![Nazeleno.cz – úspory energie, izolace, zdravý životní styl, biopotraviny, ekologie [logo]](/img/nazeleno-logo.gif){kind=logo}
Fotovoltaické panely: Jsou skutečně ekologické?
Fotovoltaické panely jsou moderní technologií a těžko si lze představit, že je jednou budeme muset likvidovat. Přesto je tato otázka na místě, protože i životnost fotovoltaických elektráren je limitována. Jak to bude s fotovoltaickými panely, až doslouží? Z čeho se vyrábí? Je možné je ekologicky zlikvidovat a recyklovat?
03. 02. 2010 | Alternativní energie
Ve zkratce:
Fotovoltaické panely jsou moderní technologií a těžko si lze představit, že se jednou stanou odpadem. První fotovoltaické panely ale byly instalovány už na počátku 90. let a jejich životní cyklus se blíží konci. Objevuje se také otázka, co s fotovoltaickým odpadem vzniklým při výrobě. Jaké jsou možnosti recyklace fotovoltaických panelů?Je těžké si nyní představit, že elegantní, moderní high-tech technologie fotovoltaických modulů s životností 25 let a více, bude někdy likvidována. Ale existence prvních modulů se datuje už od počátku 90. let a s jejich užitnou hodnotou se počítá ještě nějakých 10 až 15 let. Otázka životního cyklu a konečná likvidace modulů a materiálů je nicméně dlouho významným úkolem pro průmysl. Tváří v tvář rychlému růstu v posledních letech, a prognózám dalšího růstu i přes hospodářský útlum, tato otázka nabrala aktuálního významu. V současné době se to týká asi 3 800 tun, celkové množství fotovoltaického odpadu v Evropě je stále relativně malé. Nicméně můžeme počítat s tím, že toto číslo bude růst na dvojnásobek každé dva až čtyři roky, a předpokládá se, že v roce 2020 dosáhne 35 000 tun.
„Celkové množství fotovoltaického odpadu v Evropě je zatím relativně malé a čítá asi 3 800 tun, v roce 2020 toto číslo ale naroste na 35 000 tun.“
Většina výrobců fotovoltaických produktů v Evropě je v Německu, kde je také největší světový fotovoltaický trh. Není tedy divu, že Německo bude první evropskou zemí, kde se velké objemy PV modulů blíží ke konci svého operačního života a jeho odstranění a likvidace se stává velkým problémem. V roce 2008 PV odpad činil v zemi asi 80 % z veškeré výroby a v roce 2020 to bude stále ještě více než polovina ze všech evropských odpadů. Logika naznačuje, že Německo bude jednou z prvních zemí, kde se bude rozvíjet specializované zařízení na zpracování druhotného odpadu z fotovoltaických technologií.
Nicméně, v Evropě, na druhém místě, pokud jde o instalaci solárních fotovoltaických článků, je Španělsko, následuje Nizozemsko, Itálie, Francie, Rakousko, Lucembursko a Velká Británie. I tam se očekává, že si tyto země budou postupně vytvářet vhodnou infrastrukturu, jak jejich požadavky na nové instalace porostou, což samo o sobě závisí do jisté míry na budoucím vývoji trhu PV. V jakém formátu se taková infrastruktura bude rozvíjet závisí na tom, jak se budou jednotlivé národní trhy vyvíjet. Například v Německu existuje široká škála rozvoje nových instalací menších technologií na obytných domech. Ve Španělsku dominují velké aplikace systémů propojených do sítí. Ve Francii drží významný podíl systémy BIPV (budovy s integrovanou fotovoltaikou). Tyto fotovoltaické systémy jsou vybudovány ve fázi výstavby objektu integrováním PV modulů do fasády. Podobnou situaci musí řešit i americké a asijské trhy.
Z čeho se fotovoltaické panely vyrábí?
Podíl na trhu, ceny surovin, dostupnost surovin během výroby a spotřeby, to všechno jsou faktory, které určují ekonomický práh pro využití materiálů. PV moduly obsahují různé vysoce hodnotné materiály, které mohou v mnoha případech být ekonomicky využity. Nedostatek materiálů může vskutku hrát významnou roli. Pozoruhodný příklad se týká křemíku v důsledku omezení růstu jeho užití v tomto odvětví a zvýšení cen. Recyklace je tedy jednou z možností, jak je možno omezit dodávky potřebného materiálu. Výzkum v oblasti recyklace modulu byl zahájen na mezinárodní úrovni na počátku roku 1990, se společnostmi jako je AEG, Pilkington Solar International GmbH, BP Solar, Siemens Solar, Soltech, Solar Cells – předchůdce FirstSolar a ústavů jako Aist, Japonsko a BNL, USA. Všechny se zapojily.
