Die Chancen des Recyclings von Solarmodulen

Quelle: greenmatch.co.uk

Die Energiewirtschaft erlebt einen radikalen Wandel und der allmähliche Wandel hin zu erneuerbaren Energien ist mehr als offensichtlich. Doch nicht alles, was nachhaltig aussieht, bleibt auch am Ende seines Lebenszyklus so. Zumindest ist dies die häufigste Sorge bei Photovoltaik (PV)-Solarmodulen. Sie sind eine nachhaltige Energiequelle, die nur von der Sonneneinstrahlung abhängig ist und in der Lage ist, unsere Häuser mit Strom zu versorgen. Was passiert jedoch mit Sonnenkollektoren, wenn sie nicht effizient funktionieren?Erkunden Sie ihren Weg durch den Recyclingprozess in der folgenden Infografik:

Die Lebensdauer von Sonnenkollektoren

Wie lange halten Sonnenkollektoren? Eine Frage, die die meisten Menschen im Sinn haben, wenn sie über Sonnenkollektoren nachdenken. Studien zufolge beträgt die Lebenserwartung von Sonnenkollektoren bis zur Außerbetriebnahme etwa 30 Jahre.

Während der Lebensdauer von Photovoltaikmodulen kann es zu einer Verringerung der Leistungskapazität um 20 Prozent kommen. Zwischen den ersten 10 bis 12 Jahren beträgt der maximale Effizienzverlust 10 Prozent und 20 Prozent im Alter von 25 Jahren. Diese Zahlen werden von den meisten Herstellern garantiert.

Die Erfahrung zeigt jedoch, dass der Wirkungsgrad in der Realität nach 25 Jahren lediglich um 6 bis 8 Prozent sinkt. Die Lebensdauer von Sonnenkollektoren kann daher viel länger sein als offiziell angegeben. Die Lebensdauer hochwertiger PV-Module kann sogar 30 bis 40 Jahre erreichen und danach noch funktionsfähig sein, wenn auch mit abnehmender Wirksamkeit.

Entsorgung von Solarmodulen

Aus regulatorischer Sicht fällt der Abfall von PV-Modulen nach wie vor unter die allgemeine Abfallklassifizierung. Eine einzige Ausnahme besteht auf EU-Ebene, wo PV-Module als Abfall der Richtlinie über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (WEEE) definiert sind. Die Entsorgung von PV-Modulen wird daher zusätzlich zu anderen rechtlichen Rahmenbedingungen durch diese Richtlinie geregelt.

Die Hersteller von Solarzellen sind gesetzlich verpflichtet, bestimmte gesetzliche Anforderungen und Recyclingstandards zu erfüllen, um sicherzustellen, dass Solarmodule die Umwelt nicht belasten. Zu diesem Zeitpunkt begannen Technologien zum Recycling von Sonnenkollektoren auf den Markt zu kommen.

Photovoltaikproduzenten haben mit Regierungsinstitutionen zusammengearbeitet und einige Möglichkeiten entwickelt, um Solarmüll zu bekämpfen.

Abfall von Solarmodulen

Tatsächlich würden bis zum Jahr 2050 60 Millionen Tonnen PV-Module auf Deponien verschwendet, wenn keine Recyclingprozesse eingeführt würden; Da alle PV-Zellen eine gewisse Menge an toxischen Substanzen enthalten, wäre dies wirklich eine nicht ganz so nachhaltige Art der Energiegewinnung.

Es gibt zwei Haupttypen von Sonnenkollektoren, die unterschiedliche Recyclingansätze erfordern. Beide Typen – auf Siliziumbasis und auf Dünnschichtbasis – können mit unterschiedlichen industriellen Prozessen recycelt werden. Derzeit sind siliziumbasierte Panels üblicher, was jedoch nicht bedeutet, dass die Materialien für dünnschichtbasierte Zellen nicht von großem Wert wären.

Forschungsstudien zum Thema Recycling von Solarmodulen haben zu zahlreichen Technologien geführt. Einige von ihnen erreichen sogar eine erstaunliche Recyclingeffizienz von 96 %, aber das Ziel ist es, die Messlatte in Zukunft noch höher zu legen.

