فرص إعادة تدوير الألواح الشمسية

المصدر: greenmatch.co.uk

شهدت صناعة الطاقة تغيرًا جذريًا وأصبح التحول التدريجي نحو مصادر الطاقة المتجددة أكثر من واضح. ومع ذلك ، لا يبقى كل ما يبدو مستدامًا على هذا النحو عند نهاية دورة حياته. على الأقل هذا هو القلق الأكثر شيوعًا فيما يتعلق بالألواح الشمسية الكهروضوئية. إنها مصدر مستدام للطاقة ، تعتمد فقط على الإشعاع الشمسي ، وقادرة على توصيل الكهرباء إلى منازلنا. ومع ذلك ، ماذا يحدث للألواح الشمسية عندما تفشل في الأداء بكفاءة؟ اكتشف رحلتهم من خلال عملية إعادة التدوير في الرسم البياني أدناه:

عمر الألواح الشمسية

كم من الوقت تدوم الألواح الشمسية؟ سؤال يفكر فيه معظم الناس عند التفكير في الألواح الشمسية. وفقًا للدراسات ، يبلغ متوسط ​​العمر المتوقع للألواح الشمسية حوالي 30 عامًا قبل إيقاف التشغيل.

خلال عمر الألواح الكهروضوئية ، قد يحدث انخفاض بنسبة 20 في المائة في سعة الطاقة. بين السنوات العشر إلى الاثنتي عشرة الأولى ، كان الحد الأقصى للنقص في الكفاءة هو 10 في المائة ، و 20 في المائة عند بلوغ 25 سنة. هذه الأرقام مضمونة من قبل غالبية الشركات المصنعة.

ومع ذلك ، تظهر التجربة أنه في الواقع ، تنخفض الكفاءة بنسبة تتراوح من 6 إلى 8 في المائة فقط بعد 25 عامًا. وبالتالي قد يكون عمر الألواح الشمسية أطول بكثير مما هو مذكور رسميًا. قد يصل عمر الألواح الكهروضوئية عالية الجودة إلى 30 إلى 40 عامًا ، وستظل تعمل بعد ذلك ، على الرغم من انخفاض الفعالية.

التخلص من الألواح الشمسية

من الناحية التنظيمية ، لا تزال نفايات الألواح الكهروضوئية تندرج تحت تصنيف النفايات العامة. يوجد استثناء وحيد على مستوى الاتحاد الأوروبي ، حيث يتم تعريف الألواح الكهروضوئية على أنها نفايات في توجيه نفايات المعدات الكهربائية والإلكترونية (WEEE). وبالتالي يتم تنظيم إدارة نفايات الألواح الكهروضوئية من خلال هذا التوجيه ، بالإضافة إلى الأطر القانونية الأخرى.

يلتزم مصنعو الخلايا الشمسية بالقانون لتوفير المتطلبات القانونية المحددة ومعايير إعادة التدوير من أجل التأكد من أن الألواح الشمسية لا تشكل عبئًا على البيئة. هذا هو الوقت الذي بدأت فيه تقنيات إعادة تدوير الألواح الشمسية في الظهور.

تعاون منتجو الخلايا الكهروضوئية مع المؤسسات الحكومية وتوصلوا إلى بعض الطرق لمعالجة النفايات الشمسية.

نفايات الألواح الشمسية

في الواقع ، إذا لم يتم تنفيذ عمليات إعادة التدوير ، فسيكون هناك 60 مليون طن من الألواح الكهروضوئية تهدر في مدافن النفايات بحلول عام 2050 ؛ نظرًا لأن جميع الخلايا الكهروضوئية تحتوي على كمية معينة من المواد السامة ، فإن ذلك سيصبح حقًا طريقة غير مستدامة للحصول على الطاقة.

هناك نوعان رئيسيان من الألواح الشمسية ، تتطلب أساليب إعادة تدوير مختلفة. كلا النوعين - القائم على السيليكون والأغشية الرقيقة - يمكن إعادة تدويرهما باستخدام عمليات صناعية متميزة. حاليًا ، تعد الألواح القائمة على السيليكون أكثر شيوعًا ، على الرغم من أن هذا لا يعني أنه لن تكون هناك قيمة كبيرة في مواد الخلايا القائمة على الأغشية الرقيقة.

أسفرت الدراسات البحثية التي أجريت حول موضوع إعادة تدوير الألواح الشمسية عن العديد من التقنيات. يصل بعضها إلى كفاءة إعادة تدوير مذهلة بلغت 96٪ ، لكن الهدف هو رفع مستوى أعلى في المستقبل.

