सौर्य प्यानल रिसाइक्लिंगका चुनौतीहरू

सोलार प्यानलको फोहोर आगामी दशकमा ४ हजार प्रतिशतले बढ्ने लक्ष्य छ ।के सौर्य प्यानल रिसाइक्लिंग उद्योग यी मात्राहरू ह्यान्डल गर्न तयार छ?नयाँ प्यानलहरूको माग तीव्र रूपमा बढ्दै जाँदा र कच्चा पदार्थको अभावले दौड जारी छ।

सौर्य प्यानलरिसाइकल एक वास्तविक चुनौती बनिरहेको छ।युकेको शुद्ध शून्य रणनीतिको लागि महत्वपूर्ण, सौर्य ऊर्जा व्यवसाय र घरपरिवारका लागि दिगो र दिगो विकल्प हो, र यो द्रुत गतिमा बढिरहेको छ।

2021 मा, UK ले 730MW नयाँ सौर्य क्षमता थप्यो, जसले समग्र मात्रालाई 14.6GW मा लियो, 2020 को तुलनामा 5.3 प्रतिशतले वृद्धि भयो, र - 2022 को दोस्रो त्रैमासिकमा - सौर्य उर्जाले बेलायतको कुल बिजुली उत्पादनको 6.4 प्रतिशत योगदान गर्यो।अप्रिलको ऊर्जा सुरक्षा रणनीति भित्र, व्यापार, ऊर्जा र औद्योगिक रणनीति विभाग (BEIS) ले पुष्टि गर्‍यो कि, 2035 सम्म, बेलायतको सौर्य परिनियोजन पाँच गुणाले बढेर 70GW मा पुग्ने अनुमान गरिएको छ: यूकेको अनुमानित लगभग 15 प्रतिशत। (र बढ्दै) बिजुली आवश्यकताहरू, म्याकिन्सेका अनुसार।

एक उदीयमान मुद्दा सोलार प्यानलहरू तिनीहरूको 30-वर्षको आयु समाप्त भएपछि के गर्ने हो।बजारको बृद्धि भविष्यमा बढ्दै जाँदा, सौर्य फोहोरको बढ्दो थुप्रो हुनेछ।अन्तर्राष्ट्रिय नवीकरणीय ऊर्जा एजेन्सी (IRENA) का अनुसार बेलायतले आगामी दशकमा 30,000 टन सौर्य फोहोर उत्पादन गर्ने प्रक्षेपण गरेको छ।साथै, निष्क्रिय प्यानलहरूमा वृद्धि 2030 मा बजारमा हिट हुने भविष्यवाणी गरिएको छ, जबसौर्य प्यानलहरूसहस्राब्दी देखि लड्न थाल्छ।IRENA ले 2030 मा सौर्य प्यानलबाट विश्वव्यापी फोहोर 1.7 मिलियन र 8 मिलियन टनको बीचमा हुने भविष्यवाणी गरेको छ।

यसबाहेक, कच्चा मालको आपूर्तिमा सम्भावित बाधा उत्पन्न भएको छ, प्यानलहरूको मागले भर्जिन कम्पोनेन्टहरूको उपलब्धतालाई पार गर्न सेट गरेको छ।

निष्क्रिय प्यानलहरूको वृद्धिलाई ह्यान्डल गर्न र नयाँ सौर्य प्यानलहरूको निर्माणलाई समर्थन गर्नको लागि सोलार प्यानल रिसाइक्लिंग उद्योगलाई यसको क्षमता बढाउन दबाब दिइरहेको छ।जुलाईमा, सौर्य उद्योगका विज्ञ, सैम भान्डरहुफले सुझाव दिए कि — विश्वव्यापी रूपमा — १० मध्ये एउटा फोटोभोल्टिक (PV) प्यानलहरू पुन: प्रयोग गरिन्छ र बाँकी ल्यान्डफिलमा समाप्त हुन्छ, फेरि IRENA को डेटालाई उल्लेख गर्दै।

नियमन र अनुपालन

बेलायत भित्र,सौर्य प्यानलहरू औपचारिक रूपमा वर्गीकृत छन्इलेक्ट्रिकल र इलेक्ट्रोनिकउपकरण(EEE), एक समर्पित श्रेणी 14 अन्तर्गत। जस्तै, PV प्यानलहरू वेस्ट EEE (WEEE) नियमहरूद्वारा कभर गरिएको छ;तिनीहरूको जीवनको अन्त्य अनुगमन गरिएको छ र ठोस सौर प्यानल रिसाइक्लिंग पूर्वाधारको विकास पहिले नै चलिरहेको छ।

