Bir güneş PV modülüne beklenen 25 yıllık çalışma ömründen sonra ne olur? Dünya çapında yaklaşık 2 TW çatı ve kamu ölçeğinde PV kurulu ve bunların büyük bir kısmı 15 yıl çalışmadan emekliye ayrılırken, atılan PV modüllerinin miktarı her yıl artıyor. PV modülleri her geçen gün daha ucuz hale geldikçe ve PV modül verimliliklerindeki sürekli iyileştirmelerle, birçok kamu ölçeğinde PV santrali beklenen 25 yıllık çalışma ömrüne ulaşmadan bile yeniden güçlendirilmeye başlıyor. Bu modüllerin çoğu hala iyi performans gösteriyor. Birkaç yıl daha güneş enerjisi sağlamak için ikinci bir ömür için kurulabilirler mi?
Yeniden kullanılan panellerle inşa edilen bir PV sistemi
Resim: Ricardo Ruther/ISES
Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) 2020'de fotovoltaiklerin küresel kümülatif kurulu kapasitesinin 1'e kadar 2025 TWp'yi aşacağını tahmin etti (PVPS TASK, 2020). Ancak, 2024'ün sonundan önce bu rakam iki katına çıkarak 2 TW'nin üzerine çıkacak. Son enerji üretim tahminleri, küresel sıcaklık artışını 75 C ile sınırlamak ve iklim değişikliğinin etkilerini hafifletmek için 2050'ye kadar küresel PV kapasitesinin 1.5 TW olması hedefiyle büyük bir artışın gerekli olduğunu gösteriyor.
Güneş fotovoltaiklerinin (büyük ölçekli kara rüzgarıyla birlikte) en sürdürülebilir ve en düşük maliyetli enerji dönüşüm teknolojisi olduğu yaygın olarak kabul edilmektedir. Dünyayı tamamen karbondan arındırmak için küresel güneş dağıtımının bugün olduğundan yaklaşık 40 kat daha fazla büyümesi gerekir. Mevcut yıllık %2042'lik büyüme oranı devam ederse bu 20 yılında gerçekleştirilecektir.
PV üretiminin küresel ölçekte büyümesi, gelecekte PV modüllerinden önemli miktarda atık oluşmasına neden olacaktır. Öte yandan, güneş PV, karbondioksit emisyonunu önler. Her bir kg güneş paneli, ömrü boyunca yaklaşık 0.9 MWh üretir ve bu da kömür yakmaktan kaynaklanan yaklaşık 900 kg karbondioksitin önlenmesini sağlar - 900:1 oranı. Bu hesaplama, gelecekteki PV modül kütlesinin 25 W/kg (çerçeve hariç), %16 kapasite faktörü ve 25 yıllık modül ömrü olduğunu varsayar.
Küresel karbonsuzlaştırma için 10 milyar insanın 100 TW güneş fotovoltaik enerjisine (her biri 10 kW) ihtiyaç duyduğunu varsayarsak, her yıl kişi başına 400 W güneş modülü emekliye ayrılacaktır. Bu, kişi başına yılda 16 kg güneş modülü atığı anlamına gelir; bunun çoğu cam, az miktarda plastik, silikon ve metaldir. ABD'deki mevcut cam atık akışı yaklaşık 11 milyon ton veya kişi başına 32 kg'dır. Dolayısıyla güneş fotovoltaik enerjisi, mevcut atık akışına %50 eklerken 900 kat daha fazla karbondioksit emisyonunu önler. Kişi başına yılda 16 kg olan gelecekteki güneş modülü atığı, ABD'deki kişi başına yıllık 2 kg katı atığın yalnızca %800'sidir.
Özetle, güneş modülü atığı önemsiz bir sorundur. Ancak, güneş panellerini çöplüğe göndermenin bir alternatifi var mı? Emekli olduktan sonra, PV modülleri hala yararlı güç üretim kapasitelerine sahip mi? Güneş modülleri için dairesel bir yaşam döngüsü öneren çalışmalar devam ediyor. Bir fotovoltaik modüldeki verimlilik kaybı, iklime ve kullanılan malzemelere bağlı olarak yılda %0.4 ila %5 arasında değişebilir.
PV modül gücünü artırmayı amaçlayan üretim teknolojisi hızla ilerliyor. Paneller boyut olarak büyüyor ve hücre verimliliği de artıyor. 1980 ile 2020 arasında, PV modüllerinin ağırlık-güç oranında %76'lık bir azalma sağlandı. Bu, çok daha fazla güç üretmek için yeni panellerin mevcut destek yapılarına veya izleyicilere monte edilebileceği anlamına geliyor.
Şu anda, küresel pazardaki baskın teknoloji, 550'da 750 W, 350'da 2019 W'ın altında ve 200'den önce 2010 W'ın altında olan değerlere kıyasla, yaklaşık modül gücü 100 W ila 2000 W arasında değişen tek kristalin silikondur. Çok miktarda PV modülü atılıyor ve bunları doğrudan geri dönüşüme yönlendirmek yerine ikinci bir yaşamda yeniden kullanmanın teknik, ekonomik ve sosyal uygulanabilirliği konusunda netlik eksikliği var. Ek olarak, ekipmanın yeniden kullanılıp kullanılamayacağına (ikinci yaşam) veya geri dönüştürülmesi gerekip gerekmediğine ilişkin politikalar, standartlar ve metodolojiler eksik. Avrupa'daki WEEE Direktifi gibi mevzuat, yeniden kullanım pazarı için bir zorluk teşkil ediyor.
