सोलर पीवी मॉड्यूल के अपेक्षित 25 साल के संचालन जीवन के बाद क्या होता है? दुनिया भर में लगभग 2 TW रूफटॉप और यूटिलिटी-स्केल पीवी पहले से ही तैनात हैं, और उनमें से बड़ी संख्या में 15 साल तक संचालन से पहले ही सेवानिवृत्त हो रहे हैं, हर साल त्यागे जा रहे पीवी मॉड्यूल की मात्रा बढ़ रही है। जैसे-जैसे पीवी मॉड्यूल दिन-प्रतिदिन सस्ते होते जा रहे हैं, और पीवी मॉड्यूल दक्षताओं में निरंतर सुधार के साथ, कई यूटिलिटी-स्केल पीवी पावर प्लांट अपने अपेक्षित 25 साल के संचालन तक पहुँचने से पहले ही फिर से चालू होने लगे हैं। इनमें से कई मॉड्यूल अभी भी अच्छा प्रदर्शन कर रहे हैं। क्या उन्हें कुछ और वर्षों के लिए सौर बिजली प्रदान करने के लिए दूसरे जीवन के लिए तैनात किया जा सकता है?
पुनः उपयोग किए गए पैनलों से निर्मित पी.वी. प्रणाली
छवि: रिकार्डो रदर/आईएसईएस
अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (आईईए) ने 2020 में पूर्वानुमान लगाया था कि फोटोवोल्टिक्स की वैश्विक संचयी स्थापित क्षमता 1 तक 2025 TWp से अधिक हो जाएगी (PVPS TASK, 2020)। हालांकि, 2024 के अंत से पहले, यह आंकड़ा दोगुना होकर 2 TW से अधिक हो जाएगा। हाल के ऊर्जा उत्पादन पूर्वानुमानों से संकेत मिलता है कि वैश्विक तापमान वृद्धि को 75 डिग्री सेल्सियस तक सीमित करने और जलवायु परिवर्तन के प्रभावों को कम करने के लिए 2050 तक वैश्विक पीवी क्षमता के 1.5 TW के लक्ष्य के साथ एक बड़ी वृद्धि आवश्यक है।
यह व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है कि सौर फोटोवोल्टिक्स (बड़े पैमाने पर ऑनशोर पवन के साथ) सबसे टिकाऊ और सबसे कम लागत वाली ऊर्जा रूपांतरण तकनीक है। दुनिया को पूरी तरह से कार्बन मुक्त करने के लिए वैश्विक सौर परिनियोजन को आज की तुलना में लगभग 40 गुना बड़ा होना चाहिए। यदि वर्तमान विकास दर 2042% प्रति वर्ष जारी रहती है तो यह वर्ष 20 में पूरा हो जाएगा।
वैश्विक स्तर पर पीवी उत्पादन में वृद्धि से भविष्य में पीवी मॉड्यूल से निकलने वाले कचरे की मात्रा में भारी वृद्धि होगी। दूसरी ओर, सौर पीवी कार्बन डाइऑक्साइड के उत्सर्जन से बचता है। प्रत्येक किलोग्राम सौर पैनल अपने जीवनकाल में लगभग 0.9 मेगावाट घंटा उत्पन्न करता है, जो कोयले के जलने से लगभग 900 किलोग्राम कार्बन डाइऑक्साइड से बचने की अनुमति देता है - 900:1 का अनुपात। यह गणना भविष्य के पीवी मॉड्यूल के द्रव्यमान 25 डब्ल्यू/किग्रा (फ्रेम को छोड़कर), 16% की क्षमता कारक और 25 वर्षों के मॉड्यूल जीवनकाल को मानती है।
