...

Jak zaprojektować moduł najlepiej nadający się do recyklingu DfR?

18 października 2021
Jak zaprojektować moduł najlepiej nadający się do recyklingu DfR?

Globalny wzrost wdrażania technologii czystej energii będzie nieuchronnie szedł w ślad za równoległym wzrostem produktów wycofanych z eksploatacji EOL (end-of-life). Zjawiska te niosą ze sobą zarówno wyzwania, jak i możliwości. Według szacunków, do 2050 roku pojawi się 78 milionów ton surowców zawartych w masie modułów fotowoltaicznych EOL wycofanych z eksploatacji.

Częściowo z powodu obaw, że przewidywany wzrost technologii czystej energii może zostać ograniczony przez dostępność surowców, znaczną uwagę w koncepcji gospodarki o obiegu zamkniętym zwrócono na recykling technologii dla EOL. Jednak fotowoltaika nie została zaprojektowana z myślą o EOL i stanowi wyzwanie dla odzyskiwania surowców z powrotem do użycia w nowych produktach poprzez recykling.

Międzynarodowa Agencja Energii (IEA) opublikowała raport zawierający wytyczne dla projektowania modułów fotowoltaicznych, z których po zakończeniu eksploatacji będzie możliwe zwiększenie ilości materiałów odzyskiwanych w celu ponownego użycia lub regeneracji.

Ogólne wytyczne DfR (Desing for Recycling)

  1. Wymagania dotyczące produktu, takie jak funkcjonalność, długowieczność, trwałość, niezawodność i koszt, mają kluczowe znaczenie; DfR powinien wspierać lub wzmacniać te aspekty, ale może skutkować kompromisami między zdolnością do recyklingu a wydajnością i kosztami produktu.
  2. Wybór i możliwość uwolnienia oddzielnych materiałów mają kluczowe znaczenie dla wyników DfR.
  3. Wyniki recyklingu można poprawić, minimalizując ilość materiałów niebezpiecznych
    w produktach lub całkowicie odzyskując te materiały za pomocą DfR.
  4. Minimalizacja materiałów trudnych do recyklingu i zarządzanie nimi może poprawić ogólną wydajność recyklingu.
  5. Minimalizacja nieodwracalnych klejów lub podobnych wiązań, zwłaszcza na całych powierzchniach i w przypadku materiałów niepodobnych, może ułatwić demontaż i uwolnienie materiału.
  6. Konstrukcja do demontażu może poprawić podatność na recykling.
  7. Szacowanie ulepszeń w zakresie recyklingu oraz skutków ekonomicznych
    i środowiskowych wynikających z DfR jest ważne dla ciągłego doskonalenia, identyfikacji
    i ważenia kompromisów oraz komunikowania wartości.
  8. Stosowanie etykiet do identyfikacji materiałów nadających się do recyklingu
    i nienadających się do recyklingu pomaga firmom recyklingowym klasyfikować surowce; Standaryzacja oznakowania jest ważna dla absorpcji i ponownego wykorzystania.
  9. Projektowanie produktów z wykorzystaniem materiałów pochodzących z recyklingu promuje produkcję w obiegu zamkniętym.

Specyficzne wytyczne DfR PV

  1. Trwała identyfikacja konstrukcji i składu modułu może umożliwić bezpieczniejsze
    i wydajniejsze procesy recyklingu.
  2. Skład warstwy spodniej ma szczególnie istotny wpływ na możliwość recyklingu.
  3. Wybór metalu może mieć znaczący wpływ na procesy recyklingu i koszty.
  4. Zminimalizowanie użycia lub użycie odwracalnych enkapsulantów może ułatwić demontaż modułów fotowoltaicznych.
  5. Zmniejszenie liczby i złożoności materiałów modułowych przedstawia kompromisy związane z recyklingiem i ekonomią.
  6. Zastosowanie różnych uszczelniaczy w ramie aluminiowej może umożliwić oddzielenie modułów bez uszkodzenia komponentów.

Technologie recyklingu modułów PV znajdują się wciąż na wczesnym etapie rozwoju. Zastosowanie  wytycznych DfR, jeśli zostaną przyjęte dzisiaj, może pomóc złagodzić jutrzejsze niedobory zasobów, obniżyć bariery i koszty recyklingu fotowoltaiki oraz umożliwić gospodarkę
o obiegu zamkniętym podczas transformacji energetycznej.

IEA PVPS – International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programe

Program Międzynarodowej Agencji Energii (IEA) Fotowoltaicznych Systemów Energetycznych (PVPS) jest jednym z porozumień o współpracy badawczo-rozwojowej ustanowionych w ramach IEA. Od jego powstania w 1993 roku uczestnicy PVPS prowadzili różne wspólne projekty w zakresie zastosowania fotowoltaicznej konwersji energii słonecznej na energię elektryczną.

32 członków PVPS to: Australia, Austria, Belgia, Kanada, Chile, Chiny, Dania, Energia Słoneczna Europa, Unia Europejska, Finlandia, Francja, Niemcy, Międzynarodowe Stowarzyszenie Miedzi, Izrael, Włochy, Japonia, Korea, Malezja, Meksyk, Maroko, Holandia, Norwegia, Portugalia, Solar Energy Industries Association (SEIA), Smart Electric Power Alliance (SEPA), RPA, Hiszpania, Szwecja, Szwajcaria, Tajlandia, Turcja, Stany Zjednoczone.

Źródło: https://iea-pvps.org/

Opracowanie: Mirosław Grabania