Tái chế pin năng lượng mặt trời quy trình thế nào?

Ngành kinh doanh năng lượng đang trải qua quá trình chuyển đổi sâu sắc, với xu hướng rõ ràng là hướng tới các nguồn năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, không phải mọi thứ dường như bền vững vẫn như vậy khi kết thúc vòng đời của nó. Ít nhất, đó là mối quan tâm phổ biến nhất khi nói đến các tấm pin mặt trời quang điện (PV). Chúng là nguồn năng lượng tái tạo chỉ chạy bằng bức xạ mặt trời và có thể cung cấp điện cho nơi ở của chúng ta. Tuy nhiên, điều gì xảy ra khi các tấm pin mặt trời không hoạt động hiệu quả? Với thông tin dưới đây, bạn có thể theo dõi chuyến đi của họ thông qua quy trình tái chế:

Độ bền của tấm pin mặt trời

Tuổi thọ của các tấm pin mặt trời là gì? Trong khi xem xét các tấm pin mặt trời, hầu hết mọi người đều có câu hỏi này trong đầu. Theo nghiên cứu, các tấm pin mặt trời có tuổi thọ khoảng 30 năm trước khi ngừng hoạt động.

Công suất điện giảm 20% có thể xảy ra trong suốt vòng đời của các tấm pin mặt trời. Mức giảm hiệu suất cao nhất là 10% trong vòng 10 đến 12 năm đầu tiên và 20% sau 25 năm. Phần lớn các nhà sản xuất đảm bảo những thống kê này.

Tuy nhiên, lịch sử cho thấy rằng sau 25 năm, hiệu quả chỉ giảm từ 6 đến 8%. Do đó, tuổi thọ của các tấm pin mặt trời có thể dài hơn đáng kể so với chỉ định chính thức. Các tấm PV chất lượng cao có tuổi thọ từ 30 đến 40 năm và vẫn hoạt động lâu hơn thế nhưng hiệu quả giảm dần.

Xử lý tấm thu năng lượng mặt trời

Từ quan điểm pháp lý, rác tấm pin mặt trời vẫn được phân loại là rác thông thường. Ở cấp độ EU, các tấm pin mặt trời được phân loại là chất thải điện tử theo Chỉ thị về thiết bị điện và điện tử thải (WEEE). Quy định này, cùng với các khung pháp lý khác, chi phối việc xử lý chất thải của bảng điều khiển quang điện.

Các nhà sản xuất pin mặt trời được pháp luật yêu cầu phải đáp ứng các tiêu chí pháp lý và tiêu chuẩn tái chế cụ thể để đảm bảo rằng các tấm pin mặt trời không trở thành gánh nặng môi trường. Đó là khi công nghệ tái chế các tấm pin mặt trời bắt đầu xuất hiện.

Các nhà sản xuất quang điện hợp tác với các cơ quan chính phủ để phát triển một số giải pháp cho chất thải năng lượng mặt trời.

Chất thải từ các tấm pin mặt trời

Trên thực tế, nếu các hệ thống tái chế không được triển khai, sẽ có 60 triệu tấn rác của tấm pin mặt trời tại các bãi chôn lấp vào năm 2050; bởi vì tất cả các tế bào quang điện bao gồm một lượng hợp chất có hại nhất định, điều này thực sự sẽ trở thành một cách thu năng lượng không bền vững.

Kiểm tra bản đồ tương tác bên dưới để xem quốc gia nào tạo ra nhiều chất thải pin mặt trời nhất:

Do đó, giả định phổ biến rằng các tấm pin mặt trời không thể tái chế là một điều hư cấu. Tuy nhiên, đây là một phương pháp sẽ cần thời gian để được triển khai rộng rãi và sẽ cần nhiều nghiên cứu hơn để nhận ra tiềm năng đầy đủ của nó trong việc tái chế hiệu quả tất cả các thành phần của bảng điều khiển năng lượng mặt trời. Do đó, điều quan trọng là các bộ phận thiết kế và tái chế phải phối hợp chặt chẽ với nhau để đảm bảo rằng việc tái chế được thực hiện nhờ các thiết kế thân thiện với môi trường.

Phương pháp tái chế tấm pin mặt trời

Có hai loại tấm pin mặt trời, mỗi loại có yêu cầu tái chế riêng. Cả hai loại, silicon và màng mỏng, đều có thể được tái chế bằng các kỹ thuật công nghiệp khác nhau. Hiện tại, các tấm dựa trên silicon phổ biến hơn, nhưng điều đó không loại trừ khả năng có giá trị đáng kể trong các vật liệu tế bào dựa trên màng mỏng.

Một số công nghệ đã phát triển từ các nghiên cứu về vấn đề tái chế các tấm pin mặt trời. Một số trong số chúng đạt được hiệu suất tái chế 96% đáng kinh ngạc, nhưng mục tiêu là cải thiện tiêu chuẩn trong tương lai.