Také fotovoltaické panely jednou doslouží. Je možné je ekologicky zlikvidovat?
Výsledky práce na nových technologiích představují aktuální PV výrobky. Na trhu je dostatečně široká nabídka produktů, od nichž se vyžadují různé přístupy k recyklaci a k dalšímu využití. V současné době existují dvě hlavní skupiny, krystalický a tenkovrstvý film. Pro moduly ze solárních článků využívající křemík, kovy a zvláště stříbro jsou zvláště důležité. Pro tenké, tzv. filmové technologie s vysokou hodnotou jsou používané kovové materiály, především tellur a indium.
Přestože mnoho společností aktivně zvažuje otázku dalších postupů, First Solar a Deutsche Solar AG, jejichž systémy obsahují krystalický křemík modulů, jsou jedinými výrobci, kteří jsou schopni vyrábět recyklovatelné moduly.
Jak se zpracovává fotovoltaický odpad?
Krystalické PV technologie stále ještě drží více než 90% podíl na evropském trhu, a přestože se tento podíl bude v příštích letech snižovat, bude jejich výskyt v nadcházejících desetiletích stále dominantní. Karsten Wambach, vedoucí obchodní jednotky SolarMaterial, součástí společnosti Deutsche Solar AG, dohlíží na průkopnické práce ve firmě na využití materiálů a na analýzy životního cyklu (LCA). Rozvojem srovnávacího systému s jádrem výzkumu si společnost klade za cíl zabránit kvantifikaciemisí oxidu uhličitého. Zároveň řeší využití energie, dobu návratnosti, které vyplývají z procesu recyklace, například zvažuje faktory, jako jsou energie uspořené v průběhu primární produkce křemíku. Říká, že společnost byla koncipována na bázi politiky životního prostředí v rámci celéhohodnotového řetězce a v zásadě se zabývá optimalizací celého procesu ekonomických a environmentálních cílů.
V minulosti se hlavní pozornost recyklace zaměřila na využití kompletních buněk, které byly odděleny z modulu pomocí tepelného rozkladu plastového pouzdra. Navrácené díly byly poté přepracovány leptáním a byly opětovně použity v novém modulu sestavy bezzjevné ztráty výkonu.Technika prokázala, že staré křemíkové desky udržují dobrou kvalitu zobrazení a dlouhodobé stability při výpočtu energetické bilance. Původní moduly vykazovaly energii EPBT sedm let, což je doba, která je nižší o dva roky u modulů využívající recyklované buňky (metoda EPBT „Energy pay-back time“ definuje čas návratnosti energie nutné k výrobě fotovoltaického panelu, který následně sám elektrickou energii vyrábí). Nicméně, jak se snižuje tloušťka destiček, očekává se, že bude stále těžší získat zpět neporušené buňky. Dnes se klade hlavní důraz na obnovu křemíku jako suroviny, na obnovení samostatné čisté frakcerůzných kovů, skla a křemíku. Hlavním požadavkem této strategie je, že všechen obnovený křemík musí být dostatečně čistý pro další použití při výrobě destiček s nízkými náklady.
Hlavní důraz se dnes při recyklaci solárních panelů klade na obnovu křemíku
V současném procesu recyklace se všechny moduly – kompletní nebo drcené – tepelně zpracovávají. Další různé materiály jsou od sebe odděleny, například podle hustoty a proséváním. Křemíkové buňkové materiály jsou pak leptáním a sérií podobných procesů zpracovány tak, aby se odstranily vrstvy metalizace, antireflexní vrstvy a tak dále. Při odstraňování vrstvy metalizace se stříbro, obvykle se nacházející ve starších modulech, rozpustí v kyselinách a potom se sráží až konečně je separováno elektrolýzou. Modernější metalizace hliníkem má nižší obsah stříbra, ale výzkum naznačuje, že stříbro může i tady ještě být znovu ekonomicky využito. Po rozdrcení a leptání se silikonový materiál taví a tím se zpevní. Také hrany, vrcholy a dna ingotů se odříznou a recyklují se stejně.
Se zahájením pilotního recyklačního provozu v roce 2003 má nyní společnost vyvinutou vlastní techniku recyklace solárních PV materiálů se zvláštním zaměřením na technologie související s rozbitím buňky. Solární silikonové produkty jsou řezané z krystalů, ingotů nebo cihel, využity jsou i poškozené díly, protože jsou stále důležitým surovinovým zdrojem.
 |
Kapitoly článku
Související články
Komentáře ke článku