Porównanie wybranych paneli fotowoltaicznych na podstawie bilansu materiałowo-energetycznego w ich cyklu życia

• Autorzy: Żelazna A. , Zdyb A. , Pawłowski A.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.122

Warianty tytułu

EN

Comparison of photovoltaic panels based on the material-energy balance in the life cycle

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy dokonano porównania dwóch wybranych rodzajów paneli fotowoltaicznych na podstawie danych otrzymanych przy zastosowaniu metody oceny cyklu życia (Life Cycle Assesment - LCA). Przedstawione zostały główne założenia metodologii LCA, której celem jest badanie wpływu środowiskowego i zrównoważoności. Analizy poświęcone najbardziej popularnym modułom krzemowym (Si) i cienkowarstwowym z tellurku kadmu (CdTe) wykazują, ze zużycie materiałów i energii jest mniejsze w przypadku CdTe. Ocena cyklu życia jest to technika zarządzania środowiskowego, która pozwala określić wpływ produktów (dóbr i usług) na środowisko. W pracy, główne założenia tej metody przedstawione są w kontekście fotowoltaiki. Wśród wielu rodzajów modułów fotowoltaicznych, najbardziej rozpowszechnione są moduły Si oraz CdTe i właśnie one zostały porównane. W oby tych przypadkach największe znaczenie w ocenie cyklu życia ma ich produkcja i możliwości recyklingu. Montaż i utrzymanie w czasie eksploatacji ma niewielkie znaczenie w kontekście zużycia materiałów i energii. Analiza pokazuje, że zapotrzebowanie na energię i materiały jest mniejsze w przypadku CdTe niż Si. Oba typy modułów są natomiast jednakowo dobre w kontekście recyklingu ze względu na to, że możliwe jest odzyskanie 90-99% zużytych materiałów. Tak wysoki wynik jest bardzo istotny ponieważ czas życia modułów fotowoltaicznych wynosi 20-30 lat i przeprowadzanie recyklingu jest koniecznością. Analiza cyklu życia systemów fotowoltaicznych pozwala na ocenę ich zrównoważoności.

EN

Two types of photovoltaic modules are compared basing on data provided by Life Cycle Assesment (LCA) methodology, which main assumptions are also described. LCA for photovoltaic technologies aims at analysing the environmental impacts and sustainability. The research related to the most popular Si and CdTe modules show that the consumption of materials and energy is smaller in the case of CdTe Life Cycle Assessment (LCA) is a technique of environmental management, which allows to determine the impact of the products (goods and services) on the environment. Main assumptions of such approach are presented in the paper in the context of photovoltaics. Among different types of photovoltaic modules two are the most popular: Si and CdTe, and they are compared in the paper. In both cases the highest share in the LCA is connected with production process and possibilities of recycling after dismantling the modules (since assembly, maintaining and further dismantling have little impact in the context of material and energy use). In the context of production process, the research shows that the consumption of materials and energy is smaller in the case of CdTe than in the case of Si. In the context of recycling both types of modules are very good, since it is possible to recycle about 90-99% of used materials. Such high factor is very important, because the life span of photovoltaic modules is about 20-30 years, so good recycling is a must.

Słowa kluczowe

PL

fotowoltaika; moduł fotowoltaiczny; moduł krzemowy; moduł CdTe; ocena cyklu życia; rozwój zrównoważony

EN

photovoltaics; photovoltaic module; Si module; CdTe module; life cycle assessment (LCA); sustainable development

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 3/II
• Strony: 557--564
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab.

Twórcy

autor

Żelazna A.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska

autor

Zdyb A.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska

autor

Pawłowski A.

• Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Lubelska

Bibliografia

• [1] Alsema E.A.: Energy Payback time and CO2 Emissions of PV Systems, Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 8, 2000, pp. 17-25.
• [2] Anctil A., Fthenakis V.: Recyclability Chalenges in “Abundant” Material Based Technologies, Proc. of 27th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Germany 2012, pp. 4352-4358.
• [3] Chiba Y., Islam A., Watanabe Y., Komiya R., Koide N., Han L.Y.: Dye-sensitized solar cells with conversion efficiecy of 11,1%, Japanese Journal of Applied Physics Part 2-Letters and Express Letters, vol. 45, 2006, pp. L638-L640.
• [4] Fthenakis V., Alsema E.: Photovoltaics Energy Payback Times, Greenhouse Gas Emissions and External Costs: 2004-early 2005 Status, Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 14, 2006, pp. 275-280.
• [5] Fthenakis V.M., Kim H.C., Alsema E.: Emissions from photovoltaic life cycles, Environmental Science and Technology, vol. 41, 2008, pp. 2168-2174.
• [6] Fthenakis V., Kim H.C., Frischknecht R., Raugei M., Sinha P., Stucki M.: Life Cycle Inventories and Life Cycle Assessments of Photovoltaic Systems, Report IEAPVPS, 2011.
• [7] Green M.A., Emery K., King D.L. Hishikawa Y., Warta W: Solar Cell Efficiency Tables, Prog. Photovolt: Res. Appl., vol. 16, 2008, pp. 61-67.
• [8] Green M.A., Emery K., Hishikawa Y., Warta W., Dunlop E.D.: Solar cell efficiency tables (version 43), Progress in Photovoltaics: Research and Applications, vol. 22, 2014, pp. 1-9.
• [9] Greenpeace and EPIA Report, Solar Generation 6, Solar Photovoltaic Electricity Empowering the World, 2011, http://www.greenpeace.org [dostęp: 10 marca 2014 r.].
• [10] Nofuentes G., Munoz J.V., Talavera D.L., Aguilera J., Terrados J.: Technical Handbook, in the framework of the PVs in Bloom Project, 2011, ISBN: 9788890231001.
• [11] Olson J.M., Friedman D.J., Kurtz S.: High-Efficiency III-V Multijunction Solar Cells, 360-411, in: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, Eds: Luque A., Hegedus S., Wiley 2003.
• [12] Żelazna A., Pawłowski A., Zdyb A.: Carbon footprint of solar systems working in Polish climate conditions, Quaere, vol. III, 2013, pp. 2689-2695.