إعادة تدوير الألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون

تبدأ عملية إعادة تدوير الألواح الكهروضوئية القائمة على السيليكون بتفكيك المنتج الفعلي لفصل أجزاء الألمنيوم والزجاج. يمكن إعادة استخدام كل الزجاج (95٪) تقريبًا ، بينما تُستخدم جميع الأجزاء المعدنية الخارجية لإعادة تشكيل إطارات الخلايا.

يتم معالجة المواد المتبقية عند 500 درجة مئوية في وحدة معالجة حرارية من أجل تسهيل الارتباط بين عناصر الخلية. بسبب الحرارة الشديدة ، يتبخر البلاستيك المغلف ، مما يجعل خلايا السيليكون جاهزة لمزيد من المعالجة. تضمن التكنولوجيا الداعمة عدم إهدار هذا البلاستيك ، وبالتالي يتم إعادة استخدامه كمصدر للحرارة لمزيد من المعالجة الحرارية.

بعد المعالجة الحرارية ، يتم فصل الأجهزة الخضراء ماديًا. يمكن إعادة استخدام 80٪ منها بسهولة ، بينما يتم تحسين الباقي بشكل أكبر. يتم حفر جزيئات السيليكون - التي تسمى الرقائق - بعيدًا باستخدام الحمض. يتم إذابة الرقائق المكسورة لاستخدامها مرة أخرى لتصنيع وحدات جديدة من السيليكون ، مما ينتج عنه معدل إعادة تدوير 85 ٪ من مادة السيليكون.

إعادة تدوير الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة

بالمقارنة ، تتم معالجة الألواح ذات الأغشية الرقيقة بشكل أكثر جذرية. الخطوة الأولى هي وضعها في آلة التقطيع. بعد ذلك ، تضمن مطرقة المطرقة أن جميع الجسيمات لا يزيد حجمها عن 4-5 مم ، وهو الحجم الذي يتكسر فيه التصفيح الذي يحافظ على المواد الداخلية معًا ، وبالتالي يمكن إزالتها. على عكس الألواح الكهروضوئية القائمة على السيليكون ، تتكون المادة المتبقية من كل من المواد الصلبة والسائلة. لفصلها ، يتم استخدام المسمار الدوار ، والذي يحافظ بشكل أساسي على الأجزاء الصلبة تدور داخل الأنبوب ، بينما يقطر السائل في الحاوية.

تمر السوائل بعملية ترسيب ونزح المياه لضمان نقائها. تمر المادة الناتجة من خلال معالجة المعادن لفصل مواد أشباه الموصلات المختلفة تمامًا. تعتمد الخطوة الأخيرة على التقنية الفعلية المستخدمة عند إنتاج الألواح ؛ ومع ذلك ، في المتوسط ​​، يتم إعادة استخدام 95٪ من مادة أشباه الموصلات.

تتلوث المواد الصلبة بما يسمى بالمواد البينية ، والتي تكون أخف في الكتلة ويمكن إزالتها من خلال سطح مهتز. أخيرًا ، تمر المادة بالشطف. ما تبقى هو زجاج نقي ، مما يوفر 90٪ من عناصر الزجاج لسهولة إعادة التصنيع.

الفوائد المستقبلية لإدارة النفايات الشمسية

الآن بعد أن علمنا أنه يمكن إعادة تدوير الألواح الشمسية ، فإن السؤال هو ما هي الفوائد الأخرى التي تجلبها للاقتصاد - إن وجدت. من الواضح أنه يجب إنشاء بنية تحتية مناسبة لإعادة تدوير الألواح الشمسية لإدارة الكميات الكبيرة من الوحدات الكهروضوئية التي سيتم التخلص منها في المستقبل القريب. بمجرد أن يتم ذلك ، سنشهد العديد من العوامل الإيجابية والفرص الجديدة داخل الاقتصاد.

لن يؤدي إعادة التدوير الكهروضوئي إلى خلق المزيد من فرص العمل الخضراء فحسب ، بل سيوفر أيضًا ما يقرب من 11 مليار جنيه إسترليني في القيمة القابلة للاسترداد بحلول عام 2050. وسيتيح هذا التدفق إمكانية إنتاج 2 مليار لوحة جديدة دون الحاجة إلى الاستثمار في المواد الخام. هذا يعني أنه ستكون هناك قدرة على إنتاج حوالي 630 جيجاوات من الطاقة فقط من إعادة استخدام المواد المستخدمة سابقًا.

بفضل الانخفاض المستمر في أسعار الطاقة الشمسية ، يختار المزيد والمزيد من الأسر والشركات الاستثمار في أنظمة الطاقة الشمسية. نتيجة لذلك ، ستظهر المزيد من الفرص الاقتصادية في قطاع إعادة تدوير الخلايا الشمسية.