De mogelijkheden van het recyclen van zonnepanelen

Bron: greenmatch.co.uk

De energiesector heeft een radicale verandering doorgemaakt en de geleidelijke verschuiving naar hernieuwbare energie is meer dan duidelijk. Toch blijft niet alles wat er duurzaam uitziet zo aan het einde van zijn levenscyclus. Dat is althans de meest voorkomende zorg met betrekking tot fotovoltaïsche (PV) zonnepanelen. Ze zijn een duurzame energiebron, alleen afhankelijk van zonnestraling en in staat om elektriciteit aan onze huizen te leveren. Maar wat gebeurt er met zonnepanelen als ze niet efficiënt presteren? Ontdek hun reis door het recyclingproces in de onderstaande infographic:

De levensduur van zonnepanelen

Hoe lang gaan zonnepanelen mee? Een vraag die de meeste mensen in gedachten hebben bij het overwegen van zonnepanelen. Volgens studies is de levensverwachting van zonnepanelen ongeveer 30 jaar vóór de ontmanteling.

Tijdens de levensduur van fotovoltaïsche panelen kan een afname van 20 procent in de vermogenscapaciteit optreden. Tussen de eerste 10 en 12 jaar is de maximale afname van de efficiëntie 10 procent en 20 procent bij het bereiken van 25 jaar. Deze cijfers worden gegarandeerd door de meeste fabrikanten.

Toch leert de ervaring dat de efficiëntie in werkelijkheid na 25 jaar met slechts 6 tot 8 procent daalt. De levensduur van zonnepanelen kan dus veel langer zijn dan officieel vermeld. De levensduur van hoogwaardige PV-panelen kan zelfs 30 tot 40 jaar bereiken en daarna nog steeds functioneel zijn, hoewel met afnemende efficiëntie.

Afvoer van zonnepanelen

Vanuit regelgevend oogpunt valt pv-paneelafval nog steeds onder de algemene afvalclassificatie. Er bestaat een enkele uitzondering op EU-niveau, waar PV-panelen in de richtlijn afgedankte elektrische en elektronische apparatuur (AEEA) worden gedefinieerd als e-afval. Het afvalbeheer van pv-panelen wordt dus door deze richtlijn geregeld, naast andere wettelijke kaders.

De fabrikanten van zonnecellen zijn wettelijk verplicht om te voldoen aan specifieke wettelijke eisen en recyclingnormen om ervoor te zorgen dat zonnepanelen geen belasting voor het milieu worden. Toen begonnen technologieën om zonnepanelen te recyclen in opkomst.

Fotovoltaïsche producenten werkten samen met overheidsinstellingen en hebben een paar manieren bedacht om zonne-afval aan te pakken.

Zonnepaneel Afval

Als er geen recyclingprocessen zouden worden ingevoerd, zou er tegen het jaar 2050 60 miljoen ton afval van PV-panelen op stortplaatsen liggen; aangezien alle PV-cellen een bepaalde hoeveelheid giftige stoffen bevatten, zou dat echt een niet-zo-duurzame manier worden om energie te winnen.

Er zijn twee hoofdtypen zonnepanelen, die verschillende recyclingbenaderingen vereisen. Beide typen - op basis van silicium en op basis van dunne film - kunnen worden gerecycled met behulp van verschillende industriële processen. Momenteel komen op silicium gebaseerde panelen vaker voor, hoewel dat niet betekent dat er geen grote waarde zou zijn in de materialen van op dunne film gebaseerde cellen.

Onderzoeken uitgevoerd op het gebied van het recyclen van zonnepanelen hebben geresulteerd in tal van technologieën. Sommigen van hen bereiken zelfs een verbazingwekkende recyclingefficiëntie van 96%, maar het doel is om de lat in de toekomst hoger te leggen.

