Premýšľali ste niekedy, kam putujú solárne panely po tom, čo doslúžia? Dajú sa recyklovať alebo ide o problematický odpad?
Solárne panely sú jedným z prvých symbolov alternatívnej, trvalo udržateľnej energetiky, energetiky budúcnosti. A skutočne, v praxi sa fotovoltaické systémy osvedčili ako efektívne kolektory slnečnej energie, určené na generovanie a dodávku elektriny pre komerčné použitie. Solárne panely však majú aj svoju pomerne často opomínanú „tienistú“ stránku. Nefunkčné sa stávajú odpadom, ktorý je z hľadiska svojho zloženia len ťažko recyklovateľný.
Najdôležitejším komponentom solárneho panelu je kremík. Tvrdá krehká pevná kryštalická látka je po kyslíku, druhým najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre. Určite ste už spozorovali malé čierne smietka v piesku na pláži. Správne, je to kremík, o ktorom Russell Shoemaker Ochs, zistil, že je schopný prirodzene premeniť slnečné žiarenie na elektrickú energiu. Ochs bol jedným z členov vedeckého týmu v Bell Labs, podieľajúci sa na vývoji prvého solárneho článku.
V súčasnosti existujú tri rozličné spôsoby, ako zakomponovať kremík do panelu. Monokryštalické solárne panely sú najefektívnejšie, no súčasne ide o najdrahšiu možnosť. Kremíkov pláty sa jednotlivo oddeľujú z veľkého kusu kremíka a pripevňujú sa na panel. Ide o panely s najpriľahlejším a najlesklejším povrchom. Polykryštalické solárne panely sú zložené z množstva roztavených kúskov kremíkových kryštálov, nanesených na panel. Sú sfarbené do modra, lacnejšie a menej efektívne. Tretím druhom sú amorfné kremíkové články. Ide o film, ktorým sa potiahne sklo, kov alebo plast. Nie sú veľmi efektívne, ich výhodou je, že sú tenké a flexibilné.
Fotovoltaický systém netvoria len kremíkové články. Štandardne sú uložené do sklenených puzdier, aby sa zamedzilo ich poškodeniu a prílišnému nahrievaniu, čo súčasne znižuje ich efektívnosť. Súčasťou systému sú samozrejme aj rozvody a kovové časti konštrukcie.
Podľa doterajších štúdií by mal byť solárny panel vyradený z prevádzky po viac ako 30 rokoch. Podľa oficiálnych prehlásení väčšiny výrobcov sa rokmi mení aj jeho efektivita. Medzi 10 a 12 rokom údajne o 10 percent a po 25 roku o 20 percent. No nemusí to tak byť vždy. V skutočnosti sa ukázalo, že u mnohých kvalitných fotovoltaických došlo po 25 rokoch k zníženiu výkonnosti len o 6 až 8 percent, čo znamená, že ich životnosť môže byť napokon aj viac ako 40 rokov.
V roku 2016 zverejnila Medzinárodná agentúra pre obnoviteľnú energiu správu, v ktorej uvádza, že po roku 2000 sa celosvetovo enormne navýšilo zavádzanie panelov do obehu. S nárastom trhu s fotovoltaikov bude fotovoltaický odpad predstavovať novú environmentálnu výzvu už do roku 2030. V roku 2016 sa podľa agentúry nachádzalo na svete približne 250 tisíc ton vyradených solárnych panelov. Do roku 2050 to môže byť až 78 miliónov ton tohto materiálu. Prioritou v tejto oblasti je preto vývoj recyklačnej schémy, ktorý by dokázal vrátiť do obehu čo najväčšie množstvo znovu použiteľných komponentov týchto systémov.
Recyklácia nie je nemožná, ale zatiaľ ide o náročný proces. Výziev je tu hneď niekoľko. Prvou je samotná veľkosť panelov. Pri generovaní elektrickej energie platí, že je tým efektívnejšia, čím väčší povrch má panel. Druhou je kompaktnosť množstva surových materiálov, vrátane skla, ťažkých kovov či vzácnych prvkov. Solárne panely nemožno len tak rozbiť, jednotlivé komponenty z nich odobrať a recyklovať. Nebezpečenstvo pre životné prostredie predstavujú predovšetkým spomínané ťažké kovy ako toxické kadmium či olovo, ktoré by sa takto mohli uvoľniť. Toxické látky je preto potrebné odstrániť ako prvé, a to bez rozbitia panelu.
Problém predstavuje aj sklo, ktoré sa nachádza na 90% PV panelov. Veľmi často je toto sklo znečistené (kadmiom, olovom, plastom či antimónom) a nemožno ho preto riadne recyklovať.
Napriek ťažkostiam s oddelením jednotlivých materiálov sa panely do istej miery recyklujú už dnes. Mono aj polykrštalické panely sa zahrievajú na 500 °C, aby bolo možné oddeliť kremík od kovu a hardweru. Približne 85% získaného kremíka možno opäť roztaviť a použiť. Z amorfných kremíkových článkov, použitých ako film na rôznych materiálovh možno opäť získať až 90% skla či polovodičových materiálov.
Z celkového pohľadu je však recyklácia zatiaľ technicky náročným a pomerne nákladným procesom. Na jej vývoji sa neustále pracuje, pretože skutočne efektívna recyklácia by mohla vrátiť do obehu nielen väčšinu použitých materiálov a ušetriť nemálo peňazí, ale súčasne aj energie a surových materiálov, nachádzajúcich sa v prírode. Čiastočné riešenie predstavuje aj trh s panelmi „z druhej ruky“ , teda s tými, ktoré sú staršie ako 30 rokov, a hoci nie tak efektívne, ale naďalej fungujú. Odborníci súčasne navrhujú zavedenie poplatku za nový solárny panel, ktorý by putoval do fondu na vyradenie a likvidáciu nefunkčných panelov.
Zdroj:
www.popularmechanics.com
www.greenmatch.co.uk
www.irena.org
www.news.energysage.com
Titulné foto:
Pixabay
