Megvan a kulcs a napelemek újrahasznosításához

A napelemes rendszerek globális térhódításával párhuzamosan megjelentek azok a hangok is, melyek aggódtak a cellákhoz felhasznált anyagok és a rendszerek újrahasznosíthatóságával kapcsolatban. A legnagyobb problémát az amúgy sérülékeny áramtermelő réteg "fölé és alá" kerülő tartós szigetelő anyagok elválasztása jelentette. Eddig.

A hagyományos napelemtábla meglehetősen összetett módok készül, és az a szempont - legalább is eddig - nem volt még fontos, hogy az egymásra kerülő anyagok bontható kötésben kerüljenek a "szendvicsbe". A panelek legfontosabb és legértékesebb része - teljesítménytől függetlenül - a rendszerint szilícium alapú napelemcella. Ezeket sorba rendezve, vékony rézszállal forrasztják össze, majd az így készült összefüggő anyagot alulról és felülről is vékony fényáteresztő ragasztórétegbe ágyazzák be, hogy a sérülékenységük minimálisra csökkenthető legyen. E cellák fölé kerül egy strapabíró, ütés és kopásálló, átlátszó biztonsági üveglap (üveg-manyag keverék); alá pedig egy fényvisszaverő réteg.

A gazdaság és az üzleti élet legfrissebb hírei az Economx.hu hírlevelében.

Kapcsolódó

A "szendvicset" legalább a szélein, rendszerint valamilyen szigetelő-ragasztórétegbe is bemártják, hogy a konstrukció ne ázhasson be (illetve hogy a csatlakozási pontok is vízhatlanok maradjanak), s ezt keretezi az az alumínium sín, amivel a telepítéskor a napelemtáblát a konzolokra rögzítik.

Mikorra lesz belőlük szemét?

Ebben a gyártási sémában több ponton is előfordulhat, hogy termelésre felhasználhatatlan selejt keletkezik, de a legnagyobb mennyiségben hulladék akkor "termelődik", amikor a modulok áramtermelési életciklusa lejár, és az adott a napelemes rendszereket újabbra cserélik. Ám ez utóbbi probléma valójában még csak távlati, mivel a gyártáshibás mennyiségeken túl alig van feldlgozásra váró napelemes panelmennyiség. Ennek oka egyszerű: ezek a rendszerek 25-30 évig is jó hatékonysággal eldolgoznak, és még nincs elég kiöregedett panel.

A gyártók többsége ma már garantálja, hogy a telepítéstől számított első 10 évben a termelési hatékonyság csökkenése 10 százalék alatti szinten marad, és ez majd a 25. évre sem haladja meg a 20 százalékot. Mivel a legtöbb fotovoltaikus rendszert 2010 után telepítették a világban, az újrahasznosítás kérdése a 2030-as évekre fog megérni.

Az alábbi interaktív térképen az látható, hogy a világ mely országaiban termelik a legtöbb napelemes hulladékot:

Forrás: GreenMatch

EU: irányelv és hulladékszabályozás

A panelek hulladékként való feldolgozása manapság rendszerint úgy zajlik, hogy az általános hulladékfeldolgozók közt is van, aki a kábelezést és/vagy az alumínium keretek lebontását elvégzi. Az igazi értéket jelentő "szendvics" azonban csak tárolódik, mivel az elemekre bonthatóságára, a szilícum újraönthető tisztaságú visszanyerése nincs elterjedt megoldás.

A polimerek feldolgozása még csak-csak megy, de a ritka fémek (mint a szilícium, az ezüst, de a réz is), illetve a veszélyes, ugyanakkor meglehetősen értékes anyagok (mint a szelén, az ólom, a gallium vagy a kadmium) visszanyerése már komoly fejlesztést, kutatásokat igénylő feladat. Ez utóbbira fókuszáló, speciális pv-bontók és újrahasznosító üzemek gondolata egyelőre inkább a tudósokat foglalkoztatja, de abból kiindulva, hogy a különböző szakipari becslések 2050-re 60-78 millió tonna ilyen hulladékot prognosztizálnak, a megfelelő módszer alkalmazása a kezelésben rejlő üzleti potenciált is megcsillantja.