Recycling van zonnepanelen op basis van silicium

Het recyclingproces van pv-panelen op basis van silicium begint met het demonteren van het eigenlijke product om aluminium en glazen onderdelen te scheiden. Bijna alle (95%) van het glas kan worden hergebruikt, terwijl alle externe metalen onderdelen worden gebruikt voor het opnieuw vormen van celframes.

De overige materialen worden behandeld bij 500°C in een thermische verwerkingseenheid om de binding tussen de celelementen te vergemakkelijken. Door de extreme hitte verdampt het inkapselende plastic, waardoor de siliciumcellen klaar zijn om verder verwerkt te worden. De ondersteunende technologie zorgt ervoor dat zelfs dit plastic niet wordt verspild, daarom wordt het hergebruikt als warmtebron voor verdere thermische verwerking.

Na de thermische behandeling wordt de groene hardware fysiek gescheiden. 80% hiervan kan gemakkelijk worden hergebruikt, terwijl de rest verder wordt verfijnd. Siliciumdeeltjes - wafers genoemd - worden weg geëtst met behulp van zuur. Gebroken wafers worden gesmolten om opnieuw te worden gebruikt voor de productie van nieuwe siliciummodules, wat resulteert in een recyclingpercentage van 85% van het siliciummateriaal.

Recycling van dunnefilms op basis van zonnepanelen

Ter vergelijking: panelen op basis van dunne film worden drastischer verwerkt. De eerste stap is om ze in een shredder te doen. Daarna zorgt een hamermolen ervoor dat alle deeltjes niet groter zijn dan 4-5mm, wat de grootte is waar het lamineren dat de binnenmaterialen bij elkaar houdt breekt en dus kan worden verwijderd. In tegenstelling tot pv-panelen op basis van silicium bestaat de resterende stof uit zowel vast als vloeibaar materiaal. Om deze te scheiden, wordt een roterende schroef gebruikt, die in feite de vaste delen in een buis laat draaien, terwijl de vloeistof in een container druppelt.

Vloeistoffen ondergaan een precipitatie- en ontwateringsproces om zuiverheid te garanderen. De resulterende stof gaat door metaalbewerking om de verschillende halfgeleidermaterialen volledig te scheiden. De laatste stap hangt af van de daadwerkelijke technologie die wordt gebruikt bij het produceren van de panelen; gemiddeld wordt echter 95% van het halfgeleidermateriaal hergebruikt.

Vaste stoffen zijn verontreinigd met zogenaamde tussenlaagmaterialen, die lichter van massa zijn en via een trillend oppervlak kunnen worden verwijderd. Tot slot wordt het materiaal gespoeld. Wat achterblijft is puur glas, waardoor 90% van de glaselementen wordt bespaard voor eenvoudige herproductie.

De toekomstige voordelen van het beheer van zonneafval

Nu we weten dat zonnepanelen kunnen worden gerecycled, is de vraag welke andere voordelen het voor de economie oplevert - indien aanwezig. Uiteraard zal er een goede zonnepaneelrecyclinginfrastructuur moeten worden opgezet om de grote hoeveelheden PV-modules te beheren die in de nabije toekomst zullen worden verwijderd. Zodra dat op zijn plaats is, zullen we getuige zijn van verschillende positieve factoren en nieuwe kansen binnen de economie.

Pv-recycling zal niet alleen meer groene banen creëren, maar ook ongeveer £ 11 miljard aan realiseerbare waarde tegen 2050. Deze toestroom maakt het mogelijk om 2 miljard nieuwe panelen te produceren zonder te hoeven investeren in grondstoffen. Dit betekent dat er een capaciteit zal zijn om ongeveer 630 GW aan energie te produceren, alleen al door hergebruik van eerder gebruikte materialen.

Dankzij de constante daling van de prijzen van zonne-energie kiezen steeds meer huishoudens en bedrijven ervoor om te investeren in zonne-energiesystemen. Hierdoor zullen er nog meer economische kansen ontstaan in de recyclingsector van zonnecellen.