सोलार प्यानल उत्पादकहरू उत्पादक अनुपालन योजना (PCS) मा सामेल हुन बाध्य छन्, बजारमा पेश गरिएका टनेजहरू रिपोर्ट गर्दै र ती एकाइहरूको भविष्यको रिसाइक्लिंग कभर गर्न अनुपालन नोटहरू प्राप्त गर्न बाध्य छन्।तिनीहरूले प्रयोगकर्ताहरूलाई सल्लाह दिन उत्पादनहरू र सामग्री संरचना र सही निपटानको उपचार सुविधाहरू पनि चिन्ह लगाउनु पर्छ।

साथसाथै, वितरकहरूले जीवनको अन्तिम उत्पादनहरू सङ्कलन गर्नुपर्छ।तिनीहरूसँग PV फोहोरको लागि टेक-ब्याक प्रक्रिया हुनुपर्छ वा सरकार-अनुमोदित टेक-ब्याक योजनामा ​​योगदान गर्नुपर्छ।

यद्यपि, मटेरियल फोकसका प्रमुख कार्यकारी स्कट बटलरका अनुसार, WEEE अनुपालन शुल्कबाट वित्त पोषित गैरसरकारी संस्था, त्यहाँ केही विशिष्ट विचारहरू छन् जसले सौर्य प्यानलहरूको पुन:प्राप्तिलाई असर गर्नेछ: “PV सँग तपाईंले स्थापनाकर्ता/डिइन्स्टलर सम्बन्धको अपेक्षा गर्नुहुनेछ। घरपरिवारहरू।जबकि यो एक स्वदेशी उत्पादन हो, यो केहि छैन कि धेरै मानिसहरू आफैलाई ह्यान्डल गर्न सक्षम हुनेछन्।

“मेरो कल्पना छ कि डिइन्स्टलेसनमा मुख्य इलेक्ट्रिकको लागि दर्ता गरिएको पेशेवर समावेश हुनुपर्छ ... र तिनीहरू यो [अपशिष्ट] व्यवस्थापन गर्न कुञ्जी हुन सक्छन्।यद्यपि यो गाह्रो हुन सक्छ किनभने तिनीहरू फोहोर व्यवस्थापन गर्न तयार छैनन्, यो फोहोर वाहक बन्न त्यति गाह्रो छैन। ”

बटलरले नोट गरे कि सौर्य प्यानलहरू अब जीवनको अन्त्यमा आइपुगेको निर्माणमा भिन्नताका कारण पुन: प्रयोग गर्न चुनौतीपूर्ण साबित हुन सक्छ: "रिसाइक्लिंगको सन्दर्भमा, मलाई लाग्छ कि PVs को चुनौती रसायनशास्त्रलाई बुझ्ने छ किनभने, विशेष गरी सुरुमा, त्यहाँ धेरै विभिन्न रासायनिक मिश्रणहरू भइरहेका छन्।अब बाहिर आउन थालेको सामान धेरै पुरानो छ, 20 वर्ष धेरै लामो चक्र हो।त्यसैले बजारमा कसले के राख्छ र यो के हो भनेर प्लग गर्न आवश्यक हुनसक्छ त्यहाँ एक सूचना अन्तर छ।"

पुनर्चक्रण प्रक्रियाहरू

प्यानलहरूको लागि पुन: प्रयोग गर्ने प्रक्रियाहरू सौर प्यानल संरचना अनुसार भिन्न हुन्छन्, जसमध्ये सबैभन्दा सामान्य सिलिकन-आधारित हो।तिनीहरूको किफायती र लचिलोपनको लागि परिचित, सिलिकन सौर प्यानलले 2020 मा बजारको 73.3 प्रतिशत हिस्सा गठन गर्यो;पातलो फिल्मले 10.4 प्रतिशत र अन्य सामग्रीहरूबाट निर्मित प्यानलहरू (डाइ-सेन्सिटाइज्ड, कन्सेन्ट्रेटेड फोटोभोल्टिक, अर्गानिक हाइब्रिडहरू) ले बाँकी 16.3 प्रतिशतलाई प्रतिनिधित्व गर्यो (चौधरी एट अल, 2020)।