Döngüsel ekonomi: yeniden kullanma ve geri dönüştürme
PV CYCLE, PV modülleri, piller, ambalaj ve endüstriyel atıklar dahil olmak üzere çok çeşitli elektrikli ve elektronik ekipmanları yönetmek için PV endüstrisi tarafından 2007 yılında kurulan, kar amacı gütmeyen, üye tabanlı bir kuruluştur. Şirketler ve atık sahipleri için atık yönetimi ve yasal uyumluluk hizmetleri sunar ve dünyanın dört bir yanında temsilcileri vardır. Brezilya'daki böyle bir üye, son dört yılda 160 kat büyüyerek, şirketin atılan PV modüllerini toplamaya başladığı 13 yılında 430 ton (0.2 PV modülü = 2020 MW) işleyerek, 2800'te şu ana kadar 91 tona (45 binden fazla PV modülü = 2024 MW) ulaştı. Bu büyümenin 4500 yılı sonunda 75 tona = 2024 MW'a ulaşması tahmin ediliyor; bu modüllerin yaklaşık %80'i kamu ölçeğindeki PV santrallerinden geliyor. Atılan PV modüllerinin yaklaşık %10'u distribütörlerden (yepyeni, nakliye ve elleçleme sırasında hasar görmüş) geliyor ve kalan %10'u daha küçük sistem entegratörlerinden geliyor. SunR şimdi tüm Latin Amerika'ya yayılıyor ve ayrıca 10 yıldan daha kısa bir süre önce faaliyete geçen büyük ölçekli PV enerji santrallerini hedefliyor.
1999 yılında, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Brezilya'nın Florianopolis ana adasının açıklarındaki küçük bir uydu adasında (Ratones Grande adası) bulunan bir dizel jeneratörü, aşağıdaki görsellerde gösterilen 5 kW'lık şebekeden bağımsız bir PV sistemiyle değiştirdi. %10 verimli polikristalin silikon PV modülleri, aynı alandaki alan kısıtlamalı konumdaki kurulu kapasiteyi iki katına çıkarmak için iki katından daha verimli yeni modüllerle değiştirilmelerine karar verilene kadar 2022'ye kadar sürekli olarak çalıştı. Bu açık deniz ortamında 20 yıldan fazla çalıştıktan sonra, 76 PV modülünün çoğu hala orijinal isim plakası derecesinin yaklaşık %80'inin çıkışına sahip ve atılmak/geri dönüştürülmek yerine, UFSC güneş enerjisi araştırma laboratuvarında yeniden kuruldu ve ikinci ömürlü, PV modülü yeniden kullanım projesinde izleniyorlar. Brezilya'daki ve diğer yerlerdeki sosyal konut programları, üretici garantileri artık geçerli olmadığında performansları ve güvenlikleri garanti altına alınabildiği takdirde, çok düşük maliyetli, ikinci ömürlü PV modüllerinden faydalanabilir. Henüz yaygın bir uygulama olmasa da Avrupa, ABD ve Avustralya'da yeniden kullanım ve ikinci yaşam faaliyetlerinin geliştirildiği birçok araştırma grubu ve şirket bulunmaktadır.
PV modüllerinin dairesel ekonomisi, yeni PV modüllerinin üretimi için malzemeleri geri kazanmak üzere nihai geri dönüşümden önce yeniden kullanım ve ikinci bir yaşam içerebilir. Ancak, bugün olduğu gibi 25$/W'ın altında 30-0.10 yıllık garantilere sahip son teknoloji PV modülleri ile ikinci yaşam PV modüllerinin ekonomisi zorlu bir bahistir.
Yazarlar: Prof. Ricardo Rüther (UFSC), Prof. Andrew Blakers /ANU
Andrew.blakers@anu.edu.au
rruther@gmail.com
ISES, Uluslararası Güneş Enerjisi Topluluğu, 1954 yılında kurulmuş, herkes için %100 yenilenebilir enerjiye sahip, verimli ve akıllıca kullanılan bir dünya hedefiyle çalışan, BM onaylı bir üye STK'sıdır.
Bu makalede ifade edilen görüş ve görüşler yazara aittir ve yazarın sahip olduğu görüşleri yansıtmayabilir. pv dergisi.
Bu içerik telif hakkıyla korunmaktadır ve tekrar kullanılamaz. Bizimle işbirliği yapmak ve içeriğimizin bir kısmını yeniden kullanmak istiyorsanız lütfen editors@pv-magazine.com adresiyle iletişime geçin.
Kaynaktan pv dergisi
Yasal Uyarı: Yukarıda belirtilen bilgiler Chovm.com'dan bağımsız olarak pv-magazine.com tarafından sağlanmaktadır. Chovm.com, satıcının ve ürünlerin kalitesi ve güvenilirliği konusunda hiçbir beyan ve garanti vermez. Chovm.com, içeriğin telif hakkıyla ilgili ihlallere ilişkin her türlü sorumluluğu açıkça reddeder.