अगर हम मान लें कि वैश्विक डीकार्बोनाइजेशन के लिए 10 बिलियन लोगों को 100 TW सोलर PV (प्रत्येक 10 kW) की आवश्यकता है, तो हर साल 400 W/व्यक्ति सोलर मॉड्यूल रिटायर हो जाएंगे। यह प्रति व्यक्ति प्रति वर्ष 16 किलोग्राम सोलर मॉड्यूल अपशिष्ट के बराबर है, जिसमें से अधिकांश कांच है और थोड़ी मात्रा में प्लास्टिक, सिलिकॉन और धातुएं हैं। यूएसए में वर्तमान ग्लास अपशिष्ट धारा लगभग 11 मिलियन टन या 32 किलोग्राम प्रति व्यक्ति है। इस प्रकार, सोलर PV मौजूदा अपशिष्ट धारा में 50% जोड़ता है जबकि कार्बन डाइऑक्साइड के 900 गुना अधिक द्रव्यमान के उत्सर्जन से बचता है। प्रति व्यक्ति प्रति वर्ष 16 किलोग्राम का भविष्य का सोलर मॉड्यूल अपशिष्ट यूएसए में प्रति व्यक्ति प्रति वर्ष 2 किलोग्राम वार्षिक ठोस अपशिष्ट का केवल 800% है।
संक्षेप में, सौर मॉड्यूल अपशिष्ट एक छोटी सी समस्या है। हालाँकि, क्या सौर पैनलों को लैंडफिल में भेजने का कोई विकल्प है? सेवानिवृत्ति के बाद, क्या पीवी मॉड्यूल में अभी भी उपयोगी बिजली उत्पादन क्षमताएँ हैं? ऐसे अध्ययन चल रहे हैं जो सौर मॉड्यूल के लिए एक चक्रीय जीवन चक्र का प्रस्ताव करते हैं। फोटोवोल्टिक मॉड्यूल में दक्षता हानि जलवायु और उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के आधार पर प्रति वर्ष 0.4% से 5% तक हो सकती है।
पीवी मॉड्यूल की शक्ति बढ़ाने के उद्देश्य से विनिर्माण प्रौद्योगिकी तेजी से आगे बढ़ रही है। पैनल आकार में बढ़ रहे हैं और सेल दक्षता भी बढ़ रही है। 1980 और 2020 के बीच, पीवी मॉड्यूल के वजन-से-शक्ति अनुपात में 76% की कमी हासिल की गई। इसका मतलब है कि नए पैनल मौजूदा सपोर्ट स्ट्रक्चर या ट्रैकर्स पर लगाए जा सकते हैं ताकि बहुत अधिक बिजली पैदा की जा सके।
वर्तमान में, वैश्विक बाजार में प्रमुख तकनीक एकल क्रिस्टलीय सिलिकॉन है, जिसकी अनुमानित मॉड्यूल शक्ति 550 W से 750 W तक है, जबकि 350 में यह 2019 W, 200 में 2010 W से कम और 100 से पहले 2000 W से कम थी। बड़ी मात्रा में पीवी मॉड्यूल त्याग दिए जा रहे हैं, और उन्हें सीधे रीसाइक्लिंग के लिए निर्देशित करने के बजाय दूसरे जीवन में पुन: उपयोग करने की तकनीकी, आर्थिक और सामाजिक व्यवहार्यता के बारे में स्पष्टता की कमी है। इसके अतिरिक्त, नीतियों, मानकों और कार्यप्रणालियों की कमी है जो यह बताती हैं कि उपकरण का पुन: उपयोग (दूसरा जीवन) किया जा सकता है या उन्हें रीसाइकिल किया जाना चाहिए। यूरोप में WEEE निर्देश जैसे कानून पुन: उपयोग बाजार के लिए एक चुनौती पेश करते हैं।
चक्रीय अर्थव्यवस्था: पुनः उपयोग और पुनर्चक्रण
PV CYCLE एक गैर-लाभकारी, सदस्य-आधारित संगठन है जिसकी स्थापना 2007 में PV उद्योग द्वारा PV मॉड्यूल, बैटरी, पैकेजिंग और औद्योगिक कचरे सहित विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला का प्रबंधन करने के लिए की गई थी। यह कंपनियों और कचरा धारकों के लिए अपशिष्ट प्रबंधन और कानूनी अनुपालन सेवाएँ प्रदान करता है और दुनिया भर में इसके प्रतिनिधि हैं। ब्राज़ील में ऐसा ही एक सदस्य पिछले चार वर्षों में 160 गुना बढ़ गया है, 13 में जब कंपनी ने त्यागे गए PV मॉड्यूल एकत्र करना शुरू किया, तब 430 टन (0.2 PV मॉड्यूल = 2020 MW) का प्रसंस्करण किया, जो 2800 में अब तक 91 टन (45 हज़ार से अधिक PV मॉड्यूल = 2024 MW) हो गया है। यह वृद्धि 4500 के अंत तक 75 टन = 2024 MW तक पहुँचने का अनुमान है; इनमें से लगभग 80% मॉड्यूल उपयोगिता-पैमाने के PV बिजली संयंत्रों से आ रहे हैं। छोड़े गए पी.