सङ्कलन गर्दा, कुनै पनिPV प्यानलछुट्याउन गाह्रो छ।एल्युमिनियम फ्रेम र जंक्शन बक्स मात्र पर्याप्त हटाउन सकिन्छ;चुनौतीपूर्ण भाग ल्यामिनेटेड फ्ल्याट गिलास पाना हो, जसमा कम मात्रामा लौह र गैर-फेरस धातुहरू, प्लास्टिक र अर्धचालक सामग्रीहरू छन्।उपचार समाधानको सन्दर्भमा, चुनौती प्राविधिक होइन, किनकि पाइरोलिसिस, क्रायोजेनिक सेपरेसन (फ्रिजिङ), र मेकानिकल श्रेडिङ विभिन्न सामग्रीका लागि पृथकीकरण प्रविधिको रूपमा अवस्थित छन्।सबैभन्दा ठूलो चुनौती यो हो कि PV प्यानलहरूले फोहोर उत्पादन गर्दैन जुन प्याकेजिङ फोहोर वा छोटो जीवनकालमा उपभोग्य वस्तुहरू जस्तै हुन्छ।त्यसकारण, मुख्य प्रश्न आर्थिक हो: फोहोर कहिले आउँछ भन्ने थाहा नभएको उपचार लाइनमा कसले लगानी गर्ने?

पातलो-फिल्म प्यानलहरूले उपचार प्रक्रिया समावेश गर्दछ, जसमा कम्पाउन्ड धातु 'क्याडमियम टेलुराइड' वातावरणीय रूपमा राम्रोसँग पुन: प्राप्ति गर्न केही थप कदमहरू आवश्यक पर्दछ।कम लोकप्रिय छनोट हुँदा, पातलो-फिल्म प्यानलहरूमा अधिक कुशल सामग्री प्रयोग हुन्छ, पातलो अर्धचालकको आवास हुन्छ, निर्माणको क्रममा लागत र कार्बन बचत हुन्छ।यी प्यानलहरूले कम प्रकाशमा र 'चरम' कोणहरूमा राम्रो प्रदर्शन गर्छन्, ठाडो सतहहरू र अनुहारहरूका लागि उपयोगी।

सामग्रीहरू पुन: प्राप्ति गर्न, पातलो फिलिम PV प्यानलहरू ल्यामिनेशन हटाउनका लागि टुक्रा पारिन्छन्, ठोस र तरल धारहरू घुम्ने पेंचद्वारा छुट्याउन अघि।त्यसपछि फिल्मलाई एसिड र पेरोक्साइड प्रयोग गरेर हटाइन्छ, त्यसपछि कम्पनका साथ इन्टरलेयर सामग्रीहरू हटाइन्छ, जबकि बाँकी गिलास र धातुलाई छुट्याइन्छ र पुन: प्राप्त हुन्छ।

स्केलमा सौर प्यानल रिसाइकिलिंग

हालको रिसाइक्लिंग पहलहरू स्थिर रूपमा बढ्दै गए तापनि, हाल 80 देखि 95 प्रतिशत मात्र सोलार प्यानल सामाग्री जसले यसलाई पुन: प्रयोग गर्न बनाउँछ।यसलाई अगाडि बढाउनको लागि, फोहोर व्यवस्थापन कम्पनी भेओलियाले EIT RawMaterials द्वारा वित्त पोषित चलिरहेको परियोजनामा ​​औद्योगिक स्तरमा पूर्ण सौर्य प्यानल रिसाइक्लिङ्ग ल्याउने परियोजनाको नेतृत्व गरिरहेको छ।ReProSolar ले सबै सिलिकन-आधारित PV मोड्युल कम्पोनेन्टहरू पुन: प्राप्त गर्न अनुमति दिँदै, जीवनको अन्तिम प्यानलहरू रिसाइक्लिंगको लागि उच्च प्रभावकारी प्रक्रिया विकास गर्दैछ।

गिलास प्लेटबाट सौर्य सेल अलग गर्न डेलामिनेशन टेक्नोलोजी प्रयोग गरेर, भौतिक र रासायनिक प्रक्रियाहरूले PV मोड्युलहरू नष्ट नगरी शुद्ध चाँदी र सिलिकन सहित सबै सामग्रीहरू पुन: प्राप्त गर्दछ।

FLAXRES GmbH र ROSI Solar सँगको साझेदारीमा, दुईप्रविधि कम्पनीहरूPV प्यानलहरूबाट कच्चा माल पुन: दावी गर्न नयाँ विधिहरू विकास गर्दैछ, परियोजनाले वर्षको अन्त्यसम्म औद्योगिक स्तरमा सम्भाव्यता परीक्षण गर्नेछ, 5,000 टन डिकमिसन गरिएको PV मोड्युलहरू 2024 मा जर्मनीको एक प्रदर्शन प्लान्टमा वार्षिक रूपमा प्रशोधन गरिनेछ।