Recycling von Solarmodulen auf Siliziumbasis

Der Recyclingprozess von siliziumbasierten PV-Modulen beginnt mit der Demontage des eigentlichen Produkts, um Aluminium- und Glasteile zu trennen. Fast das gesamte Glas (95%) kann wiederverwendet werden, während alle äußeren Metallteile zum Umformen von Zellenrahmen verwendet werden.

Die Restmaterialien werden bei 500°C in einer Thermoprozessanlage behandelt, um die Bindung zwischen den Zellelementen zu erleichtern. Durch die extreme Hitze verdampft der umhüllende Kunststoff und die Siliziumzellen können weiterverarbeitet werden. Die unterstützende Technologie sorgt dafür, dass nicht einmal dieser Kunststoff verschwendet wird, sondern als Wärmequelle für die weitere thermische Verarbeitung wiederverwendet wird.

Nach der thermischen Behandlung wird die grüne Hardware physisch getrennt. 80 % davon können ohne weiteres wiederverwendet werden, während der Rest weiter veredelt wird. Siliziumpartikel – sogenannte Wafer – werden mit Säure weggeätzt. Zerbrochene Wafer werden geschmolzen, um wieder für die Herstellung neuer Siliziummodule verwendet zu werden, was zu einer Recyclingrate von 85 % des Siliziummaterials führt.

Recycling von Solarmodulen auf Dünnschichtbasis

Im Vergleich dazu werden dünnschichtbasierte Platten drastischer verarbeitet. Der erste Schritt besteht darin, sie in einen Aktenvernichter zu geben. Danach stellt eine Hammermühle sicher, dass alle Partikel nicht größer als 4-5 mm sind, das ist die Größe, bei der die Laminierung, die die Innenmaterialien zusammenhält, bricht und daher entfernt werden kann. Im Gegensatz zu siliziumbasierten PV-Modulen besteht die restliche Substanz sowohl aus festem als auch aus flüssigem Material. Um diese zu trennen, wird eine rotierende Schnecke verwendet, die im Wesentlichen die festen Teile in einem Rohr in Rotation hält, während die Flüssigkeit in einen Behälter tropft.

Flüssigkeiten durchlaufen einen Fällungs- und Entwässerungsprozess, um die Reinheit zu gewährleisten. Die resultierende Substanz durchläuft eine Metallverarbeitung, um die verschiedenen Halbleitermaterialien vollständig zu trennen. Der letztere Schritt hängt von der tatsächlichen Technologie ab, die bei der Herstellung der Platten verwendet wird; jedoch werden im Durchschnitt 95 % des Halbleitermaterials wiederverwendet.

Feststoffe werden mit sogenannten Zwischenschichtmaterialien verunreinigt, die leichter sind und durch eine vibrierende Oberfläche entfernt werden können. Schließlich wird das Material gespült. Zurück bleibt reines Glas, das 90% der Glaselemente einspart und eine einfache Wiederaufbereitung ermöglicht.

Die zukünftigen Vorteile der solaren Abfallwirtschaft

Jetzt, da wir wissen, dass Sonnenkollektoren recycelt werden können, stellt sich die Frage, welche weiteren Vorteile sie der Wirtschaft bringen – wenn überhaupt. Natürlich muss eine geeignete Infrastruktur für das Recycling von Solarmodulen geschaffen werden, um die großen Mengen an PV-Modulen zu bewältigen, die in naher Zukunft entsorgt werden. Sobald dies in Kraft ist, werden wir mehrere positive Faktoren und neue Chancen in der Wirtschaft erleben.

PV-Recycling wird nicht nur mehr grüne Arbeitsplätze schaffen, sondern bis 2050 auch einen erzielbaren Wert von etwa 11 Milliarden £. Dieser Zustrom wird es ermöglichen, 2 Milliarden neue Module herzustellen, ohne in Rohstoffe investieren zu müssen. Damit ergibt sich die Kapazität, allein aus der Wiederverwendung von Altmaterialien rund 630 GW Energie zu erzeugen.

Dank stetig sinkender Preise für Solarenergie entscheiden sich immer mehr Haushalte und Unternehmen für eine Investition in Solarstromanlagen. Dadurch ergeben sich noch mehr wirtschaftliche Chancen im Bereich Solarzellenrecycling.