве по переработке солнечных панелей мы подробно рассмотрим текущий процесс переработки солнечных панелей, проблемы утилизации солнечных панелей, достижения в области утилизации фотоэлектрических элементов в будущем, что происходит со стареющими солнечными панелями, а также поделимся другими способами повторного использования старых солнечных батарей. панели.

Можно ли перерабатывать солнечные панели?

Да, солнечная энергия подлежит вторичной переработке, а солнечные панели можно перерабатывать и использовать повторно. Тем не менее, процесс переработки солнечных панелей имеет некоторые нюансы, особенно в связи с тем, что существующие методы переработки активно совершенствуются, а новые изучаются.

Чтобы помочь вам лучше понять эту концепцию, давайте взглянем на текущее состояние переработки солнечных батарей.

Текущее состояние переработки солнечных панелей в США

Спрос на солнечные фотоэлектрические (PV) панели и чистую энергию в целом продолжает стремительно расти. В первом квартале 2021 года общая установленная мощность солнечной энергии в США превысила 100 гигаватт (ГВт постоянного тока), что означает удвоение этой мощности менее чем за 4 года.В ближайшие 5 лет в отрасли также планируется добавить еще 160 ГВт.

Этот продолжающийся рост представляет собой значительный шаг вперед в стремлении остановить изменение климата, прежде чем мы достигнем необратимого переломного момента. Тем не менее, многие сторонники чистой энергии считают, что следующий шаг к будущему чистой энергии должен быть сосредоточен на повышении скорости переработки солнечных панелей и технологий, чтобы старые панели не попадали на свалки. Вывод из эксплуатации солнечных панелей текущего поколения может добавить к 2030 году в США до 1 миллиона тонн отходов, если панели не будут перерабатываться.

При среднем сроке службы солнечных панелей, превышающем 25 лет, и повышении эффективности до 25%, солнечные панели, производимые сегодня, более доступны и надежны, чем когда-либо прежде. К счастью, вам не придется беспокоиться о том, что делать с вашими стареющими панелями в течение нескольких десятилетий, но задача отрасли по переработке солнечных панелей состоит в том, чтобы создать более совершенные технологии переработки к тому времени, когда ваши панели достигнут конца своего срока службы.

Срок службы солнечных батарей

Средняя солнечная панель служит 25-30 лет, но солнечная промышленность использует этот диапазон в качестве ориентира. Срок службы ваших панелей зависит не только от производителя и производительности солнечной панели, но также возможно, что ваши солнечные панели будут производить электричество дольше, чем этот срок.

Таким образом, подумайте о первых 25-30 годах после установки солнечной батареи как о «сроке полезного использования» фотоэлектрической системы. Хотя солнечные панели могут производить электроэнергию на десятилетия дольше, их эффективность со временем постепенно снижается. Они не просто перестают работать через 25 лет, но в среднем эффективность солнечных панелей снижается примерно на 1% каждый год.

Чтобы узнать больше об этой теме, прочитайте нашу статью с подробным описанием срока службы солнечных батарей.

Что мы можем сделать со стареющими солнечными панелями?

Что можно сделать с солнечными панелями, которые изжили себя? По истечении срока службы ваших панелей они все еще будут производить электроэнергию, но они просто не производят столько энергии, сколько необходимо вашему дому. Ради будущего нашей планеты мы должны рассмотреть способы продления срока службы солнечных панелей и сокращения отходов солнечных батарей еще до того, как мы отправим их на переработку.

Поскольку мы оптимисты и большие поклонники экологически чистой энергии здесь, в Palmetto, мы хотим сосредоточиться на упреждающих и творческих решениях проблемы старения солнечных панелей и на том, как промышленность делает солнечные панели пригодными для вторичной переработки.

Солнечные панели можно использовать повторно

В то время как солнечная промышленность работает над улучшением науки о переработке фотоэлектрических элементов, существуют и другие варианты повторного использования солнечных панелей, которые недостаточно эффективны для питания вашего дома. Лучшие варианты, доступные для среднего потребителя, включают:

Энергетические дома с меньшими потребностями в электроэнергии

Средняя семья в США потребляет около 877 кВтч электроэнергии в месяц. Как только ваши фотоэлектрические панели состарятся, они, вероятно, не достигнут этой отметки, но пока не время их выбрасывать. Вместо этого их можно передать в дар компании, которая перепрофилирует выведенные из эксплуатации панели и использует их для волонтерских проектов. Для проектов такого типа полезно любое количество энергии.

Некоторые из этих подаренных панелей попадают в Мексику и Центральную Америку, где среднее потребление электроэнергии домохозяйствами может составлять всего 500 кВтч в год, в то время как другие отправляются в различные страны Африки, где этот показатель составляет всего 100 кВтч в год. В таких местах старые панели все еще могут питать дома, устройства и оборудование с меньшим потреблением электроэнергии, чем в типичном американском доме.