प्यानलहरूको बढ्दो माग पूरा गर्न र सौर्य प्यानल फोहोरको बढ्दो मात्रालाई ह्यान्डल गर्नको लागि पुनःप्राप्त PV प्यानल कम्पोनेन्टहरूको बलियो आपूर्ति ल्याएर, हालको बजार चुनौतीलाई पूरा गर्नको लागि पूर्ण रिसाइक्लि process प्रक्रियालाई व्यवसायिकरण गर्नु महत्त्वपूर्ण छ।

माग बढ्दै जाँदा उच्च-मूल्यको PV प्यानल कम्पोनेन्टहरू पुनःप्राप्त गर्दा उल्लेखनीय आर्थिक लाभहरू गर्न सकिन्छ।उदाहरणका लागि, चाँदीले प्यानल वजनको ०.०५ प्रतिशतको हिसाबले यसको बजार मूल्यको १४ प्रतिशत बनाउँछ।अन्य बहुमूल्य र पुन: प्राप्तियोग्य धातुहरूमा एल्युमिनियम, तामा, र टेलुरियम समावेश छ।Rystad Energy का अनुसार, अन्तिम जीवनको PV प्यानलहरूबाट बरामद गरिएका सामग्रीहरू हाल $170 मिलियनको मूल्यमा छन्, तिनीहरू 2030 मा $2.7 बिलियन भन्दा बढी मूल्यवान हुने सेट गरिएको छ।

सौर्य प्यानलहरू पुन: डिजाइन गर्दै

सोलार प्यानल रिसाइक्लिङको संसारमा आविष्कारहरू बाहेक, प्यानलहरूको डिजाइनलाई पनि पुन: प्रयोगलाई ध्यानमा राखेर पुन: परिकल्पना गरिएको छ।नेदरल्यान्ड्स अर्गनाइजेसन फर एप्लाइड साइन्टिफिक रिसर्च (TNO) ले डिसेम्बर २०२१ मा आफ्नो भर्खरै विकसित 'डिजाइन फर रिसाइक्लिङ' (D4R) सौर्य प्यानलहरू खुलासा गर्‍यो, जुन जीवनको अन्त्यका लागि निर्माण गरिएको हो।प्यानलहरू, परीक्षण गरिएको 30-वर्षको जीवनकालको साथ, कम्पोनेन्टहरूलाई हानि नगरी सजिलै पृथकीकरणको लागि डिजाइन गरिएको हो।

प्यानलहरू, एक टाँसेको पन्नी संग encapsulated, कोशिका र फ्रेम को अलग गर्न को लागी एक एकीकृत ट्रिगर संयन्त्र होल्ड गर्दछ।प्रक्रिया कम ऊर्जा हो र कुनै विषाक्त तत्वहरू समावेश गर्दैन।

अनुसन्धानलाई दुईवटा परियोजनाहरूद्वारा राखिएको छ, पहिलो DEREC परियोजना हो, जसले D4R प्यानलहरूलाई सानो स्तरमा परिक्षण गरेको थियो र तिनीहरूको सिमुलेटेड सेवा जीवन पछी सफा विघटन सुनिश्चित गर्नको लागि।PARSEC परियोजनाले व्यावसायिक र आवासीय प्रयोगको लागि पूर्ण आकारको D4R प्यानलहरूमा टेक्नोलोजी विस्तार गर्नेछ।

जबकि यो प्यानल होनिर्मितलगभग 30 वर्ष पहिले रिसाइक्लरहरूका लागि हालको चुनौतीको रूपमा, D4R प्यानलहरूले उद्योगलाई अगाडि बढाउन प्यानल रिसाइक्लिङलाई सरल बनाउन सक्छ।र, नयाँ प्यानलहरूको अतिरिक्त, कन्सोर्टियमले हालको सोलार प्यानल मोडेलहरूको लागि पुन: प्रयोगको लागि शुद्ध सिलिकन अधिग्रहण प्राप्त गर्न रिसाइक्लिंग प्रविधिहरू अनुसन्धान गरिरहेको छ।

निश्कर्षमा

संचयी रूपमा, यी आविष्कारहरूले व्यावसायीकरणमा आफ्नो फोकसमा वाचा देखाउँछन्, यद्यपि आवश्यक स्केलहरू पूरा हुनेछन् कि छैनन् भन्ने चिन्ता कायमै छ, दुवै मात्रामा निष्क्रिय प्यानलहरू र नयाँहरूको माग बढ्दै गएको छ।यद्यपि, यदि व्यावसायीकरण प्रयासहरू राम्रोसँग जान्छ भने, र यदि पूर्ण रूपमा बरामद सामग्रीबाट प्यानलहरू निर्माण गर्ने योजनाहरू डेलिभर गर्न सकिन्छ भने, सौर प्यानल उद्योगले बलियो गोलाकार अर्थव्यवस्था हेरिरहेको छ।