Tái chế các tấm pin mặt trời dựa trên silicon

Quá trình tái chế các tấm PV dựa trên silicon bắt đầu bằng việc phân hủy sản phẩm để tách các thành phần nhôm và kính. Hầu như tất cả thủy tinh (95%) có thể được tái sử dụng và tất cả các thành phần kim loại bên ngoài được sử dụng để đúc lại khung ô. Các thành phần còn lại được làm nóng đến 500°C trong máy xử lý nhiệt để tạo điều kiện liên kết các thành phần tế bào. Nhựa bao quanh bốc hơi do nhiệt độ cao, để lại các tế bào silicon có sẵn để xử lý thêm. Vì công nghệ hỗ trợ đảm bảo rằng không có chất dẻo nào bị thất thoát nên nó được sử dụng làm nguồn nhiệt cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.

Phần cứng màu xanh lá cây được tách ra sau khi xử lý nhiệt. 80% trong số này có thể được tái sử dụng, phần còn lại sẽ được phát triển thêm. Axit được sử dụng để ăn mòn các hạt silicon được gọi là tấm wafer. Các tấm wafer bị hỏng được nấu chảy và tái sử dụng để tạo ra các mô-đun silicon mới, dẫn đến tỷ lệ tái chế vật liệu silicon là 85%.

Tái chế tấm pin mặt trời màng mỏng

Mặt khác, các tấm màng mỏng được xử lý tích cực hơn. Bước đầu tiên là cắt nhỏ chúng bằng máy hủy tài liệu. Sau đó, một máy nghiền búa được sử dụng để xác minh rằng tất cả các hạt không lớn hơn 4-5mm, đây là kích thước mà lớp màng giữ các bộ phận bên trong lại với nhau bị đứt gãy và do đó có thể được loại bỏ. Trái ngược với các tấm PV dựa trên silicon, chất còn lại được tạo thành từ cả thành phần rắn và lỏng. Một vít quay được sử dụng để tách chúng ra, giúp giữ cho các mảnh rắn di chuyển bên trong ống một cách hiệu quả trong khi chất lỏng rơi vào bình chứa.

Để đảm bảo độ tinh khiết, chất lỏng trải qua quá trình kết tủa và khử nước. Hợp chất thu được được xử lý kim loại để tách triệt để các thành phần bán dẫn khác nhau. Giai đoạn sau phụ thuộc vào kỹ thuật được sử dụng để sản xuất các tấm; tuy nhiên, trung bình 95% vật liệu bán dẫn được tái sử dụng.

Vật liệu lớp xen kẽ, có khối lượng nhẹ hơn và có thể bị loại bỏ thông qua bề mặt rung, gây ô nhiễm chất rắn. Sau đó, vật liệu được rửa sạch. Phần còn lại là thủy tinh nguyên chất, với 90% thành phần thủy tinh được tiết kiệm để dễ dàng tái sản xuất.

Lợi thế tiềm năng quản lý chất thải năng lượng mặt trời

Bây giờ chúng ta đã biết các tấm pin mặt trời có thể được tái chế, vấn đề là chúng mang lại những lợi ích kinh tế bổ sung nào, nếu có. Để quản lý số lượng lớn các mô-đun PV sẽ bị thải bỏ trong tương lai gần, rõ ràng cần phải xây dựng một cơ sở hạ tầng tái chế tấm pin mặt trời mạnh mẽ. Một khi nó đã sẵn sàng, chúng ta sẽ thấy một số điều tốt đẹp và cơ hội mới trong nền kinh tế.

Tái chế PV sẽ không chỉ mang lại các khả năng việc làm xanh mới mà còn tạo ra khoảng 11 tỷ bảng Anh giá trị có thể thu hồi vào năm 2050. Dòng tiền này sẽ cho phép sản xuất thêm 2 tỷ tấm pin mà không cần đầu tư nguyên liệu thô. Điều này cho thấy rằng việc tái sử dụng các vật liệu đã sử dụng trước đây sẽ có khả năng sản xuất khoảng 630 GW điện.

Khi chi phí năng lượng mặt trời tiếp tục giảm, ngày càng có nhiều gia đình và công ty lựa chọn đầu tư vào hệ thống năng lượng mặt trời. Do đó, sẽ có nhiều triển vọng kinh tế hơn nữa trong ngành kinh doanh tái chế pin mặt trời.

Nguồn: greenmatch.vco.uk (*)

Bài viết gia đình có thể tham khảo thêm:

Tại sao gia đình bạn nên lắp điện mặt trời năm 2023
Bản chất dòng điện trong kim loại là gì?
Nên lắp khung đỡ tấm thu điện mặt trời mái cao hay thấp