Информация

Солнечные батареи начинают превращаться в токсичный мусор

Солнечные батареи начинают превращаться в токсичный мусор


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Солнечные батареи становятся все более важным источником возобновляемой энергии, который будет играть важную роль в борьбе с изменением климата. Они также представляют собой сложные технологические элементы, которые в конце жизни превращаются в большие громоздкие куски электронного мусора, и сейчас у большей части мира нет плана, как с этим справиться.

Но нам нужно будет разработать его в ближайшее время, потому что появляются избыточные солнечные электронные отходы. К 2050 году Международное агентство по возобновляемым источникам энергии прогнозирует, что до 78 миллионов метрических тонн солнечных панелей будут исчерпаны, и что в мире будет ежегодно производиться около 6 миллионов метрических тонн новых солнечных электронных отходов. Хотя последнее число составляет небольшую долю от общего количества электронных отходов, производимых человечеством каждый год, стандартных методов утилизации электроники недостаточно для солнечных батарей. Восстановление наиболее ценных материалов, в том числе серебра и кремния, требует индивидуальных решений по переработке. И если мы не разработаем эти решения вместе с политиками, поддерживающими их широкое распространение, мы уже знаем, что произойдет.

«Если мы не будем принудительно осуществлять переработку, многие модули будут отправлены на свалки», - сказал исследователь солнечной энергии из Университета штата Аризона Мэн Тао, который недавно написал обзорную статью о переработке кремниевых солнечных панелей, которые составляют 95 процентов солнечного рынка.

Солнечные панели состоят из фотоэлементов, которые преобразуют солнечный свет в электричество. Когда эти панели отправляются на свалки, ценные ресурсы теряются. А поскольку солнечные панели содержат токсичные материалы, такие как свинец, которые могут вымываться при разрушении, свалки также создают новые опасности для окружающей среды.

Большинство производителей солнечной энергии заявляют, что их панели прослужат около 25 лет, и мир не начинал широко использовать солнечную энергию до начала 2000-х годов. В результате сегодня довольно небольшое количество солнечных батарей. По словам директора Яна Клинке, некоммерческая организация PV CYCLE, занимающаяся восстановлением и переработкой солнечных панелей, ежегодно собирает несколько тысяч тонн солнечных электронных отходов по всему Европейскому Союзу. Эта цифра включает солнечные панели, срок службы которых подошел к концу, а также те, которые были выведены из эксплуатации преждевременно из-за того, что они были повреждены во время шторма, имели какой-либо производственный дефект или были заменены на более новую модель и эффективный.

Когда сегодня солнечные батареи подходят к концу, их ждет несколько возможных судеб. Согласно законодательству ЕС производители должны обеспечить правильную переработку своих солнечных панелей. В Японии, Индии и Австралии требования по утилизации находятся в процессе. В Соединенных Штатах это Дикий Запад: за исключением закона штата в Вашингтоне, в США нет мандата на переработку солнечной энергии. Масштабы добровольной утилизации отходов, проводимой промышленностью, ограничены. «На данный момент мы почти уверены, что это около 10 процентов переработанных солнечных панелей», - сказал Сэм Вандерхоф, генеральный директор Recycle PV Solar, одной из немногих американских компаний, занимающихся переработкой фотоэлектрической энергии. Остальное, по его словам, отправляется на свалки или вывозится за границу для повторного использования в развивающихся странах со слабой защитой окружающей среды.

Даже когда происходит переработка, есть много возможностей для улучшения. Солнечная панель - это, по сути, электронный бутерброд. Наполнитель представляет собой тонкий слой ячеек кристаллического кремния, которые изолированы и защищены от элементов с обеих сторон полимерными и стеклянными листами. Все скреплено в алюминиевой раме. В задней части панели находится распределительная коробка с медной проводкой, которая направляет электричество по мере его генерации.

Ресайклеры часто снимают раму панели и ее распределительную коробку, чтобы восстановить алюминий и медь, затем измельчают остальную часть модуля, включая стекло, полимеры и кремниевые элементы, которые покрыты серебряным электродом и они спаяны оловом и свинцом. (Поскольку подавляющее большинство этой смеси по весу составляет стекло, полученный продукт считается загрязненным дробленым стеклом.) Тао и его коллеги подсчитали, что переработчик, разбирающий стандартную 60-элементную силиконовую панель, может получить около 3 долларов за восстановленный материал: алюминий, медь и стекло. Вандерхоф, тем временем, говорит, что стоимость переработки этой панели в США составляет от 12 до 25 долларов после транспортных расходов, которые «часто равны стоимости переработки». В то же время в штатах, где это разрешено, «мы думаем, что большая слепая зона в Соединенных Штатах для вторичной переработки заключается в том, что стоимость намного превышает выручку», - сказал Мэн. «Это соотношение порядка 10: 1».

