Německá recyklace křemíku uzavírá procesní smyčku zpracování solárních článků
Hmotnost všech momentálně instalovaných solárních panelů v Německu se blíží 5 milionům tun. Tento údaj, názorně dokládající narůstající popularitu OZE, současně demonstruje váhu problému, s nímž se v dohledné době budou potýkat specializovaná recyklační zařízení. Nejen v Německu, ale i ve světě, kde se hmotnost solárních instalací blíží dalším 55 milionům tun. Solární panely sice nabízí čistou energii, ale jejich životní cyklus se zatím bohužel nedal považovat za zcela uzavřený nebo dlouhodobě provozně udržitelný. Chcete-li, čistý. Jak to? Tři objemově nejpatrnější komponenty solárních panelů - sklo, hliník a plasty - sice recyklovat umíme, ale pořád tu ještě zůstával velmi výrazný podíl nezpracovaného křemíku.
Křemík na jedno použití
Křemík je surovinou pro výrobu polovodičů solárních článků, s jejíž materiálovou návratností se dosud příliš neoperovalo. Současná německá instalovaná kapacita solárních panelů, oněch 5 milionů tun fotovoltaiky, tak mimo jiné znamená i 150 000 jakostního křemíku, který by přišel po skončení životnosti solárních panelů vniveč. A právě to nyní inženýři Fraunhoferova institutu mění. V partnerské spolupráci mezi vývojáři z Centra pro křemíkovou fotovoltaiku CSP a techniky z oddělení Systému solární energetiky ISE, v návaznosti na německý recyklační gigant Reiling GmbH & Co. KG, se podařilo vyvinout metodu procesního zpracování křemíku, znovu-použitelného pro výrobu nových solárních panelů.
Přesněji řečeno, vydobýt z článků vyřazených solárních panelů křemík už nějakou dobu umíme. První velký přínos německých inženýrů tkví hlavně v tom, že přišli s metodou recyklace křemíku škálovatelnou na reálná měřítka průmyslové recyklace. „V laboratoři se totiž dá dokázat mnohé, ale ne vždy takové procesy dávají ekonomický smysl v reálné praxi,“ vysvětluje Peter Dold, profesor CSP. „Výhodou námi vyvinutého přístupu je to, že je užitečný a cenově dostupný i v kapacitním provozu a je již plně ozkoušený.“ Další pozitiva? Jimi navržené procesní zpracování umožňuje recyklaci všech typů krystalických křemíkových modulů, bez ohledu na jejich typ konstrukce, původ, výrobce. Je to metoda technicky univerzální.
Z vyřazených panelů vyrobíme nové
Její princip tkví v separaci fragmentů solárních článků, oddělených během mechanického drcení. Následuje třístupňové chemické „mokré“ čištění, při němž jsou například odstraňovány stopy povrchových filmů. Takto ošetřený křemík je pak zpracováván do podoby ingotů (buď monokrystalické nebo kvazi-monokrystalické), z nichž se pak „krájí“ plátky (salámky, wafers). Které je možné znovu využít při výrobě dalších solárních panelů. Bez dalších příměsí a dodatečných doplňků jakostního křemíku.
Inženýři Fraunhoferova institutu nezůstali stát u teorie, a skutečně z tohoto recyklátu nové PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) solární články vytvořili. Jejich konverzní efektivita během zkoušek dosahovala 19,7 %. „Což je sice pod hranicí 22,2 %, které nyní dosahují úplně nové PERC solární články, ale je to výrazně nad limitem efektivity, s níž dnes pracují staré solární panely,“ říká Dold. Materiál, získaný recyklací, tedy potvrdil svou hodnotu. Stal se opět surovinou.
reklama
Dále čtěte |
Další články autora |
Online diskuse
Všechny komentáře (74)
Pavel Hanzl
18.2.2022 08:34 Reaguje na Katka PazderůJe zajímavé, kolik lidí má realitu zcela naopak.
