ПЕРЕРОБКА ТА УТИЛІЗАЦІЯ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЕЙ

Автор(и)

  • Наталія Самойленко Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Ukraine
  • Вадим Катенін Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine
  • Антоніна Баранова Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20998/2413-4295.2021.02.17

Ключові слова:

відходи сонячних фотоелектричних панелей, вплив на довкілля, накопичення відходів, переробка, утилізація

Анотація

Проаналізовано стійку тенденцію нарощування встановленої потужності сонячних електростанцій, що супроводжується поступовим накопиченням відходів сонячних панелей. Визначено основні чинники негативного впливу на довкілля і здоровя людини виробництва сонячних фотоелектричних панелей та їх відходів. Проаналізовані сценарії накопичення відходів фотоелектричних модулів, охарактеризовані особливості утворення та накопичення відходів у теперішній час та у перспективі. З урахуванням терміну середньої експлуатації сонячних фотоелектричних панелей у 25 років, визначено, що обсяги відходів будуть помітно збільшуватися у період 2030…2035 рр., досягаючи піку між 2040 та 2050 рр. Охарактеризовано тип та склад фотоелектричних панелей, які визначають суть технології переробки відходів. Визначено, що на сьогодні більшість досліджень з переробки відходів сонячних фотоелектричних панелей зосереджено на модулях першого покоління, що повязується з масштабами експлуатації даних панелей та ринками продажу. З’ясовано, що у теперішній час виробництво сонячних фотоелектричних панелей, в якому витрачаються первинні природні матеріали, є досить природоємним, а безпосередньо переробка відходів не може задовольнити потреби виробництва фотоелектричних модулів. Обґрунтовується обєктивна необхідність проведення у великих обсягах видобування корисних копалин та використання запасів цінних металів до настання періоду високоефективної переробки відходів сонячних фотоелектричних панелей, які б відповідали запитам виробництва. Розглянуті сучасні тенденції у технологічних дослідженнях і розробках вторинної переробки фотоелектричних модулів. Визначено, що по мірі збільшення обсягів виробництва сонячних фотоелектричних панелей і утворення відходів, вимоги щодо забезпечення природозберігаючої ефективності технологій переробки та утилізації відходів повинні бути більш жорсткими. Це передбачає підвищення ступеню переробки основних компонентів відходів, починаючи з 80…90 % і до максимально високого рівня. Визначено, що водночас з даною тенденцією, доцільно проводити розробку технологій утилізації не перероблювальних у теперішній час частин відходів.

Біографія автора

Вадим Катенін, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

  •  

Посилання

Global energy system based on 100% renewable enegy on pawer sector. URL: http://energywatchgroup.org/wp-content/uploads/Full-Study-100-Renewable-Energy-Worldwide-Power-Sector-1.pdf (access date: 11.04.2021).

IRENA. Future of solar Photovoltaic: Deployment, investment, technology, grid integration and socio- economic aspects (A Global Energy Transformation: paper). Abu Dhabi: International Renewable Energy Agency. 2019. 73 pp.

Ukrenergo. Available at: https://ua.energy/zagalni-novyny/u-2020-rotsi-vstanovlena-potuzhnist-ves-ta-ses-zrosla-na-41-a-yihnya-chastka-u-strukturi-vyrobnytstva-elektroenergiyi- vdvichi / (accessed 11.04.2021).

Pundiev V., Rieztsov V., Surzhyk T., Shevchuk V., Sheiko S. Disposal of photovoltaic modules. Problems and international experience. Vidnovluvana Energetika, 2019, no 4(59), pp. 29-36, doi: 10.36296/1819-8058.2020.3(62).27-34.

Stamford L., Azapagic A. Environmental impacts of copper-indium-gallium-selenide (CIGS) photovoltaics and the elimination of cadmium through atomic layer deposition. Science of The Total Environment, 2019, Vol. 688, pp. 1092-1101, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.06.343.

Chowdhury R., Apul D., Fry T. A life cycle based environmental impacts assessment of construction materials used in road construction. Resources, Conservation and Recycling, 2010, Vol. 54, Issue 4, pp. 250-255, doi: 10.1016/j.resconrec.2009.08.007.

Weckend Stephanie, Wade Andreas, Heath Garvin A. End of Life Management: Solar Photovoltaic Panels. United States, doi: 10.2172 / 1561525.

Tsang M., Sonnemann G., Bassani D. Life-cycle assessment of cradle-to-grave opportunities and environmental impacts of organic photovoltaic solar panels compared to conventional technologies. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2016, no 156, pp. 37-48.

Kang D., White T. P., Thomson, A. PV Module Recycling: Mining Australian Rooftops. 2015. Available at: https://www.semanticscholar.org/paper/PV-Module-Recycling%3A-Mining-Australian-Rooftops-Kang-White/d3237168273b50ce782fa85368d2cc18fd37eb5d (accessed 13.04.2021).

First Solar Recycling Recovers up to 90% of materials: First Solar; Available at: https://www.firstsolar.com/en/Modules/Recycling (accessed 13.04.2021).

Komoto Keiichi, Lee Jin-Seok, Zhang Jia, Ravikumar Dwarakanath, Sinha Parikhit, Wade Andreas, Heath Garvin A. End-of-Life Management of Photovoltaic Panels: Trends in PV Module Recycling Technologies. United States, 2018, doi: 10.2172/1561523.

Tawalbeh M., Al-Othman A., Kafiah F., Abdelsalam E., Almomani F., Alkasrawi M. Environmental impacts of solar photovoltaic systems: A critical review of recent progress and future outlook, Science of The Total Environment, 2021, Vol. 759, 143528, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.143528.

Giurco D., Dominish E., Florin N., Watari T., McLellan B. Requirements for Minerals and Metals for 100% Renewable Scenarios. In: Teske S. (eds) Achieving the Paris Climate Agreement Goals. Springer, Cham. 2020, pp. 437-457, doi: 10.1007/978-3-030-05843-2_11.

Grandell L., Höök M., Assessing Rare Metal Availability Challenges for Solar Energy Technologies. Sustainability, 2015, 7, 11818-11837, doi: 10.3390/su70911818.

Dominish E., Florin N., Teske S. Responsible minerals sourcing for renewable energy. Report prepared for Earthworks by the Institute for Sustainable Futures. University of Technology Sydney, 2019. 52 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-06-15

Як цитувати

Самойленко, Н. ., Катенін, В., & Баранова, А. (2021). ПЕРЕРОБКА ТА УТИЛІЗАЦІЯ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ СОНЯЧНИХ ПАНЕЛЕЙ. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях, (2(8), 121–126. https://doi.org/10.20998/2413-4295.2021.02.17

Номер

Розділ

Хімічні та харчові технології, екологія