Wat gebeur met 'n sonkrag-PV-module ná sy verwagte 25-jaar bedryfslewe? Met ongeveer 2 TW se dak- en nutsskaal FV wat reeds wêreldwyd ontplooi is, en 'n groot aantal van hulle wat afgetree word voordat hulle vir 15 jaar in werking is, groei die hoeveelheid FV-modules wat weggegooi word elke jaar. Aangesien FV-modules by die dag goedkoper word, en met die voortdurende verbetering in FV-module-doeltreffendheid, begin baie FV-kragsentrales op nutskaal herkrag word selfs voordat hulle hul verwagte 25 jaar van bedryf bereik. Baie van hierdie modules presteer steeds goed. Kan hulle vir 'n tweede lewe ontplooi word om vir nog 'n paar jaar sonkrag te voorsien?
'n FV-stelsel gebou met hergebruikte panele
Beeld: Ricardo Ruther/ISES
Die Internasionale Energieagentskap (IEA) het in 2020 voorspel dat die globale kumulatiewe geïnstalleerde kapasiteit van fotovoltaïese 1 TWp teen 2025 sal oorskry (PVPS TASK, 2020). Voor die einde van 2024 sal hierdie syfer egter verdubbel het tot meer as 2 TW. Onlangse energieproduksievoorspellings dui daarop dat 'n groot toename nodig is, met 'n teiken van 75 TW se globale FV-kapasiteit teen 2050 om globale temperatuurstyging tot 1.5 C te beperk en die impak van klimaatsverandering te versag.
Dit word algemeen erken dat fotovoltaïese sonkrag (saam met grootskaalse aanlandwind) die mees volhoubare en goedkoopste energieomskakelingstegnologie is. Wêreldwye sonkragontplooiing moet ongeveer 40 keer groter word as vandag om die wêreld ten volle te ontkoolstof. Dit sal in die jaar 2042 bereik word as die huidige groeikoers van 20% per jaar voortduur.
Die groei van PV-opwekking op 'n globale skaal sal onvermydelik lei tot 'n aansienlike hoeveelheid vermorsing van PV-modules in die toekoms. Aan die ander kant vermy sonkrag-PV die vrystelling van koolstofdioksied. Elke kg sonpaneel genereer ongeveer 0.9 MWh oor sy leeftyd, wat dit moontlik maak om ongeveer 900 kg koolstofdioksied uit steenkoolverbranding te vermy – 'n verhouding van 900:1. Hierdie berekening veronderstel toekomstige FV-modulemassa van 25 W/kg (raamwerk uitgesluit), 'n kapasiteitsfaktor van 16%, en moduleleeftyd van 25 jaar.
As ons aanneem dat 10 biljoen mense 100 TW sonkrag-PV (10 kW elk) benodig vir globale ontkarbonisering, dan sal 400 W/persoon sonkragmodules elke jaar aftree. Dit kom neer op 16 kg sonkragmodule-afval per persoon per jaar, waarvan die meeste glas met 'n klein hoeveelheid plastiek, silikon en metale is. Die huidige glasafvalstroom in die VSA is sowat 11 miljoen ton of 32 kg per persoon. Dus voeg sonkrag-PV 50% by tot die bestaande afvalstroom terwyl die vrystelling van 900 keer groter massa koolstofdioksied vermy word. Die toekomstige sonkragmodule-afval van 16 kg per persoon per jaar is slegs 2% van die 800 kg per persoon per jaar van jaarlikse vaste afval in die VSA.
Kortom, sonkragmodule-afval is 'n geringe probleem. Is daar egter 'n alternatief om sonpanele na stortingsterrein te stuur? Het FV-modules na aftrede steeds nuttige kragopwekkingsvermoëns? Daar is studies aan die gang wat 'n sirkulêre lewensiklus vir sonkragmodules voorstel. Die doeltreffendheidsverlies in 'n fotovoltaïese module kan wissel van 0.4% tot 5% per jaar, afhangende van die klimaat en materiaal wat gebruik word.
Vervaardigingstegnologie, wat daarop gemik is om PV-modulekrag te verhoog, vorder vinnig. Panele neem toe in grootte en seldoeltreffendheid neem ook toe. Tussen 1980 en 2020 is 'n vermindering van 76% in die gewig-tot-kragverhouding van FV-modules behaal. Dit beteken dat nuwe panele op bestaande steunstrukture of spoorsnyers gemonteer kan word om baie meer krag te produseer.
