Tái chế pin mặt trời như thế nào khi hết vòng đời

0
37

Điều gì sẽ xẩy ra với tấm Pin mặt trời khi vòng đời của chúng kết thúc?

Ngành công nghiệp năng lượng đã và đang trải qua một sự thay đổi căn bản và sự chuyển dịch dần dần sang nguồn cung ứng năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, không phải tất cả những gì có vẻ bền vững sẽ duy trì như vậy khi kết thúc vòng đời của nó. Đó là nổi lo lắng phổ biến nhất liên quan đến các tấm Pin mặt trời quang điện (PV).. Chúng là một nguồn năng lượng sạc, bền vững, chỉ phụ thuộc vào bức xạ mặt trời và có khả năng cung cấp điện đến nhà của chúng ta. Tuy nhiên, điều gì sẽ xảy ra với các tấm pin mặt trời khi chúng không hoạt động hiệu quả?

Vòng đời của các tấm Pin năng lượng mặt trời.

Các tấm pin mặt trời kéo dài bao lâu? Một câu hỏi mà hầu hết mọi người đều nghĩ đến khi xem xét đầu tư vào hệ thống năng lượng mặt trời. Theo các nghiên cứu, tuổi thọ của các tấm pin mặt trời là khoảng 30 năm trước khi ngừng hoạt động.

Trong thời gian sử dụng của tấm quang điện, công suất có thể giảm 20%. Từ 10 đến 12 năm đầu tiên, hiệu suất giảm tối đa là 10% và 20% khi đạt đến đến 25 năm. Những con số này được đảm bảo bởi đa số các nhà sản xuất.

Tuy nhiên, kinh nghiệm cho thấy, trên thực tế hiệu quả giảm xuống chỉ từ 6 đến 8% sau 25 năm. Do đó tuổi thọ của các tấm pin mặt trời có thể dài hơn nhiều so với những gì đã công bố chính thức.Tuổi thọ của các tấm PV chất lượng cao thậm chí có thể đạt 30 đến 40 năm, và vẫn hoạt động sau đó, mặc dù với hiệu quả giảm.

Chất thải tấm Pin mặt trời.

Trên thực tế, nếu các quy trình tái chế không được thực hiện, sẽ có khoản 60 triệu tấn chất thải tấm Pin mặt trời nằm trong các bãi chôn lấp vào năm 2050. Vì tất cả các tế bào PV đều chứa một lượng chất độc hại nhất định, điều đó là một tác nhân khiến cho hệ thống năng lượng mặt trời là không còn bền vững.

Tái chế tấm pin mặt trời là một quá trình cần có thời gian nghiên cứu một cách kỹ lưỡng để đạt được công nghệ tối ưu nhất nhằm tái chế được tất cả các thành phần của tấm pin mặt trời và được thực hiện một cách rộng rãi để khai thác hết nguồn nguyên liệu tái chế này. Vì lý do đó, các đơn vị nghiên cứu công nghệ tái chế cần phải hợp tác chặt chẽ  với nhau để tạo ra một công nghệ tối ưu nhất cho tương lai.

Hình 1: Bảng đồ rác thải tấm PV trên thế giới.

Quy trình tái chế tấm Pin mặt trời

Có hai loại tấm pin mặt trời chính là Pin  mặt trời tinh thể Silicon và pin mặt trời màng mỏng, vì vậy các phương pháp tái chế sẽ khác nhau cho mỗi loại. Hiện nay các tấm PV dạng silicon phổ biến hơn, các tấm PV màng mỏng ít được sử dụng rộng rãi, điều đó không có nghĩa là vật liệu của các tế bào dựa trên màng mỏng sẽ không có giá trị.

Các nghiên cứu được tiến hành về tái chế các tấm pin mặt trời đã dẫn đến nhiều công nghệ. Một số công nghệ thậm chí đạt hiệu quả tái chế đáng kinh ngạc lên đến 96%, nhưng mục đích là nâng cao mức này trong tương lai.

Hình 2: Các thành phần cấu tạo của 2 loại Pin mặt trời.

