Новости

Jun 03, 2023

Переработка солнечных панелей сложна, но микроволновая технология может помочь

Покрывающие полосы открытой земли. Покрытие крыш домов. Плавает по каналам и водохранилищам. Солнечные панели появляются повсюду, играя ключевую роль в переходе мира к возобновляемым источникам энергии.

Покрывающие полосы открытой земли. Покрытие крыш домов. Плавает по каналам и водохранилищам. Солнечные панели появляются повсюду, играя ключевую роль в переходе мира к возобновляемым источникам энергии.

Но быстрый рост солнечной энергетики, возможно, не всегда является солнечным событием. Хотя срок службы панелей увеличивается, многие из установленных панелей могут прослужить всего несколько десятилетий и могут стать проблемой отходов, если окажутся на свалке. Также возникают вопросы о том, могут ли небольшие количества содержащихся в них токсичных металлов, таких как свинец, нанести вред окружающей среде. Но до сих пор их переработка была сложной и дорогой.

Исследователи из Австралии говорят, что они придумали способ решить эту проблему с помощью обычной бытовой техники: микроволновой печи.

Та же микроволновая технология, которая разогревает пищу, может быть использована для нагрева частей солнечной панели, что облегчит ее разборку и восстановление материалов, говорит Бинеш Путен Виттил, старший преподаватель инженерной школы Университета Маккуори, возглавлявший исследование. .

«Мы начали нашу работу с модифицированной кухонной микроволновой печи», — сказал Веттил. «Принцип тот же, и частота, которую мы используем, составляет 2,45 гигагерца, что соответствует частоте, используемой кухонной микроволновой печью».

Рецензируемое исследование проводится на фоне растущего интереса к выяснению судьбы старых панелей. Сообщество солнечной энергетики «работает над тем, чтобы поступать правильно, потому что это вполне решаемая проблема», — сказала Тереза ​​Барнс, эксперт по фотоэлектрической энергии из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики.

«Это технологически решаемая проблема», — сказала она. «Это экономически решаемая проблема».

Солнечные панели обычно состоят из слоев различных материалов, включая алюминий, стекло, кремний, пластик и ценные металлы, такие как медь и серебро. Эти слои герметично соединены друг с другом, и для переработки компонентов панели необходимо разобрать.

Серебро является наиболее ценным материалом для солнечных панелей, сказал Мэн Тао, профессор инженерного дела в Университете штата Аризона и основатель расположенной в Тусконе компании по переработке солнечных панелей под названием TG Companies. По словам Тао, в одной панели обычно содержится около четверти унции серебра, которое может стоить 5 долларов.

По его словам, алюминиевая рама и стекло, которые обычно составляют около 85 процентов от общего веса солнечной панели, также имеют ценность и могут быть восстановлены.

Но панели также могут содержать другие металлы, например свинец, который в определенных концентрациях может быть токсичным.

Проблема с кремниевыми солнечными модулями заключается в том, что «люди не совсем знают, как с ними обращаться», — сказал Барнс. «Существует настоящее сочетание правил. Там может быть смесь разных материалов».

По словам Тао, в настоящее время от 10 до 15 процентов материалов солнечных панелей по весу восстанавливаются по окончании срока службы. Целью, по его словам, должно быть достижение 90-95 процентов.

Одной из основных проблем является стоимость. По его словам, переработка одной панели стоит от 20 до 30 долларов, но восстановленные материалы обычно стоят около 3 долларов.

«Солнечные панели перерабатываются неправильно», — сказал он. По его словам, все восстанавливаемые материалы, вероятно, могут стоить 11 или 12 долларов за панель.

Но панели, которые спроектированы так, чтобы противостоять стихиям, также сложно разобрать, говорят он и другие эксперты. Удаление полимерных слоев, защищающих панель от атмосферных воздействий, часто требует высоких температур — этот процесс известен как расслаивание.

«Помимо алюминия, если вы хотите восстановить что-то еще, вам нужно сначала провести расслаивание», — сказал Тао. «Расслоение действительно является следующим по величине узким местом».

Именно эту задачу решили австралийские исследователи. Они обнаружили, что под воздействием микроволновой обработки защитное пластиковое покрытие солнечной панели размягчается до такой степени, что его можно снять, а это означает, что панель можно легко расслаивать, а ее части можно извлечь без использования агрессивных химикатов.

По словам Веттила, такой подход может позволить переработчикам восстанавливать высококачественное стекло из панелей целиком, вместо того, чтобы дробить его и продавать куски в качестве сырья.