Tans is die oorheersende tegnologie in die wêreldmark enkelkristallyne silikon met 'n benaderde modulekrag wat wissel van 550 W tot 750 W, vergeleke met 350 W in 2019, minder as 200 W in 2010, en minder as 100 W voor 2000. en sosiale haalbaarheid om hulle in 'n tweede lewe te hergebruik in plaas daarvan om hulle reguit na herwinning te rig. Daarbenewens is daar 'n gebrek aan beleide, standaarde en metodologieë wat lei of die toerusting hergebruik kan word (tweede lewe) of herwin moet word. Wetgewing, soos die WEEE-richtlijn in Europa, bied 'n uitdaging vir die hergebruikmark.
Sirkulêre ekonomie: hergebruik en herwin
PV CYCLE is 'n nie-winsgewende, lidgebaseerde organisasie wat in 2007 deur die PV-industrie gestig is om 'n wye reeks elektriese en elektroniese toerusting te bestuur, insluitend PV-modules, batterye, verpakking en industriële afval. Dit bied afvalbestuur en wetlike nakomingsdienste vir maatskappye en afvalhouers en het verteenwoordigers regoor die wêreld. Een so 'n lid in Brasilië het die afgelope vier jaar 160 keer gegroei en 13 ton (430 FV-modules = 0.2 MW) verwerk in 2020 toe die maatskappy weggooi-FV-modules begin insamel het, tot 2800 ton (meer as 91 duisend FV-modules = 45 MW) tot dusver in 2024 tot 4500 MW geprojekteer. teen die einde van 75; byna 2024% van hierdie modules kom van nuts-skaal FV-kragsentrales. Ongeveer 80% van die weggegooide FV-modules kom van verspreiders (splinternuut, beskadig tydens vervoer en hantering), en die oorblywende 10% is van kleiner stelselintegreerders. SunR brei nou uit na die hele Latyns-Amerika, en mik ook op die grootskaalse FV-kragsentrales wat minder as 10 jaar gelede in werking gestel is.
In 1999 het Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) 'n dieselkragopwekker op 'n klein satelliet-eiland (Ratones Grande-eiland) van die hoofeiland Florianopolis, Brasilië, vervang met 'n 5 kW off-grid PV-stelsel wat in die beelde hieronder getoon word. Die 10% doeltreffende polikristallyne silikon FV-modules het deurlopend bedryf tot 2022, toe daar besluit is om dit met nuwe modules te vervang wat meer as twee keer so doeltreffend is om die geïnstalleerde kapasiteit in dieselfde area op daardie ruimtebeperkte plek te verdubbel. Na meer as 20 jaar van bedrywighede in hierdie buitelandse omgewing, het die meeste van die 76 FV-modules steeds 'n uitset van ongeveer 80% van die oorspronklike naamplaat-gradering en, in plaas daarvan om weggegooi/herwin te word, is hulle by die UFSC-sonenergie-navorsingslaboratorium herinstalleer en word dit gemonitor in 'n tweede-lewe, FV-module-hergebruikprojek. Maatskaplike behuisingsprogramme in Brasilië en elders kan baat vind by baie laekoste, tweedelewe PV-modules, mits hul werkverrigting en veiligheid gewaarborg kan word nadat vervaardigerswaarborge nie meer geldig is nie. Ten spyte daarvan dat dit nog nie 'n algemene praktyk is nie, is daar verskeie navorsingsgroepe en maatskappye in Europa, die VSA en Australië, waar hergebruik en tweedelewe-aktiwiteite ontwikkel word.
Die sirkulêre ekonomie van FV-modules kan hergebruik en 'n tweede lewe insluit, voor finale herwinning om materiaal te herwin vir die vervaardiging van nuwe FV-modules. Met die nuutste PV-modules met 25-30 jaar waarborge onder $ 0.10/W, soos ons vandag het, is die ekonomie van tweede-lewe PV-modules egter 'n moeilike weddenskap.
Skrywers: Prof. Ricardo Rüther (UFSC), Prof. Andrew Blakers /ANU
Andrew.blakers@anu.edu.au
rruther@gmail.com
ISES, die Internasionale Sonenergievereniging is 'n VN-geakkrediteerde lidmaatskap-NRO wat in 1954 gestig is en werk na 'n wêreld met 100% hernubare energie vir almal, doeltreffend en verstandig gebruik.
Die menings en menings wat in hierdie artikel uitgespreek word, is die skrywer se eie, en weerspieël nie noodwendig dié wat deur pv tydskrif.
Hierdie inhoud word deur kopiereg beskerm en mag nie hergebruik word nie. As jy met ons wil saamwerk en van ons inhoud wil hergebruik, kontak asseblief: editors@pv-magazine.com.
Bron van pv tydskrif
Vrywaring: Die inligting hierbo uiteengesit word verskaf deur pv-magazine.com onafhanklik van Chovm.com. Chovm.com maak geen voorstelling en waarborge oor die kwaliteit en betroubaarheid van die verkoper en produkte nie. Chovm.com ontken uitdruklik enige aanspreeklikheid vir oortredings met betrekking tot die kopiereg van inhoud.
