HERIAU AILGYLCHU PANEL SOLAR

Disgwylir i wastraff paneli solar gynyddu mwy na 4000 y cant yn y degawd nesaf.A yw'r diwydiant ailgylchu paneli solar yn barod i drin y cyfeintiau hyn?Gyda'r galw am baneli newydd yn cynyddu'n esbonyddol a deunyddiau crai yn brin, mae'r ras ymlaen.

Panel solarmae ailgylchu yn dod yn her wirioneddol.Yn hollbwysig i strategaeth sero net y DU, mae ynni’r haul yn opsiwn parhaol a chynaliadwy i fusnesau a chartrefi, ac mae’n tyfu’n gyflym.

Yn 2021, ychwanegodd y DU 730MW o gapasiti solar newydd, gan gymryd cyfaint cyffredinol i 14.6GW, cynnydd o 5.3 y cant o 2020, ac—yn ail chwarter 2022—cyfrannodd pŵer solar 6.4 y cant o gyfanswm cynhyrchu trydan y DU.O fewn Strategaeth Diogelwch Ynni mis Ebrill, cadarnhaodd yr Adran Busnes, Ynni a Strategaeth Ddiwydiannol (BEIS) y rhagwelir, erbyn 2035, y bydd defnydd solar yn y DU yn cynyddu bum gwaith, gan fynd â chyfaint cyffredinol i 70GW: tua 15 y cant o ragamcanion y DU. (a chynyddu) gofynion trydan, yn ôl McKinsey.

Mater sy'n dod i'r amlwg yw beth i'w wneud am baneli solar ar ôl iddynt gyrraedd diwedd eu hoes o 30 mlynedd.Wrth i dwf y farchnad barhau i ymchwyddo i'r dyfodol, felly hefyd y pentwr cynyddol o wastraff solar.Yn ôl yr Asiantaeth Ynni Adnewyddadwy Rhyngwladol (IRENA), rhagwelir y bydd y DU yn cynhyrchu 30,000 tunnell o wastraff solar yn y degawd nesaf.Hefyd, rhagwelir y bydd ymchwydd mewn paneli segur yn cyrraedd y farchnad yn y 2030au, pan fyddpaneli solaro'r mileniwm yn dechrau petruso.Mae IRENA yn rhagweld y bydd gwastraff byd-eang o baneli solar rhwng 1.7 miliwn ac wyth miliwn o dunelli yn 2030.

Ymhellach, mae tagfa bosibl yn y cyflenwad o ddeunyddiau crai yn dod i'r amlwg, gyda'r galw am baneli ar fin mynd y tu hwnt i argaeledd cydrannau crai.

Mae pwysau yn cynyddu i'r diwydiant ailgylchu paneli solar gynyddu ei allu er mwyn delio â'r cynnydd mewn paneli segur a chefnogi gweithgynhyrchu paneli solar newydd.Ym mis Gorffennaf, awgrymodd Sam Vanderhoof, arbenigwr ar y diwydiant solar, - yn fyd-eang - mai dim ond un o bob deg o baneli ffotofoltäig (PV) sy'n cael ei ailgylchu, gyda'r gweddill yn mynd i safleoedd tirlenwi, gan gyfeirio eto at ddata gan IRENA.

Rheoleiddio a chydymffurfio

O fewn y DU,mae paneli solar yn cael eu dosbarthu'n ffurfiol felTrydanol ac ElectronigOffer(EEE), o dan Gategori 14 penodedig. Fel y cyfryw, mae paneli PV wedi'u cynnwys yn y Rheoliadau Gwastraff EEE (WEEE);mae eu diwedd oes yn cael ei fonitro ac mae datblygiad seilwaith ailgylchu paneli solar solet eisoes ar y gweill.

Mae'n ofynnol i gynhyrchwyr paneli solar ymuno â Chynllun Cydymffurfiaeth Cynhyrchwyr (PCS), adrodd y tunelleddau a gyflwynwyd i'r farchnad a chael nodiadau cydymffurfio i gwmpasu ailgylchu'r unedau hynny yn y dyfodol.Rhaid iddynt hefyd farcio cynhyrchion i hysbysu defnyddwyr a chyfleusterau trin o gyfansoddiad deunydd a gwaredu cywir.

Ar yr un pryd, rhaid i ddosbarthwyr gasglu cynhyrchion diwedd oes.Rhaid iddynt gael gweithdrefn cymryd yn ôl ar gyfer gwastraff ffotofoltäig neu gyfrannu at gynllun cymryd yn ôl a gymeradwyir gan y Llywodraeth.