Tái chế pin mặt trời Silicon

Quy trình được bắt đầu bằng việc tách 3 thành phần chính của tấm pin mặt trời Silicon: Khung, mặt kính và các tế bào quang điện.

Với dàn khung kim loại hầu như được tái chế 100% phục vụ công tác đúc khung mới khá đơn giản. Mặt kính thủy tính được tái chế đến 95%. Riêng các tế bào quang điện sẽ được xử lý ở nhiệt độ khoảng 500oC để bóc tách các thành phần như nhựa và tinh thể Silicon.

Các thành phần nhiệt bay hơi sử dụng làm nguyên liệu cho các giai đoạn phía sau, riêng tinh thể sẽ được tách rời và tái sử dụng hoặc được nung chảy tạo thành Wafer để phục vụ chế tạo các Cell pin mới.

Quy trình cho hiệu suất tái chế Silicon lên tới 85%. Một con số khá ấn tượng.

Quy trình tái chế Pin màn mỏng hay Pin Thin-film

Loại pin mặt trời Thin-film hầu như ít sử dụng ở nước ta hiện nay. Do cấu tạo đặc biệt nên quy trình tái chế cũng trải qua nhiều công đoạn phức tạp hơn.

Bước 1: Các tấm pin Thin-film được được đưa trực tiếp vào máy hủy nghiền các thành phần về kích thước từ 4-5mm, đó là kích thước mà lớp cán giữ các vật liệu lại với nhau bị vỡ và do đó có thể được loại bỏ.

Bước 2: Sau khi nghiền sẽ có được thành phần bao gồm chất lỏng và chất rắn được đưa vào máy quay ly tâm sẽ giữ lại phần rắn, chất lỏng sẽ được nhỏ giọt vào một thùng chứa để tách riêng.

Bước 3: Sau khi chất lỏng được phân tách sẽ qua quy trình kết tủa và khử nước để tạo độ tính khiết, tiếp theo là quá trình phân tách kim loại và các chất bán dẫn khác nhau. Quá trình này trung bình 95% vật liệu bán dẫn được tái sử dụng.

Riêng với các vật liệu rắn sẽ sàn lọc, rửa sạch và thu được khoảng 90% thủy tính để sử dụng cho quá trình tái chế lại.

Hình 3: Quy trình tái chế tấm PV dạng Silicon và dạng màng mỏng.

Tái chế pin năng lượng mặt trời mang lại lợi ích kinh tế như thế nào?

Khi pin năng lượng mặt trời có khả năng tái chế và tái sử dụng sẽ giúp tiết kiệm ngân sách đáng kể cho thế giới nói chung và đất nước nói riêng.

Tái chế Pin mặt trời là việc làm cần được quy hoạch, phối hợp nhiều cơ quan để tạo ra một quy trình thu hồi, xử lý tái chế phù hợp cho từng quốc gia.

Một cơ sở hạ tầng tái chế tấm pin mặt trời thích hợp sẽ cần được thiết lập để quản lý khối lượng lớn các tấm pin mặt trời sẽ được xử lý trong tuong lai gần. Việc này không chỉ sẽ tạo ra nhiều cơ hội việc làm xanh hơn mà còn mang lại giá trị thu hồi rất to lớn. Dòng tiền này sẽ giúp sản xuất một lượng lớn tấm pin mặt trời mới mà không cần đầu tư vào nguyên liệu thô.

Nhờ năng lượng mặt trời liên tục giảm giá, ngày càng nhiều hộ gia đình và doanh nghiệp lựa chọn đầu tư vào hệ thống điện mặt trời. Do đó nhiều cơ hội kinh tế hơn nữa trong lĩnh vực tái chế pin mặt trời sẽ xuất hiện.

Hình 4: Nguồn nguyên vật liệu tiềm năng và đang có sẵn có khả năng sản xuất đến 2 tỷ tấm pin tính đến năm 2050.

Nguồn tham khảo: https://www.greenmatch.co.uk/blog/2017/10/the-opportunities-of-solar-panel-recycling

Kíp 1 – PXSX Gelex Ninh Thuận

Chia sẻ