Творческие проекты «сделай сам»

Вам не нужно ограничивать использование старых солнечных панелей только подачей электроэнергии. Если вы очень практичны или изобретательны, вы можете использовать старые панели для выполнения широкого круга задач своими руками. Среди наших фаворитов:

• Теплицы. Солнечные панели и теплицы сделаны из стекла.Объединив эти две концепции, вы сможете сохранять растения в тепле в холодные месяцы.
• Мебель. Старые фотоэлектрические панели можно превратить в различные предметы мебели или произведения искусства, в зависимости от ваших способностей и свободного времени для проекта.
• Кемпинговые походы. Стареющие солнечные панели могут быть отличным способом получения энергии, когда вы находитесь за много миль от электросети, особенно если они подключены к портативному солнечному генератору для получения энергии после захода солнца.

Мощность меньших пространств

Возможно, ваши панели не смогут вырабатывать достаточно энергии для всего дома, но вы все равно можете использовать их для электричества в других областях. Мы видели, как старые солнечные панели используются для электроснабжения сараев, гаражей, крошечных домов, коттеджей, детских игровых домиков и многого другого. Отключение этих пространств от сети — отличный способ сэкономить энергию и добавить полезные функции и преимущества.

Спрос на солнечные панели может быть снижен

Сокращение количества электронных отходов, вызванных солнечными панелями, является первым шагом на пути к построению будущего чистой энергии. Домовладельцы могут внести свой вклад в решение этой задачи по уменьшению проблем с солнечными отходами за счет повышения энергоэффективности своих домов, чтобы они экономили энергию и деньги и нуждались в меньшем количестве панелей для питания своего дома. Наши рекомендуемые советы включают в себя:

• Герметизация всех окон
• Отключение неиспользуемых зарядных устройств
• Установка душа с низким расходом воды
• Отключение ненужной воды
• Замена ламп накаливания на светодиодные лампочки
• Установка программируемого термостата
• Использование умных домашних устройств для экономии энергии

Повышение эффективности использования электроэнергии в вашем доме означает, что вам нужно меньше панелей для питания вашего дома, что, в свою очередь, уменьшает общее количество материалов, превращаемых в солнечные панели. Сокращение количества материалов, которые нам необходимо перерабатывать, в первую очередь является беспроигрышным как для домовладельцев, так и для планеты.

Солнечные панели могут быть переработаны

После того, как вы исчерпали варианты сокращения и повторного использования, пришло время решить проблему переизбытка электронных отходов с помощью переработки солнечных батарей, чтобы они не оказались на свалках.

Переработка или перепрофилирование старых солнечных панелей может открыть доступ к огромному бесценному запасу сырья в ближайшем будущем. Фактически, согласно недавнему исследованию, проведенному Международным агентством по возобновляемым источникам энергии (IRENA), перерабатываемые материалы в старых фотоэлектрических солнечных моделях (например, индий и галлий) к 2050 году будут стоить 15 миллиардов долларов извлекаемых ресурсов.

Переработка фотоэлектрических панелей, несомненно, является будущим возобновляемых источников энергии. Если мы собираемся создать лучшее будущее, нам необходимо предпринять активные шаги.

Текущий процесс переработки

Чтобы лучше понять, что происходит во время переработки солнечных панелей, давайте сначала посмотрим на состав этого высокотехнологичного электронного оборудования.

По данным Министерства энергетики США, около 95% продаваемых сегодня панелей изготовлены из кристаллического кремния., который является полупроводниковым материалом, используемым в солнечных батареях. Созданные для того, чтобы выдерживать десятилетия воздействия элементов, взаимосвязанные фотоэлементы солнечных панелей заключены в пластиковый корпус и зажаты между стеклом и задним листом. Металлический каркас, обычно сделанный из алюминия, удерживает всю установку вместе. На задней панели находится распределительная коробка с внешней медной проводкой.

Теперь давайте рассмотрим реальный процесс, как завод по переработке может перерабатывать кремниевые солнечные панели и повторно использовать этот материал, что может потребовать сложного оборудования для обработки больших объемов материала и включает в себя несколько циклов механического и химического разделения для обработки любых опасных отходов.