Jaroslav Řezáč
18.2.2022 10:19 Reaguje na Pavel HanzlZdenek Wenzel
18.2.2022 13:10 Reaguje na Jaroslav ŘezáčEmil Novák
18.2.2022 13:39 Reaguje na Zdenek WenzelZdenek Wenzel
20.2.2022 13:58 Reaguje na Emil NovákEmil Novák
20.2.2022 17:34 Reaguje na Zdenek WenzelZdenek Wenzel
21.2.2022 13:59 Reaguje na Emil NovákEmil Novák
21.2.2022 14:11 Reaguje na Zdenek WenzelZdenek Wenzel
21.2.2022 14:25 Reaguje na Emil NovákRadek Čuda
21.2.2022 14:37 Reaguje na Zdenek WenzelZdenek Wenzel
22.2.2022 15:01 Reaguje na Radek ČudaEmil Novák
21.2.2022 14:57 Reaguje na Zdenek WenzelRadek Čuda
21.2.2022 14:43 Reaguje na Zdenek WenzelJaroslav Studnička
18.2.2022 13:49 Reaguje na Zdenek WenzelAktuálně používané panely mají účinnost kolem 21%.
Roční využitelnost fotovoltaiky v našich podmínkách je 11%.
Zdenek Wenzel
21.2.2022 14:23 Reaguje na Jaroslav StudničkaVypere ti to 2x pračku se sušičkou zadara? Uvaříš s tou hodnotou v procentech oběd taky zadara? Máš vířivku na 42°C nahřátou a pouštíš si na půlhodiny infrasaunu? Dobiješ s tím BEV, aby jsi mohl s tím do práce a zpět? Uvažuj, že pokrok nezastavíš a jsou lidé, kteří tu fotovoltaiku berou jako hračku, ale hlavně jako čistý zdroj. A když to hezky svítí, tak mám dvojí radost a to nemusím, řezat, štípat, zatápět, přikládat a vynášet popel. Nikomu pod okny nečudím a to je asi to nejdůležitější. Žij a nech žít, ale nemel negativní kraviny.
Radek Čuda
21.2.2022 14:38 Reaguje na Zdenek WenzelPetr Pekařík
19.2.2022 15:02 Reaguje na Zdenek WenzelZdenek Wenzel
20.2.2022 14:07 Reaguje na Petr PekaříkPříspěvek byl kvůli porušení pravidel diskuze smazán.
Zdenek Wenzel
20.2.2022 14:09 Reaguje naPříspěvek byl kvůli porušení pravidel diskuze smazán.
pavel
18.2.2022 08:40Jaroslav Řezáč
18.2.2022 10:22 Reaguje na pavelPetr Pekařík
19.2.2022 15:03 Reaguje na pavelPavel Hanzl
22.2.2022 20:58 Reaguje na pavelProblém je nízká hustota a sice pravidelný, ale ne kontinuální výkon.
Výhodem je, že svítí úplně všude a hlavně zadarmo. Tak si vyberte.
Proti biopalivům má zase asi 200x větší výkon na plochu a nepotřebuje zádnou naftu a chemii.
Filip Kondapaneni
18.2.2022 09:09Zdenek Wenzel
18.2.2022 13:13 Reaguje na Filip KondapaneniEmil Novák
18.2.2022 13:32 Reaguje na Zdenek WenzelFilip Kondapaneni
19.2.2022 12:32 Reaguje na Zdenek WenzelZdenek Wenzel
20.2.2022 14:05 Reaguje na Filip KondapaneniRadek Čuda
21.2.2022 14:41 Reaguje na Zdenek WenzelŠikovnej, holt ti ten ústav svědčí:-).
Filip Kondapaneni
23.2.2022 13:58 Reaguje na Zdenek WenzelVěci jsou tak jak píšu a že mi je nevěříte, je váš problém. Tykání si vyprošuji, nejsme spolu v žádném pribuzenskem vztahu. Ještě jednou a nahlásím Vás.
Zdenek Wenzel
23.2.2022 23:33 Reaguje na Filip KondapaneniEmil Novák
24.2.2022 07:02 Reaguje na Zdenek WenzelFilip Kondapaneni
18.2.2022 09:19Samotná recyklace některých zajímavých materiálů je zatížená významnou ekologickou stopou, protože opět potřebujete hodně chemi, energie a rezidua která zůstanou jsou nebezpečným odpadem který nelze vždy rozumně zlikvidovat, takže se v tichosti "někde" skladuje pokud nejde spálit.
