Wyzwanie

W Niemczech wiele instalacji fotowoltaicznych pochodzi z lat 2009–2011, co oznacza, że wkrótce rozpocznie się masowa wymiana paneli. Standardowa utylizacja modułów PV generuje odpady szkła, tworzyw sztucznych i krzemu, a produkcja nowych ogniw krzemowych jest energochłonna i emisyjna.

Opis działania

Niemiecki Instytut Fraunhofera opracował ogniwa fotowoltaiczne z krystalicznego krzemu pozyskanego ze zużytych paneli słonecznych. W Niemczech większość instalacji PV pochodzi z lat 2009–2011, więc już niedługo konieczna będzie wymiana paneli i utylizacja starych modułów.

Proces odzyskiwania krzemu obejmuje mielenie paneli na cząstki <1 mm, sortowanie szkła i plastiku oraz chemiczne oczyszczanie krzemu z zanieczyszczeń, warstwy antyrefleksyjnej i emiterów. Oczyszczony materiał przetwarza się następnie na wlewki monokrystaliczne lub quasi-monokrystaliczne, a potem na ogniwa fotowoltaiczne.

Nowe panele wykonane z recyklingowanego krzemu osiągnęły wydajność 19,7%, przy czym najnowocześniejsze ogniwa sięgają maks. 22,2%, co pokazuje, że materiał pochodzący z recyklingu jest już bliski parametrów pierwotnego surowca.

Efekty

Nowe ogniwa PV z recyklingowanego krzemu osiągają wydajność 19,7%, a najnowocześniejsze nawet 22,2%, porównywalną z materiałem pierwotnym.
Redukcja ilości odpadów powstałych przy utylizacji starych paneli PV.
Oszczędność energii i zasobów pierwotnych w produkcji nowych ogniw.
Pokazanie, że recykling materiałów wysokiej jakości w sektorze energii odnawialnej jest możliwy i skalowalny.

Innowacyjność

Innowacyjność praktyki polega na zamknięciu obiegu krzemu w branży fotowoltaicznej, dzięki chemicznemu oczyszczeniu materiału z paneli zużytych i przetworzeniu go na nowe ogniwa PV. Rozwiązanie pozwala utrzymać wysoką wydajność technologii przy znacznie mniejszym wpływie na środowisko i zużyciu surowców pierwotnych.

Kluczowe wnioski

Recykling krzemu z paneli PV jest możliwy przy zachowaniu wysokiej wydajności nowych ogniw.
Zamknięcie obiegu materiałów w fotowoltaice ogranicza odpady i zmniejsza zapotrzebowanie na pierwotny krzem.
Integracja innowacyjnych technologii recyklingu w sektorze energii odnawialnej jest kluczowa dla zrównoważonego rozwoju i transformacji energetycznej.