Recykling zużytych modułów fotowoltaicznych metodami mechaniczno-termicznymi

Abstract

Instalacje fotowoltaiczne stały się bardzo popularnym rozwiązaniem na przestrzeni pierwszego dwudziestolecia XXI wieku.Spowodowane to było głównie rosnącym zainteresowaniem przemysłu i rządów poszczególnych państw dotyczącym skutków i kwestiiłagodzenia - zmian klimatycznych, potrzeby dekarbonizacji, jak również rosnącym zapotrzebowaniem na energię. Najbardziejpowszechnym problemem związanym z panelami fotowoltaicznymi (PV) jest to, że ich żywotność jest ograniczona, co powoduje, żeostatecznie będą musiały zostać wycofane z eksploatacji. Wraz z rozwojem mocy produkcyjnych PV na całym świecie, w przyszłościbędzie generowana duża ilość odpadów związanych z panelami fotowoltaicznymi. Ponieważ panele fotowoltaiczne zawierają metaleciężkie, takie jak ołów, kadm i cyna, może to mieć znaczący wpływ na środowisko naturalne. Ponadto, odpady te zawierają równieżcenne metale (np. srebro, gal, ind i german) oraz standardowe materiały (np. aluminium, szkło), które po odzyskaniu stanowią cenneźródło tych surowców. Oczekuje się, że opracowanie zrównoważonego, przyjaznego dla środowiska procesu recyklingu i maksymalizacjaodzysku komponentów z paneli fotowoltaicznych pod koniec ich życia rozwiąże problem odpadów fotowoltaicznych. W tejpracy zbadano trzy alternatywne metody recyklingu krzemowych paneli fotowoltaicznych (mono/polikrystalicznych) w oparciuo połączenie procesów mechanicznych i termicznych. Trzy metody odzysku polegały na wykorzystaniu kruszarki młotkowej, po którejzastosowano obróbkę termiczną i klasyfikację na sicie kwadratowym, kruszarki nożowej typu schredder, a następnie obróbkę termicznąi klasyfikację na sicie kwadratowym oraz obróbkę termiczną, po której następuje klasyfikacja na sicie szczelinowym. Przeprowadzonoanalizy otrzymanych produktów za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) i fluorescencji rentgenowskiej (XRF) w celuoceny efektów odzysku. Wyniki wykazały, że obróbka cieplna, a następnie zastosowanie sita szczelinowego jest najskuteczniejsząmetodą bezpośredniego odzyskiwania szkła dla wszystkich badanych typów modułów fotowoltaicznych.