Jiří Svoboda
18.2.2022 11:49 Reaguje na Filip KondapaneniVše se to samozřejmě ekonomicky vyplatí. Možná ne dnes ale v roce 2030 určitě.
Petr Pekařík
19.2.2022 15:06 Reaguje na Jiří SvobodaJiří Svoboda
20.2.2022 07:58 Reaguje na Petr PekaříkJe asi třeba dodefinovat pojem, co je to "správná odpověď". Ta, co chtějí zadavatelé projektu slyšet.
vladimír šmídl
22.2.2022 22:49 Reaguje na Filip KondapaneniMiroslav Vinkler
18.2.2022 09:31Pokud však nestojí recyklační závod , který umí tržně zpracovat použité panely, tak jsou to pouťové výkřiky.
Dnes 18.2. 2022 je realita taková, že v celé EU není ani jedna firma, která by uměla zrecyklovat FV panel za nižší cenu, než je nákupní cena nového.
To samé platí u autobaterií.
Proto se tento elektronický šrot zabalí a pošle do Asie a Afriky jako ekonomická pomoc . :-)
Na místě č.1 v importu je africká Ghana , země, která kdysi produkovala to nejlepší kakao na světě.
Pokud právě zde nedojde ke změně, nemáme se o čem bavit.
Na straně jedné potíráme sodovkáč ( 0,005% účinnost) , na straně druhé vršíme do přírody milióny tun toxických odpadů!
Superpokrytectví evropských ekomagorů a ve svém důsledku vzniká více škod než užitku pro životní prostředí.
Z pohledu marxistické ekonomie nejde o nic jiného než o anti-ekologický neokolonialismus na počátku 21.století.
Tomas K
18.2.2022 15:09 Reaguje na Miroslav VinklerEmil Novák
18.2.2022 15:20 Reaguje na Tomas KMiroslav Vinkler
18.2.2022 20:25 Reaguje na Tomas KCož na rozdíl od rtuti, arsenu apod. je věc dosti podstatná.
Zkuste se podívat i na dostupné údaje z míst zkoušek jaderných zbraní nebo okolí Černobylu. Pustina to rozhodně není. Celá hysterie kolem jaderného odpadu má jeden základní prvek - jejich zneužití nikoli přírodou , ale člověkem -typicky teroristy.
Pavel Hanzl
23.2.2022 17:03 Reaguje na Miroslav VinklerRadek Čuda
21.2.2022 14:42 Reaguje na Zdenek WenzelAle ty zatím jen ublinkáváš ....
Zdenek Wenzel
22.2.2022 15:05 Reaguje na Radek ČudaMilan Keršláger
18.2.2022 10:03Miroslav Vinkler
18.2.2022 10:28 Reaguje na Milan KeršlágerFunkční panel z recyklátů , můj tip , bude 10ti násobně dražší.
Obdobné je to např. u vodíku, fosilní kg H2 pořídíte za 1.5€ , z OZE za 9.5€.
Dá se jednoduše prokázat, že i celá e-mobilita je humbuk, prostě není možné zajistit potřebný tok energie v únosném čase pro dobíjení e-aut apod.
Milan Dostál
18.2.2022 14:19 Reaguje na Milan KeršlágerPetr Pekařík
19.2.2022 15:08 Reaguje na Milan DostálPetr
18.2.2022 15:55Petr Pekařík
19.2.2022 15:09 Reaguje na PetrJirka Černý
19.2.2022 17:12 Reaguje na Petr PekaříkPetr Eliáš
21.2.2022 10:46 Reaguje na Petr Pekaříkhttps://oze.tzb-info.cz/fotovoltaika/22652-za-jak-dlouho-fotovoltaicky-panel-vyrobi-tolik-energie-kolik-se-vynalozilo-na-jeho-vyrobu
https://oenergetice.cz/rychle-zpravy/deset-mytu-domacich-fotovoltaickych-elektrarnach
vladimír šmídl
22.2.2022 23:05 Reaguje na Petr PekaříkPavel Hanzl
23.2.2022 09:09 Reaguje na vladimír šmídlSmrt vydrám
22.2.2022 18:41Pavel Hanzl
23.2.2022 09:02 Reaguje na Smrt vydrámRadim Polášek
24.2.2022 07:49 Reaguje na Smrt vydrámPavel Hanzl
15.3.2022 20:41 Reaguje na Radim PolášekPavel Hanzl
23.2.2022 09:13https://nazory.ihned.cz/komentare/c1-66882800-fotovoltaika-ceskou-pudu-nezabira-solarni-panely-jsou-pro-ni-navic-blahodarne
K tomu já ještě dodávám, že na výrobu biopaliv potřebujete obrovské množství nafty a agrochemikálií i lidské práce, což u fve zcelůa odpadá.
