Что делать с солнечными батареями?
В материалах рубрики использованы сообщения следующих журналов: «The Conversation», «The Economist», «Nature» (Великобритания), «Bild der Wissenschaft» и «Forschung und Wissen» (Германия), «Food Quality and Preference» (Нидерланды), «PLOS ONE», «Scientific American», «Live Science» (США)
В Германии солнечные батареи применяются в таких широких масштабах и так давно, что уже возник вопрос, что делать с отслужившими?
Проблема стоит и перед другими странами, особенно перед Китаем, США, Японией и Индией, Германия тут на пятом месте. Уже появились предприятия, дающие солнечным модулям вторую жизнь. Вес меди из кабелей, стекла и алюминиевых рам такой батареи составляет более 85% веса всего модуля. Утилизировать кабели несложно, а вот извлечь из старого модуля кремний не так-то просто, изготовители сделали всё, чтобы защитить его минимум на 20 лет от превратностей погоды и времени. И как раз прочность модулей затрудняет извлечение и дальнейшее использование этого дорогостоящего материала. Сравнительно малые остатки серебра, олова, свинца не используются, пластики сжигаются. В тонне остатков 25—50 кг приходится на высокочистый кремний, но для выделения его из лома пришлось бы затратить слишком много энергии и химикатов. Хотя отдельные такие опыты в Германии предпринимаются. Модуль весом 20 кг на вторично используемом кремнии даёт эффективность переработки света в энергию, пониженную на несколько процентных пунктов по сравнению с новой батареей.
Процедура извлечения кремния сложна и длительна. После освобождения от защитных оболочек сначала материал измельчают на зёрна размером 0,5—2 мм. Кремний отделяют от стекла электростатическими силами, пластики выделяют по их уменьшенной плотности. Полученный порошок чистого кремния переплавляют в кристалл, который затем режут на тонкие кремниевые пластины. Насколько это выгодно и безопасно с экологической точки зрения, разработчики метода пока не оценили.
Другой метод используется дрезденской компанией «Flaxres». В герметично замкнутой камере дроблёный на осколки модуль обстреливается мощными лазерными импульсами, разогреваясь до нескольких сот градусов, отчего пластики сгорают, стекло расплавляется, а кремний остаётся. За один цикл перерабатывается 7,5 т солнечных модулей. Получается более 200 кг кремния, 4 кг серебра и 4,9 т стекла высокого качества. Ежедневно так перерабатывается 10 т материала, несколько филиалов предприятия вскоре откроются в других городах Европы.
С третьим методом экспериментируют в Японии. Тонким ножом, нагретым до 300°С, кремниевый слой состругивается со стеклянной основы, после чего и он, и стекло хорошо поддаются рециклингу.
Дополнительная сложность любой переработки состоит в том, что у преобладающих сейчас на рынке солнечных батарей толщина рабочего слоя составляет в среднем 180 мкм, а в новых — всего от 1 до 5 мкм. Вообще разнообразие моделей с учётом формы и размеров уже настолько велико, что для облегчения их сортировки при рециклинге предлагают на каждой панели ставить QR-код с указанием её свойств.
Читайте в любое время