Fodd bynnag, yn ôl Scott Butler, Prif Weithredwr Material Focus, corff anllywodraethol a ariennir gan ffioedd cydymffurfio WEEE, mae rhai ystyriaethau arbennig a fydd yn effeithio ar adferiad paneli solar: “Gyda PV byddech yn disgwyl cael perthynas gosodwr/dadosodwr ar gyfer aelwydydd.Er ei fod yn gynnyrch domestig, nid yw'n rhywbeth y bydd llawer o bobl yn gallu ei drin eu hunain.

“Rwy’n dychmygu bod yn rhaid i’r dadosod gynnwys gweithiwr proffesiynol cofrestredig ar gyfer prif gyflenwad trydan… ac efallai mai nhw yw’r allwedd i reoli hyn [gwastraff].Er y gall fod yn anodd oherwydd nad ydynt yn barod i drin gwastraff, nid yw mor anodd bod yn gludwr gwastraff.”

Mae Butler yn nodi y gallai paneli solar sydd bellach yn nesáu at ddiwedd eu hoes fod yn heriol i’w hailgylchu oherwydd yr amrywiad mewn gweithgynhyrchu: “O ran ailgylchu, rwy’n meddwl mai’r her gyda PVs fydd deall y cemeg oherwydd, yn enwedig ar y dechrau, mae yna lawer o wahanol gymysgeddau cemegol yn digwydd.Mae pethau sy'n mynd i ddechrau dod allan nawr yn eithaf hen, mae 20 mlynedd yn gylch eithaf hir.Felly efallai bod yna fwlch gwybodaeth y gallai fod angen ei gau o ran pwy sy’n rhoi beth ar y farchnad a beth ydyw.”

Prosesau ailgylchu

Mae prosesau ailgylchu ar gyfer paneli yn amrywio yn ôl cyfansoddiad paneli solar, a'r mwyaf cyffredin ohonynt yw silicon.Yn adnabyddus am eu fforddiadwyedd a'u hyblygrwydd, roedd paneli solar silicon yn gyfran o 73.3 y cant o'r farchnad yn 2020;roedd ffilm denau yn cyfrif am 10.4 y cant ac roedd paneli a gynhyrchwyd o ddeunyddiau eraill (hysbysys ffotofoltäig crynodedig, organig wedi'u sensitif i liw) yn cynrychioli'r 16.3 y cant sy'n weddill (Chowdhury et al, 2020).

Pan gesglir, unrhywPanel PVyn anodd ei ddadosod.Gellir tynnu'r ffrâm alwminiwm a'r blwch cyffordd yn ddigon syml;y rhan heriol yw'r daflen wydr fflat wedi'i lamineiddio, sy'n cynnwys symiau isel o fetelau fferrus ac anfferrus, plastigau a deunydd lled-ddargludyddion.O ran atebion triniaeth, nid yw'r her yn un dechnegol, gan fod pyrolysis, gwahanu cryogenig (rhewi), a rhwygo mecanyddol yn bodoli fel technegau gwahanu ar gyfer y gwahanol ddeunyddiau.Yr her fwyaf yw nad yw paneli PV yn cynhyrchu gwastraff sy'n debyg i wastraff pecynnu neu nwyddau traul am gyfnod byr.Felly, cwestiwn economaidd yw’r prif gwestiwn: pwy fydd yn buddsoddi mewn llinell drin sydd heb unrhyw syniad pryd y bydd y gwastraff yn cyrraedd?

Mae paneli ffilm tenau yn cynnwys proses drin, sy'n gofyn am rai camau ychwanegol i adfer y metel cyfansawdd 'cadmium telluride' yn amgylcheddol gadarn.Er ei fod yn ddewis llai poblogaidd, mae gan baneli ffilm denau ddefnydd mwy effeithlon o ddeunydd, sy'n gartref i lled-ddargludydd teneuach, gan arbed cost a charbon wrth weithgynhyrchu.Mae'r paneli hyn yn perfformio'n well mewn golau is ac ar onglau 'eithafol', sy'n ddefnyddiol ar gyfer arwynebau fertigol a ffasadau.

I adennill y deunyddiau, mae paneli PV ffilm tenau yn cael eu rhwygo i gael gwared â lamineiddiad, cyn i'r darnau solet a hylif gael eu gwahanu gan sgriw cylchdroi.Yna caiff y ffilm ei thynnu gan ddefnyddio asid a perocsid, ac yna tynnu deunyddiau rhyng-haenog â dirgryniad, tra bod y gwydr a'r metel sy'n weddill yn cael eu gwahanu a'u hadfer.

Ailgylchu paneli solar ar raddfa fawr

Er bod y mentrau ailgylchu presennol yn tyfu'n gyson, ar hyn o bryd dim ond 80 i 95 y cant o'r deunyddiau paneli solar sy'n cyrraedd ailgylchu sy'n cael eu hadennill.I hyrwyddo hyn, mae cwmni rheoli gwastraff Veolia yn arwain prosiect i ddod ag ailgylchu paneli solar llawn ar raddfa ddiwydiannol, mewn prosiect parhaus a ariennir gan EIT RawMaterials.Mae ReProSolar yn datblygu proses hynod effeithlon ar gyfer ailgylchu paneli diwedd oes, gan ganiatáu i'r holl gydrannau modiwl PV sy'n seiliedig ar silicon gael eu hadennill.