Celý tenhle segment je silně nesmyslný.
Filip Kondapaneni
23.2.2022 14:12 Reaguje na Pavel Hanzlvladimír šmídl
23.2.2022 22:27 Reaguje na Filip KondapaneniMám 3 mikrovlnné trouby, z toho první je v záruce a skutečně nefunguje , druhou a třetí jsem si přinesl ze zvědavosti od popelnic: jedna nemá funkční klávesu 3, druhá 5, takže fungují lépe, než ta nová. Přinesl jsem si troje nástěnné hodiny s obráceně napólovanou baterkou.
Po ,,odborné" opravě fungují.To je ta ,,decentralizovaná" péče.
Pavel Hanzl
15.3.2022 20:35 Reaguje na Filip KondapaneniRadim Polášek
24.2.2022 08:26Křemík pro fotovoltaické články je superčistý materiál. Pokud se solární články recyklují tak, že se rozdrtí a vzniklá drť se až následně třídí, je vytřídění drti křemíku na takové úrovni, aby byla ta čistota respektována, velmi náročný proces, energeticky i množstvím odpadů. Předpokládám, že se preferuje mnohonásobná flotace a současně čištění drti křemíků od všelijakých nanesených vrstev ve vodních lázních, takže vzniká velká spousta vodních odpadů s technologickými látkami z flotace, které se mohou ve vodě dost obtížně likvidovat.
Ale i potom je problém s čistotu toho křemíku. Fukčnost polovodičových součástek na křemíku včetně fotovoltaických článků je totiž vytvářena vrstvami s různou vodivostí P a N, které jsou vytvářeny dotováním různých míst křemíku různými příměsemi. Pouhým získáním superčisté křemíkové drti a jejím stavením získáme křemík, který je těmi dotačními prvky už v jejich celém objemu znečištěný. Záleží přirozeně na jejich koncentraci v tom křemíku, je dost možné, že po první recyklaci je těch nyní znečišťujících prvků v křemíku tak málo, že je možné i v takovém částečně znečištěném křemíku vytvořit dalším dotováním funkční vrstvy s vodivostí P a N a tudíž je možné z takového křemíku vyrobit nové fotovoltaické články. Ale, protože křemík je už určitým způsobem znečištěný, budou takové články horší než fotovoltaické články udělané z primárně vyrobeného křemíku. Přirozeně jsou technologie, jakými je možné z taveniny křemíku, ve které jsou rozpuštěné současně prvky přinášející vodivost P i vodivost N získávat krystal, ve kterém jsou střídavě vrstvy s vodivostí P a s vodivostí N a z nich potom vyrábět polovodičové součástky, jsou ale tyto technlogie vhodné pro výroby plošných prvků, jako jsou FV články?
Neboli když to shrnu, recyklace křemíku z FV článku jejich rozdrcením je jednoznačně možná a proveditelná. Nevíme ale, jak drahé a náročné na energii a životní prostředí je získat ze směsi různých materiálů po rozdrcení FV panelů superčistou drť toho křemíku a jak je drahé z té superčisté drti získat dalšími čisticími operacemi křemík srovnatelný s křemíkem z primární výroby z nějakého čistého písku či křemene či křišťálu.
Jestli nebude lepší, levnější a méně náročné pro životní prostředí vzít čistý písek nebo vytěžit křišťál, tedy suroviny, kterých je na zemi dost a vyrobit superčistý čistý křemík pro polovodiče z nich. A onu drť z křemíkových panelů používat pro náhradní jiné účely, kde její větší znečištění nevadí. Například jako zdroj křemíku coby prvku čistícího roztavené kovy jako železo od nežádoucích příměsí nebo rovnou jako legující přísadu do ocelí nebo do slitin hliníku a dalších kovů. Pokud bude taková drt levnější než například dnes používané ferosilicium.