वी. मॉड्यूल का लगभग 10% वितरकों (बिल्कुल नए, परिवहन और हैंडलिंग के दौरान क्षतिग्रस्त) से आ रहा है, और शेष 10% छोटे सिस्टम इंटीग्रेटर्स से हैं। SunR अब पूरे लैटिन अमेरिका में विस्तार कर रहा है, साथ ही बड़े पैमाने पर पी.वी. बिजली संयंत्रों को भी लक्षित कर रहा है जिन्हें 10 साल से भी कम समय पहले चालू किया गया था।
1999 में, यूनिवर्सिडेड फेडरल डी सांता कैटरीना (UFSC) ने ब्राजील के फ्लोरिअनोपोलिस के मुख्य द्वीप से दूर एक छोटे से उपग्रह द्वीप (रैटोन्स ग्रांडे द्वीप) पर एक डीजल जनरेटर को 5 kW ऑफ-ग्रिड PV प्रणाली से बदल दिया, जैसा कि नीचे की छवियों में दिखाया गया है। 10% कुशल पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन PV मॉड्यूल 2022 तक लगातार संचालित होते रहे, जब उन्हें उस स्थान-विवश स्थान पर उसी क्षेत्र में स्थापित क्षमता को दोगुना करने के लिए दोगुने से अधिक कुशल नए मॉड्यूल के साथ बदलने का निर्णय लिया गया। इस अपतटीय वातावरण में 20 से अधिक वर्षों के संचालन के बाद, 76 PV मॉड्यूल में से अधिकांश में अभी भी मूल नेमप्लेट रेटिंग का लगभग 80% आउटपुट है ब्राजील और अन्य जगहों पर सामाजिक आवास कार्यक्रम बहुत कम लागत वाले, सेकंड-लाइफ पीवी मॉड्यूल से लाभ उठा सकते हैं, बशर्ते कि निर्माता वारंटी के समाप्त होने के बाद उनके प्रदर्शन और सुरक्षा की गारंटी दी जा सके। अभी तक एक आम प्रथा नहीं होने के बावजूद, यूरोप, अमेरिका और ऑस्ट्रेलिया में कई शोध समूह और कंपनियाँ हैं, जहाँ पुन: उपयोग और सेकंड-लाइफ गतिविधियाँ विकसित की जा रही हैं।
पीवी मॉड्यूल की सर्कुलर अर्थव्यवस्था में नए पीवी मॉड्यूल के उत्पादन के लिए सामग्री को पुनः प्राप्त करने के लिए अंतिम रीसाइक्लिंग से पहले पुन: उपयोग और दूसरा जीवन शामिल हो सकता है। हालाँकि, आज हमारे पास $ 25/W से कम की 30-0.10 साल की वारंटी वाले अत्याधुनिक पीवी मॉड्यूल के साथ, दूसरे जीवन वाले पीवी मॉड्यूल का अर्थशास्त्र एक कठिन दांव है।
लेखक: प्रो. रिकार्डो रूथर (यूएफएससी), प्रो. एंड्रयू ब्लेकर्स / एएनयू
एंड्रयू.ब्लेकर्स@anu.edu.au
:आररूथर@gmail.com
आईएसईएस (अंतर्राष्ट्रीय सौर ऊर्जा सोसायटी) एक संयुक्त राष्ट्र-मान्यता प्राप्त सदस्यता वाला गैर सरकारी संगठन है जिसकी स्थापना 1954 में हुई थी और यह एक ऐसे विश्व की दिशा में काम कर रहा है जहां सभी के लिए 100% नवीकरणीय ऊर्जा उपलब्ध हो, जिसका कुशलतापूर्वक और बुद्धिमत्तापूर्वक उपयोग किया जाए।
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स्रोत द्वारा पी.वी. पत्रिका
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