Gan ddefnyddio technoleg delamination i wahanu'r gell solar o'r plât gwydr, mae prosesau ffisegol a chemegol yn adennill yr holl ddeunyddiau, gan gynnwys arian pur a silicon, heb ddinistrio'r modiwlau PV.

Mewn partneriaeth â FLAXRES GmbH a ROSI Solar, daucwmnïau technolegsy'n datblygu dulliau newydd i adennill deunyddiau crai o baneli PV, bydd y prosiect yn profi dichonoldeb ar raddfa ddiwydiannol erbyn diwedd y flwyddyn, gyda 5,000 tunnell o fodiwlau PV wedi'u dadgomisiynu i'w prosesu'n flynyddol mewn ffatri arddangos yn yr Almaen yn 2024.

Mae masnacheiddio proses ailgylchu gyflawn yn allweddol i gwrdd â her bresennol y farchnad, gan ddod â chyflenwad cryf o gydrannau paneli PV wedi'u hadfer i gwrdd â'r galw cynyddol am baneli a thrin y cyfeintiau cynyddol o wastraff paneli solar.

Gellid gwneud enillion economaidd sylweddol o adennill cydrannau paneli PV gwerth uchel wrth i'r galw gynyddu.Mae arian, er enghraifft, er ei fod yn cyfrif am 0.05 y cant o bwysau'r panel, yn cyfrif am 14 y cant o'i werth ar y farchnad.Mae metelau gwerthfawr ac adferadwy eraill yn cynnwys alwminiwm, copr, a tellurium.Yn ôl Rystad Energy, er bod deunyddiau a adferwyd o baneli PV diwedd oes yn werth $170 miliwn ar hyn o bryd, disgwylir iddynt fod yn werth mwy na $2.7 biliwn yn 2030.

Ailgynllunio paneli solar

Yn ogystal ag arloesiadau ym myd ailgylchu paneli solar, mae dyluniad y paneli hefyd yn cael ei ail-ddychmygu gan ystyried ailddefnyddio.Datgelodd Sefydliad Ymchwil Gwyddonol Cymhwysol yr Iseldiroedd (TNO) eu paneli solar ‘Cynllun Ailgylchu’ (D4R) sydd newydd eu datblygu ym mis Rhagfyr 2021, wedi’u gweithgynhyrchu tuag at ystyriaethau diwedd oes.Mae'r paneli, sydd â hyd oes 30 mlynedd wedi'u profi, wedi'u cynllunio i'w dadosod yn hawdd heb niweidio cydrannau.

Mae'r paneli, sydd wedi'u hamgáu â ffoil gludiog, yn dal mecanwaith sbarduno integredig ar gyfer gwahanu'r celloedd a'r fframiau.Mae'r broses yn isel o ynni ac nid yw'n cynnwys unrhyw elfennau gwenwynig.

Mae dau brosiect yn gartref i’r ymchwil, y cyntaf yw prosiect DEREC, a oedd yn cysyniadoli a phrofi’r paneli D4R ar raddfa fach i sicrhau eu bod yn cael eu datgymalu’n lân yn dilyn bywyd gwasanaeth efelychiedig.Yna bydd prosiect PARSEC yn ehangu'r dechnoleg i baneli D4R maint llawn at ddefnydd masnachol a phreswyl.

Er ei fod yn baneligweithgynhyrchubron i 30 mlynedd yn ôl sy'n peri'r her bresennol i ailgylchwyr, gall paneli D4R symleiddio ailgylchu paneli i yrru'r diwydiant yn ei flaen.Ac, yn ychwanegol at y paneli newydd, mae'r consortiwm yn ymchwilio i dechnegau ailgylchu ar gyfer modelau paneli solar cyfredol, er mwyn sicrhau caffaeliad silicon pur i'w ailddefnyddio.

I gloi

Gyda'i gilydd, mae'r datblygiadau arloesol hyn yn dangos addewid yn eu ffocws ar fasnacheiddio, er bod pryder yn parhau ynghylch a fydd y raddfa ofynnol yn cael ei chyflawni, gyda nifer y paneli segur a'r galw am rai newydd yn cynyddu.Fodd bynnag, os bydd ymdrechion masnacheiddio yn mynd yn dda, ac os gellir cyflwyno cynlluniau i gynhyrchu paneli o ddeunyddiau a adferwyd yn llwyr, mae'r diwydiant paneli solar yn edrych ar economi gylchol gadarn.