Current Trends in Recycling of Photovoltaic Solar Cells and Modules Wast

• Autorzy: Klugmann-Radziemska E.

Warianty tytułu

PL

Recykling Zużytych Ogniw I Modułów Fotowoltaicznych - Stan Obecny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In comparison to other energy producing techniques, photovoltaics (PV) is one of the most promising options: no emission of any matter into the environment during operation; extremely long operation period (estimated average: 25 years), minimum maintenance, robust technique, aesthetic aspects. The use of photovoltaics is rapidly increasing, and the respective market is developing accordingly. Although PV manufacturing equipment is now excluded from the scope of RoHS, according to the Kyoto Protocol and the EU Directives WEEE and RoHS the use of hazardous substances in electric/electronic devices has to be reduced stepwise to approximately zero level. Furthermore, a total recycling of nearly all materials involved is aimed. Thus, major attention is directed to avoidance of environmental pollution through combustion or landfill, to regain valuable material, to promote the development and use of renewable energy sources. As the lifetime of PV cells themselves is much longer than that of PV modules and the manufacturing process of cells requires much energy consumption, the reuse of base material of the cells is economically justified. The aim of this work was to develop and evaluate existing methods of PV cells and modules recycling. The article discusses the main outcomes and analyses the significance of recycling in relation to the environmental profile of the production and total life cycle of photovoltaic cells and modules.

PL

W porównaniu do innych metod produkcji energii, technologia fotowoltaiczna jest jedną z najbardziej obiecujących opcji: brak emisji z substancji do środowiska podczas pracy, bardzo długi okres eksploatacji (szacowany średnio na 25 lat), minimalna konieczność konserwacji, solidna technika, atuty estetyczne. Rynek modułów fotowoltaicznych na świecie rozwija się intensywnie, a stale rosnący udział modułów fotowoltaicznych (PV) w światowej produkcji energii elektrycznej powoduje, iż zwiększająca się ilość odpadów - w postaci zużytych lub uszkodzonych ogniw i modułów PV - spowoduje w najbliższych latach konieczność bardziej racjonalnego ich zagospodarowania. Aby moduły fotowoltaiczne pozostały bez negatywnego wpływu na środowisko, konieczne jest wprowadzenie długofalowej strategii obejmującej kompletny „cykl życia” wszystkich elementów systemu: od fazy produkcji, poprzez montaż i eksploatację aż do utylizacji. Recykling odpadów produkcyjnych i zużytych systemów jest istotnym elementem tej strategii. Korzyści środowiskowe recyklingu są związane nie tylko z ograniczeniem miejsca na składowiskach odpadów, ale również z oszczędnością energii, surowców i ograniczeniem emisji. Celem pracy było przedstawienie i ocena istniejących metod recyklingu ogniw i modułów fotowoltaicznych oraz wpływu tego procesu na środowisko naturalne.

Słowa kluczowe

EN

recycling; photovoltaic cells; photovoltaic modules; waste; renewable energy sources

PL

recykling; ogniwa fotowoltaiczne; moduły fotowoltaiczne; zagospodarowanie odpadów; odnawialne źródła energii

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 17, NR 1-2
• Strony: 89--95
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab.

Twórcy

autor

Klugmann-Radziemska E.

• Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

Bibliografia

• [1] Directive 2012/19/EU of the European Parliament and of the Council of 4 July 2012 on waste electrical and electronic equipment (WEEE), 2012.
• [2] DIRECTIVE 2011/65/EU Of The European Parliament and of the Council of 8 June 2011 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment, 2011.
• [3] Müller A, Wambach K, Alsema E, Life cycle analysis of a solar module recycling process. 20th European Photovoltaic Solar Energy Conf. Barcelona, Spain 2005.
• [4] Kim DS. String ribbon silicon solar cells with 17.8% efficiency. Journal of the Korean Physical Society. 2005;47(1):157-162.
• [5] DOE Solar Energy Technologies Program Peer Review, US department of energy: http://www1.eere.energy.gov/solar/review_meeting/pdfs/prm2009_contreras_cigs.pdf. Retrieved 10 February 2011.
• [6] Fthenakis VM. Life cycle impact analysis of cadmium in CdTe PV production. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2004;8(4):303-334. DOI: 10.1016/j.rser.2003.12.001
• [7] Technology Roadmap - Solar photovoltaic energy - International Energy Agency; © OECD/IEA 2010.
• [8] Müller A, Röver I, Wambach K, von Ramin-Marro DW. Recovery of High Value Material of Different Photovoltaic Technologies. 22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference. Milan, 3-7 September 2007: 2613-2616.
• [9] Fthenakis VM et al. Recycling of CdTe photovoltaic modules: recovery of cadmium and tellurium, 21th European Photovoltaic Solar Energy Conf. Dresden, Germany, 2006:2539-2541.
• [10] McDonald NC, Pearce JM. Producer responsibility and recycling solar photovoltaic modules. Energy Policy. 2010;38:7041-7047. DOI: 10.1016/j.enpol.2010.07.023.
• [11] Fthenakis VM, Eberspacher C, Moskowitz PD. Recycling strategies to enhance the commercial viability of CIS photovoltaics. Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 1998;4:447-456. DOI: 10.1002/(SICI)1099-159X(199611/12)4:6<447::AID-PIP147>3.0.CO;2-F
• [12] Fthenakis VM. End-of-life management and recycling of PV modules. Energy Policy. 2000;28:1051-1058.
• [13] Alsema EA, De Wild-Scholten MJ. The real environmental impacts of crystalline silicon PV modules: an analysis based on up-to-date manufacturers data. 20th European Photovoltaic Solar Energy Conf. Barcelona, Spain 2005.
• [14] WAMBACH K. Recycling of solar cells and photovoltaic modules. 19th European Photovoltaic Solar Energy Conf. Paris, France, 7-11 June 2004:2018-2023.
• [15] Berger W, Simon FG, Weimann K, Alsema EA. A novel approach for the recycling of thin film photovoltaic modules. Resources, Conservation and Recycling. 2010;54:711-718. DOI: 10.1016/j.resconrec.2009.12.001.
• [16] Müller A, Wambach K, Alsema E. Life Cycle Analysis of Solar Module Recycling Process, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 895, Materials Research Society 2006.
• [17] First Solar official website: http://www.firstsolar.com.