• Первоначальный демонтаж: Распределительная коробка и рама отдельно снимаются с фотоэлектрических модулей для извлечения меди и алюминия. Оба эти материала на 100% пригодны для повторного использования, поэтому здесь ничего не пропадает.
• Восстановление стекла: Остальная часть модуля идет по конвейерной ленте для извлечения стеклянных листов. Извлекаемое здесь стекло как минимум на 95% пригодно для повторного использования.
• Разделение тепла: Остальные материалы обрабатываются при температуре 500 градусов по Цельсию в установке термической обработки, которая ослабляет связи между элементами ячейки. Со временем пластик отваливается, оставляя кремниевые элементы для дальнейшей обработки. Чтобы ничего не пропадало впустую, пластик снова включается в процесс переработки для обогрева.
• Разделение клеток: На этом этапе соединенные фотоэлементы механически разделяются. 80% из них можно использовать повторно, а остальные должны пройти дальнейшую доработку, прежде чем их можно будет использовать повторно.
• Захват кремния: Оставшийся продукт подвергается дальнейшей очистке для захвата большего количества кремния. Извлекаемые здесь крупные куски кремния переплавляются для повторного использования в производстве новых фотоэлектрических панелей. Что касается кремния, который находится в измельченном виде или в форме частиц, он вытравливается кислотой. Общая скорость переработки кремниевого материала составляет около 85%.

По сравнению с переработкой кремниевых солнечных панелей, переработка тонкопленочных панелей является более радикальной. Сначала панели отправляются в измельчитель, а затем в молотковую мельницу, пока все частицы не станут размером не более 4-5 мм. Оставшееся вещество представляет собой смесь твердого и жидкого состояния, поэтому вращающийся винт помогает разделить два материала.

Жидкости из тонкопленочных панелей проходят процесс осаждения и обезвоживания, чтобы гарантировать их чистоту. Затем на этапе обработки металла полупроводниковые материалы отделяются, при этом в среднем 95% полупроводникового материала доступно для повторного использования.

Твердые частицы тонкопленочных панелей проходят через вибрирующую поверхность, которая помогает удалить межслойные материалы. Затем он проходит стадию промывки, оставляя после себя чистое стекло, в среднем 90% которого доступно для повторного производства.

Достижения в технологии переработки фотоэлектрических элементов

Технология переработки солнечных панелей 10-летней давности отличается от современной, поскольку новаторы в отрасли продолжают искать улучшения и снижать стоимость переработки.

Сосредоточив внимание на компонентах солнечных панелей, которые сегодня не перерабатываются, включая тяжелые металлы, такие как свинец и олово, цель состоит в том, чтобы найти больше полезности в будущем и решить некоторые из текущих проблем утилизации солнечных панелей.

Например, в Национальной исследовательской энергетической лаборатории начались исследования в области создания дорогостоящей комплексной системы рециркуляции. По своей сути технология направлена ​​на восстановление всех материалов и компонентов с высокой степенью чистоты. Исследователи, сторонники солнечных батарей и энтузиасты чистой энергии ручаются за эту идею. Хотя эта технология все еще находится на стадии разработки, она может произвести революцию в отрасли и оставить проблемы утилизации солнечных батарей в прошлом.

Где и как перерабатывать солнечные панели

Технология переработки солнечных панелей может быть только на заре, но это не значит, что средний владелец солнечной панели не может присоединиться к этой важной инициативе.

Если вы хотите утилизировать свои собственные солнечные батареи, начните с проверки, есть ли в вашем штате собственный каталог утилизации солнечных батарей, например, в Северной Каролине. Вы также можете изучить этот глобальный каталог фирм по переработке солнечных панелей, чтобы найти варианты в вашем регионе.

Некоторые производители фотоэлектрических панелей предлагают свои собственные программы приема и переработки металлолома, возврата по гарантии и окончания срока службы. Вы можете связаться с вашим производителем напрямую, чтобы узнать, предлагают ли они услуги по переработке фотоэлектрических материалов.

Подведение итогов

Хотя нынешний процесс переработки солнечных панелей не является простым или удобным, солнечная промышленность продолжает добиваться успехов в совершенствовании технологии. Что работает в пользу планеты, так это то, что текущий срок службы солнечных панелей составляет от 25 до 30 лет, а это означает, что у отрасли еще достаточно времени для внесения необходимых изменений и усовершенствований, прежде чем срок службы большинства солнечных панелей подойдет к концу.

Также важно, чтобы мы делали все возможное, чтобы уменьшить надвигающийся избыток электронных отходов, вместо того, чтобы полагаться исключительно на переработку.Средний домовладелец может помочь в этой ситуации, сократив энергопотребление и повторно используя стареющие солнечные панели, если это возможно.

К счастью, вам не нужно делать это в одиночку. Palmetto ведет мир к будущему чистой энергии, предоставляя доступную солнечную энергию подходящим домовладельцам и следя за вариантами, доступными в то время, когда эти солнечные панели будут готовы ко второй жизни.

Там больше, откуда это пришло

Получайте последние новости о солнечной энергии, изменении климата и устойчивом образе жизни, доставляемые прямо на ваш почтовый ящик каждый месяц.