Mindehhez a legjobb út az egységes szabályozáson át vezet. Szerencsére az Európai Unióban ezen már túl vagyunk, mivel a napelemek ártalmatlanítására vonatkozóan létezik uniós irányelv (WEEE), ráadásul már több mint egy évtizede működik a PvCycle is. A non-profit szervezet kollektív megoldásokat kínál világszerte a jogszabályi keretek kidolgozásától a megfelelési protokollok testre szabásán át a módszertan és a költségek meghatározásáig.

Már évekkel ezelőtt sikerült egy olyan, főként pirózisra épített módszert kidolgozniuk, amivel az újrahasznosítási hatékonyság ígéretét 90 százalék felett tudnák tartani. De a világban vannak már gyakorlati kezdeményezések is a napelemes újrahasznosítási piac fejlesztésére; ilyen például a Veoliájé vagy a Recycle PV-jé is.

Kína: empírikus kutatások

Ebben a körbe léptek be kínai kutatók a napokban bejelentett úttörő megoldásukkal - írta meg a PV Magazine. A felfedezés lényege, hogy sikerrel használtak ultrahangos besugárzást a szendvicsrétegek vegyszeres szétválasztásának fokozásához. A Kelet-Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem tudósainak új eljárása során olyan új eljárást fejlesztettek ki, amely alapjaiban képes lehet az egész napelemes újrahasznosítási kérdéskör átértékelésére.

A kutatók fogták a hagyományos kínai napelempanelt - jelesül a 2002 óta paneleket gyártó Shenzhen Hong Liang Optoelectronics egyik tábláját -, és a modulról vegyes oldószeres eljárás mellé ultrahangos sugárzás "bevetésével" próbálkoztak. A megoldást leegyszerűsítve úgy lehetne talán a leginkább érthetően elmagyarázni, hogy a kínaiak egy rezgő dobos mosógépben mosták át a napelempanelt, amiben azt figyelték, hogy egy-egy adott hőmérsékleten, mosószerkoncentrációval és rezgetési frekvenciával javul vagy nem javul a rétegek szétválási hajlandósága.

Arról az eredeti, már publikált kutatási anyag sem szól, hogy a kísérletezés mennyi ideje zajlott, de végül azt az eredményt hozta, hogy a 720 W ultrahangos teljesítményen, 28 KHz-es frekvencián működő tisztító 50 Celsius-fokon és 50 százalékos oldószer koncentráció mellett, 4 óra alatt sikeresen elvégezte a feladatot. Ami az oldószert illeti: a legegyszerűbb aromás alkoholt, a benzil-alkoholt és metil-etil-ketont (vagyis: butanont) kombinálták.

Nem lesz turbinatemető

A megújuló energiatermelők másik nagy csoportja, a szélerőműveké is hasonló problémákkal szembesült. Mint azt azonban a Napi.hu februárban megjelent cikkében tisztázta: a hiedelmekkel ellentétben van már működőkész megoldás arra, hogy ha öt év múlva az európai szélerőművek első nagy generációját leszerelik, a több mint 14 ezer öreg turbinalapát se a szeméttelepre vagy a földbe ásott gödörbe kerüljön. Miközben az oldószeres "szétválogatás" (szolvolízis), és a hőbontásos technológiák (pirolízis) alkalmazási lehetőségeit is kutatják, jeleleg az tűnik a szélturbina lapátok legjobb reciklálási megoldásának, ha a cementipar használja fel a meglehetősen bonyolult anyagot. Kiderült ugyanis, hogy a cement alkotóelemeinek zömét érdemes lenne erre cserélni (vagy ezekkel az anyagokkal kiegészíteni) mert az így készült cement jobb tulajdonságú és kevesebb károsanyag kibocsátással készülhet.