EkologiaOZEPanele Fotowoltaiczne

Panele fotowoltaiczne, tak jak i cała elektronika, mogą w pewnym stopniu zacząć szkodzić środowisku. Wpływ na to mogą mieć metody ich produkcji, wykorzystywane materiały i sposoby utylizacji. Najbardziej ekologicznymi spośród tradycyjnych instalacji PV, pozostawiającymi po sobie najmniejszy ślad węglowy panelami solarnymi, są te wytwarzane na miejscu, w procesie szklano-szklanym i pozbawione ramy

  • Pomimo tego, że panele fotowoltaiczne wytwarzają ekologiczną energię ze światła słonecznego, to one również pozostawiają po sobie pewien ślad węglowy
  • Po wieloletniej eksploatacji panele PV mogą zostać poddane recyklingowi, z którego nawet 99 proc. surowców zostanie odzyskana i ponownie wykorzystana
  • Aby zmaksymalizować możliwości recyklingowania paneli i zminimalizować ilość pozostawianego przez nie śladu węglowego należy pamiętać o korzystaniu ze sprzętu o dobrej jakości, wykonanego z solidnych materiałów

Zobacz też: Ogniwa tandemowe, panele transparentne i wafle krzemowe. Jakie mamy pomysły na rozwój fotowoltaiki?

Fotowoltaika może być nieekologiczna?

Przez to, że rynek zalany jest chińskimi, tanimi panelami solarnymi, to bywa, że ich jakość jest często względnie niska. Wynika to z wykorzystania gorszych materiałów, zamienników oraz sposobu produkcji, będącego często oszczędnym w środki. W związku z tym pozostawiany jest większy ślad węglowy niż to konieczne.

Nie sprawia to jeszcze, że fotowoltaika przestaje być przyjazna dla środowiska i ekologiczna, mimo to różnica między mizernie wykonanymi panelami sprowadzanymi ze wschodu a tymi z Europy jest zauważalna.

Ślad węglowy z paneli fotowoltaicznych bierze się głównie z procesów ich produkcji oraz dystrybucji. Chociaż, nie jest to duża emisja, to wciąż zakłada się, że 1 kWh pracy panela wytwarza około 60 g CO2. Jest to 40 razy mniej dwutlenku węgla niż gdyby pozyskiwać prąd z węgla brunatnego.

Jeśli chcemy jak najbardziej ograniczyć ślad węglowy, nie warto oszczędzać. Procesy wykorzystywane do produkcji paneli w Europie pozwalają zredukować emisję CO2 o około 40 proc. w stosunku do paneli z Chin, dodatkowo zmniejszymy tę emisję o 3 proc., rezygnując z międzykontynentalnego transportu.

Warto bowiem wiedzieć, że mimo iż ogniwa PV przekształcają energię słoneczną w prąd bez wytwarzania gazów cieplarnianych, to ich produkcja oraz końcowy etap eksploatacji mogą pozostawiać po sobie ślad węglowy. Ślad węglowy jest to całkowita emisja gazów cieplarnianych wytworzona przez daną osobę, organizację, wydarzenie lub produkt. Ten ślad ekologiczny obejmuje emisję nie tylko dwutlenku węgla, ale również metanu, podtlenku azotu i innych gazów szklarniowych.

Szacuje się, że w 2019 roku Chiny wyprodukowały 71 proc. paneli dostarczonych na światowy rynek.

Badania pokazały, że moduły wykonane techniką szkło-szkło dodatkowo redukują emisję dwutlenku węgla. Fotowoltaika ze szklanymi modułami pozwala ograniczyć emisję o około 10 proc. w stosunku do paneli z foliowymi warstwami tylnymi.  Dodatkowo warto zaznaczyć, że produkcja ram aluminiowych do szklanych paneli, także jest energochłonna, z tego powodu warto wybierać panele bez ram.

Przykładowe porównanie paneli niemieckich z chińskimi
Źródło: solgro

Co prawda Chińczycy są pionierami jeśli chodzi o opracowywanie nowych technologii w fotowoltaice, chociażby paneli HJT oraz TOPCon. Niestety jednak wciąż w obiegu pozostają głównie te najstarsze typu PERC, będące znacznie słabsze i wykonane często z gorszych materiałów od paneli nowych generacji.

Zobacz też: Od kilku luster do farmy fotowoltaicznej. Historia pozyskiwania energii ze słońca

Recykling paneli PV

Chociaż rozwój technologii zasilania opartego o promienie słoneczne trwa już całe dekady, to jej wydajność i sprawność ciągle wzrasta — wdrażane są nowe rozwiązania i bite kolejne rekordy. Wszystko jednak kiedyś się kończy, to samo dotyczy żywotności paneli fotowoltaicznych. Wtedy pojawia się pytanie, co zrobić z wyeksploatowanymi modułami i czy jest sposób na ich ekologiczną utylizację.

Producenci paneli fotowoltaicznych i całego ich otoczenia zwykle ustalają na nie gwarancję, obejmującą 10-15 lat. Uważa się jednak, że nawet pierwsze generacje paneli solarnych utrzymają swoją moc przez okres 25 lat.

Ocenia się, że tylko w naszym kraju trzeba będzie w najbliższych latach zutylizować co najmniej 100 tys. ton paneli. Prawo Unii Europejskiej nie pozwala na wyrzucenie ich na śmietnik. Między innymi z tego powodu, że mogłoby się to okazać groźne dla człowieka. Ogólnie jednak byłoby to nieekonomiczne.

Francja, należąca do państw najbardziej zaangażowanych w projekt pozyskiwania białej energii, odzyskuje nawet 95 proc. surowców, składających się na instalację fotowoltaiczną w procesie recyklingu paneli.

Okazuje się, że polscy naukowcy są nawet jeszcze bardziej skuteczni. Pracownicy Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, we współpracy z firmą 2loop Tech, opracowali metodę odzyskiwania nawet 99 proc. surowców.

Wszystko wskazuje na to, że w najbliższym czasie powstanie nowa dziedzina gospodarki – rynek przeróbki paneli fotowoltaicznych. IRENA, czyli Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej wycenia go nawet na 15 mld dolarów, pod warunkiem jednak, że wszystkie surowce stosowane w produkcji fotowoltaiki będą podlegały recyklingowi.

Najprawdopodobniej, z tytułu naturalnej wymiany instalacji fotowoltaicznych, do roku 2050, rynek surowców wtórnych wzrośnie do 78 mln ton. Co więcej, recykling w fotowoltaice generuje miejsca pracy na najbliższe 30 lat. W najbliższych latach w naszym kraju do utylizacji lub recyklingu może trafić ponad 100 ton zużytych instalacji fotowoltaicznych

Proces recyklingu paneli fotowoltaicznych ogniskuje się wokół metody odzyskiwania krzemu krystalicznego, stanowiącego w 95 proc. surowiec półprzewodników krzemowych. Oprócz krzemu w technologiach fotowoltaicznych używa się jeszcze metale szlachetne, np. srebro. Warunkiem pełnego recyklingu jest jednak wysoka jakość i czystość surowców, a z tym bywa różnie w przypadku tanich paneli sprowadzanych z Chin.

Koszt utylizacji paneli fotowoltaicznych jest uzależniony od ich masy. Zakładając, że posiadamy instalację PV o mocy 10 kW, która składa się z 30 modułów fotowoltaicznych o mocy 340 Wp i wadze pojedynczego modułu około 18 kg, a średnia cena poddania recyklingowi kilograma to 1,5 zł, koszt utylizacji paneli fotowoltaicznych wyniesie: 810 złotych.