Ανάκτηση πολύτιμων υλικών από φωτοβολταϊκά πλαίσια στο τέλος του κύκλου ζωής τους

Recovery of valuable materials from end-of-life photovoltaic panels (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Γκουλιούμη, Άννα
  3. Διαχείριση Αποβλήτων (ΔΙΑ)
  4. 15 Σεπτεμβρίου 2018 [2018-09-15]
  5. Ελληνικά
  6. 110
  7. Μπάρτζας, Γεώργιος
  8. Κομίλης , Δημήτριος
  9. ανάκτηση μετάλλων από φωτοβολταϊκά πλαίσια | metal recovery from photovoltaic panels | φωτοβολταϊκά πλαίσια στο τέλος του κύκλου ζωής τους | end-of life photovoltaic modules | φωτοβολταϊκά απόβλητα | photovoltaic waste
  10. 4
  11. 53
  12. Περιέχει : πίνακες, σχήματα, εικόνες
    • Τα φωτοβολταϊκά (ΦΒ) συστήματα μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, μέσω του φωτοβολταϊκού φαινομένου. Η λειτουργία τους χαρακτηρίζεται ως επί το πλείστο φιλική προς το περιβάλλον καθώς δεν παράγονται τοξικά αέρια ή αέρια θερμοκηπίου. Ωστόσο, έχουν συνήθως μικρό προσδόκιμο ζωής ενώ μετά το τέλος του κύκλου ζωής (ΚΖ) τους τίθεται το ζήτημα της ορθής διαχείρισης για το περιβάλλον. Οι εκτιμήσεις για τα παραγόμενα ΦΒ απόβλητα προβλέπουν σημαντική αύξηση, κατά τις επόμενες δεκαετίες. Στην Ευρώπη υπολογίζονται ότι θα παραχθούν περίπου 133.000 τόνοι αποβλήτων από ΦΒ μετά το τέλος του ΚΖ τους το 2030 και σχεδόν 4 εκατομμύρια τόνοι το 2040. Για το λόγο αυτό η Ευρωπαϊκή Επιτροπή, μόλις πρόσφατα το 2012 νομοθέτησε νέα Οδηγία 2012/19/EΕ, όπου για πρώτη φορά, οι εγκαταστάσεις των φωτοβολταϊκών συστημάτων μετά το τέλος του ΚΖ τους συμπεριλαμβάνονται στον κατάλογο των αποβλήτων από ηλεκτρικό και ηλεκτρονικό εξοπλισμό (ΑΗΗΕ) ως αποτέλεσμα της ανάπτυξής τους και τίθεται το ζήτημα της ορθής ανακύκλωσης και διάθεσή τους. Τα κύρια ζητήματα διαχείρισης που προκύπτουν λόγω των ΦΒ πλαισίων στο τέλος του κύκλου ζωής τους είναι η ρύπανση του εδάφους και η εξάντληση διαθέσιμων φυσικών πόρων. Στη ρύπανση του εδάφους συντελεί κυρίως η έκπλυση των βαρέων μετάλλων, όπως είναι ο μόλυβδος και το κάδμιο, που αποτελούν επικίνδυνες τοξικές ουσίες και μπορούν να προκαλέσουν αρνητικές επιπτώσεις τόσο στο περιβάλλον όσο και στην υγεία. Ενώ η εξάντληση διαθέσιμων φυσικών πόρων περιλαμβάνει συνήθως και την πιθανή απώλεια πολύτιμων πόρων (αλουμίνιο, γυαλί) στην περίπτωση που δεν ανακυκλωθούν, καθώς και τη μη ανάκτηση σπάνιων μετάλλων (γάλλιο, ίνδιο, γερμάνιο, τελλούριο, ασήμι κ.ά.) με μεγάλη εμπορική αξία που μπορεί να οδηγήσει στην εξάντλησή των διαθέσιμων αποθεμάτων τους . Η επιλογή κατάλληλου τρόπου διαχείρισης των φωτοβολταϊκών πλαισίων καθορίζεται κυρίως από το είδος της εφαρμοζόμενης τεχνολογίας κατά την παραγωγή τους. Οι υφιστάμενες τεχνολογίες παραγωγής φωτοβολταϊκών πλαισίων διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες: πρώτης γενιάς (κρυσταλλικού πυριτίου (c-Si)), δεύτερης γενιάς (CdTe, CIGS, CIS, a-Si) και τρίτης γενιάς (CPV, οργανικά, υβριδικά, dye-sensitized, PERC και PERL). Από το σύνολο της σχετικής βιβλιογραφίας προκύπτει ότι η ανακύκλωση των φωτοβολταϊκών πλαισίων καθώς και η ανάκτηση πολύτιμων υλικών στο τέλος του κύκλου ζωής τους πραγματοποιείται σε τρία διακριτά στάδια: την αποκόλληση των στρωμάτων, το διαχωρισμό των υλικών και την εξαγωγή και τον καθαρισμό των μετάλλων. Ανάλογα με το είδος των φωτοβολταϊκών πλαισίων και το στάδιο διαχείρισης μετά το τέλος της ζωής τους είναι δυνατόν να εφαρμοστούν διάφορες τεχνολογίες ανακύκλωσης/ανάκτησης ανά περίπτωση με σημαντική μεταβλητότητα ως προς το είδος των ανακτηθέντων υλικών, την κατάσταση εφαρμογής (πρώιμα ερευνητική-πιλοτική-εμπορική), τον βαθμό απόδοσης και την φιλικότητα προς το περιβάλλον.
    • Photovoltaic (PV) systems convert solar energy into electricity through the photovoltaic effect. Their operation is mostly environmentally friendly as no toxic or greenhouse gases are produced. However, they usually have a low life expectancy, and after their end of life (EoL) there is the issue of proper environmental management. Estimates for PV waste predict a significant increase over the coming decades. In Europe, it is estimated that around 133,000 tons of PV waste will be produced after the end of their life in 2030 and nearly 4 million tons in 2040. For this reason, the European Commission has recently legislated in 2012 the new Directive 2012/19 / EU, where, for the first time, photovoltaic systems after the end of their life are included in the list of waste of electrical and electronic equipment (WEEE) as a result of their development and the issue of proper recycling and disposal is raised. The main management issues arising from end-of-life PV modules are soil pollution and the depletion of available natural resources. Soil pollution is mainly caused by the leaching of heavy metals such as lead and cadmium, which are dangerous and toxic substances and can cause adverse effects on both the environment and health. The depletion of available natural resources usually involves the potential loss of valuable resources (aluminum, glass) if not recycled, as well as the non-recovery of rare metals (gallium, indium, germanium, tellurium, silver etc.) which can lead to the exhaustion of their available stocks. The choice of a suitable way to manage photovoltaic panels is mainly determined by the type of technology used in their production. The existing photovoltaic panel technologies are divided into three categories: first generation (crystalline silicon (c-Si)), second generation (CdTe, CIGS, CIS, a-Si) and third generation (CPV, organic, dye-sensitized, PERC and PERL). The relevant literature shows that the recycling of photovoltaic panels and the recovery of valuable materials at the end of their life takes place in three distinct stages: delamination, separation of materials and metal extraction and purification. Depending on the type of photovoltaic modules and the end-of-life management phase it is possible to apply various recycling/recovery technologies per case with significant variability in the type of materials recovered, application state (early research-pilot-commercial), efficiency and environmental friendliness.
  14. Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Διεθνές