Если бы наиболее ценные компоненты солнечной панели, а именно кремний и серебро, можно было бы эффективно разделить и очистить, это могло бы повысить рентабельность. Небольшое количество специализированных предприятий по переработке фотоэлектрических солнечных батарей пытается это сделать.

Компания Veolia, которая управляет единственным в мире заводом по переработке фотоэлектрического кремния в промышленных масштабах во Франции, измельчает и измельчает панели, а затем использует оптическую технику для восстановления кремния низкой чистоты. По словам Вандерхофа, Recycle PV Solar изначально использовала «процесс нагрева и шаровую мельницу», который позволял восстанавливать более 90 процентов материалов, присутствующих в панели, включая серебро и кремний низкой чистоты. Но недавно компания получила от своих европейских партнеров новое оборудование, которое, по его словам, может «извлекать более 95 процентов», при этом гораздо лучше разделяя извлеченные материалы.

Некоторые исследователи фотоэлектрических технологий хотят добиться большего. В другой недавней обзорной статье группа ученых из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии призывает к разработке новых процессов переработки, при которых все металлы и минералы восстанавливаются с высокой степенью чистоты, с целью сделать переработку наиболее экономичной. жизнеспособны и максимально полезны для окружающей среды. Как объясняет ведущий автор исследования Гарвин Хит, такие процессы могут включать использование тепла или химической обработки для отделения стекла от кремниевых ячеек с последующим применением других химических или электрических методов для отделения и очистки кремния и различных материалов. следы металлов.

«Мы просим о том, что мы называем интегрированной системой переработки ценных бумаг», - сказал Хит Grist. «Высокая ценность означает, что мы хотим извлечь из этих модулей все составляющие материалы, имеющие ценность. Интегрированный относится к процессу вторичной переработки, который может осуществляться после всех этих материалов и не должен передаваться от одного переработчика к другому ».

Помимо разработки более эффективных методов утилизации, солнечная промышленность должна подумать о том, как повторно использовать панели, когда это возможно, поскольку использованные солнечные панели, вероятно, будут иметь более высокую цену, чем содержащиеся в них металлы и минералы (и поскольку повторное использование обычно требует меньше энергии, чем переработка). Как и в случае с вторичной переработкой, ЕС находится в авангарде в этом отношении: в рамках своей программы круговой бизнес-модели для солнечной энергетики Европейская комиссия финансирует серию демонстрационных проектов, демонстрирующих, как их можно повторно использовать. солнечные панели на крыше и солнечные фермы, даже для питания станций зарядки электрических велосипедов в Берлине и жилых комплексов в Бельгии.

Recycle PV Solar также повторно сертифицирует и перепродает неповрежденные панели, которые она получает, что, по словам Вандерхуфа, помогает компенсировать затраты на переработку. Однако и он, и Тао обеспокоены тем, что несколько американских переработчиков продают подержанные солнечные панели с контролируемым качеством за рубежом в развивающиеся страны. «И в этих странах обычно нет правил в отношении электронных отходов», - сказал Тао. «В конце концов, вы перекладываете свои проблемы на бедную страну».

Для устойчивого роста отрасли по переработке солнечной энергии в конечном итоге потребуются поддерживающие меры и правила. Модель ЕС, согласно которой производители финансируют восстановление и переработку солнечных панелей, может быть хорошей подражанием Соединенным Штатам. Но прежде чем это произойдет, американские законодатели должны признать, что проблема существует и только растет, поэтому Вандерхоф тратит много времени на их обучение.

«Мы должны признать тот факт, что солнечные панели со временем выходят из строя, а их очень много», - сказал он. «А что мы делаем, когда они начинают терпеть неудачу? Неверно возлагать эту ответственность на потребителя, и это то, где мы сейчас находимся.


Видео: Солнечные панели в автодом и их типы. Контроллеры PWM и MPPT. Солнечная энергетика дома на колесах (May 2022).


Комментарии:

  1. Girflet

    ничего особенного

  2. Kevyn

    Разве вы не можете объяснить это более подробно?

  3. Lundie

    быстро ответили :)

  4. Gelban

    Большое спасибо, как я могу поблагодарить вас?

  5. JoJotaxe

    Я знаю, как действовать, написать в личном

  6. Octha

    Статья превосходна, предыдущая также очень ровная



Напишите сообщение