リサイクルというとソーラーパネル、現実は、それらを分解してコンポーネントを再利用するよりも複雑です。現在行われているリサイクルプロセスは非効率的であり、言うまでもなく、材料回収のコストは法外に高額です。この価格帯では、完全に新しいパネルを購入した方が良いと考えるのも理解できます。しかし、製造時の排出ガスによる環境への影響を減らし、コストを削減し、有害な電子廃棄物を埋立地から遠ざけるなど、ソーラーパネルのリサイクルを最適化するインセンティブも存在します。太陽光発電技術の急速な発展に伴い、ソーラーパネルの適切な処理とリサイクルは太陽光発電市場にとって不可欠な要素となっています。
ソーラーパネルは何でできていますか?
シリコンベースのソーラーパネルソーラーパネルはリサイクル可能ですか?答えは、ソーラーパネルが何でできているかによって異なります。これを行うには、2 つの主要なタイプのソーラー パネルについて知っておく必要があります。シリコンは、太陽電池の製造に最も一般的に使用される半導体です。これは現在までに販売されたモジュールの 95% 以上を占めており、地球上で酸素に次いで 2 番目に豊富に存在する物質です。結晶シリコンセルは、結晶格子内で相互接続されたシリコン原子から作られています。この格子は、光エネルギーをより効率的に電気エネルギーに変換できるようにする組織化された構造を提供します。シリコンから作られた太陽電池は、モジュールが 25 年以上持続し、元の電力の 80% 以上を生成すると予想されるため、低コスト、高効率、長寿命の組み合わせを提供します。薄膜太陽電池パネル 薄膜太陽電池は、プラスチック、ガラス、金属などの支持材料上に PV 材料の薄層を堆積することによって作られます。薄膜太陽電池半導体には、主にセレン化銅インジウムガリウム (CIGS) とテルル化カドミウム (CdTe) の 2 種類があります。これらはすべて、モジュール表面の前面または背面に直接堆積できます。CdTe はシリコンに次いで 2 番目に一般的な太陽電池材料であり、そのセルは低コストの製造プロセスで製造できます。問題は、古き良きシリコンほど効率的ではないことです。CIGS セルに関しては、実験室で高効率な PV 材料の最高の特性を備えていますが、4 つの要素を組み合わせる複雑さにより、実験室から製造段階への移行がより困難になります。CdTe と CIGS はどちらも、長期間の動作を保証するためにシリコンよりも強力な保護を必要とします。
いつまでやるのソーラーパネル最後？
ほとんどの住宅用ソーラーパネルは、著しく劣化し始めるまで少なくとも 25 年は動作します。25 年後でも、パネルは元のレートの 80% で電力を出力しているはずです。したがって、ソーラーパネルは太陽光を太陽エネルギーに変換し続けますが、時間の経過とともに効率が低下するだけです。ソーラーパネルが完全に機能しなくなることは前例のないことですが、通常は劣化があれば交換を検討するのに十分であることに注意してください。時間の経過による機能低下に加えて、ソーラーパネルの効率に影響を与える可能性のある要因は他にもあります。要するに、ソーラーパネルが効果的に発電する期間が長ければ長いほど、より多くの費用を節約できるということです。
太陽光発電廃棄物 – 数字を見る
Recycle PV Solar の Sam Vanderhoof 氏によると、現在、ソーラー パネルの 10% がリサイクルされ、90% が埋め立てに捨てられています。ソーラーパネルのリサイクル分野が新たな技術的進歩を遂げているため、この数字は平衡に達すると予想されます。考慮すべき数値は次のとおりです。
上位 5 か国では、2050 年までに約 7,800 万トンの太陽光パネル廃棄物が発生すると予想されています
ソーラーパネルのリサイクルには15ドルから45ドルの費用がかかります
太陽光パネルを非危険埋め立て地に処分するには、1 ドル近くの費用がかかります
有害廃棄物を埋め立て地に処分する費用は約 5 ドルです
太陽光パネルからリサイクルされた材料は、2030 年までに約 4 億 5,000 万ドルの価値がある可能性がある
2050 年までに、すべてのリサイクル材料の価値は 150 億ドルを超える可能性があります。
太陽エネルギーの利用は増え続けており、遠い将来、すべての新築住宅にソーラーパネルが設置されることも、それほど遠い話ではありません。銀やシリコンなどの貴重な材料をソーラーパネルからリサイクルするには、カスタマイズされたソーラーパネルリサイクルソリューションが必要です。これらのソリューションの開発と、その広範な導入をサポートする政策の失敗は、惨事を招くことになります。
ソーラーパネルはリサイクルできますか?
ソーラーパネルは多くの場合、リサイクル可能または再利用可能な材料で作られています。ガラスや特定の金属などの部品はソーラーパネルの質量の約 80% を占めており、リサイクルが比較的簡単です。同様に、ソーラーパネルのポリマーや電子部品もリサイクルできます。しかし、ソーラーパネルのリサイクルの現実は、パネルを分解してコンポーネントを再利用することよりも複雑です。現在使用されているリサイクルプロセスは効率的ではありません。これは、材料をリサイクルするコストが新しいパネルを製造するコストよりも高くなる可能性があることを意味します。
材料の複雑な混合に関する懸念
現在販売されているソーラーパネルのほぼ95%は結晶シリコンで作られており、太陽電池はシリコン半導体で作られています。これらは何十年にもわたって風雨に耐えられるように設計されています。ソーラーパネルは、相互接続された太陽電池セルをプラスチックに封入し、ガラスとバックシートの間に挟んで作られています。一般的なパネルは、金属フレーム (通常はアルミニウム) と外側の銅線で構成されます。結晶シリコンパネルは主にガラスでできていますが、シリコン、銅、微量の銀、錫、鉛、プラスチック、アルミニウムも含まれています。ソーラーパネルのリサイクル会社はアルミニウムフレームと外側の銅線を分離することができますが、太陽電池セルは何層ものエチレン酢酸ビニル（EVA）プラスチックでカプセル化され、その後ガラスに接着されます。したがって、ウェーハから銀、高純度シリコン、銅を回収するには追加のプロセスが必要になります。
ソーラーパネルをリサイクルするにはどうすればよいですか?
ソーラーパネルをどのようにリサイクルしているのか疑問に思っているなら、解決する方法があります。ソーラーパネルの基本構成要素であるプラスチック、ガラス、金属は個別にリサイクルできますが、機能するソーラーパネル内では、これらの材料が組み合わされて単一の製品を形成します。したがって、本当の課題は、コンポーネントを分離して効率的にリサイクルすると同時に、より専門的なリサイクル手順を必要とするシリコンセルにも対処することにあります。パネルの種類に関係なく、ジャンクション ボックス、ケーブル、フレームを最初に取り外す必要があります。シリコンで構成されたパネルは通常、細断または破砕され、材料の種類に応じて機械的に分離され、さまざまなリサイクルプロセスに送られます。場合によっては、半導体やガラス材料からポリマー層を除去するために、剥離と呼ばれる化学的分離が必要になります。銅、銀、アルミニウム、シリコン、絶縁ケーブル、ガラス、シリコンなどの部品は機械的または化学的に分離してリサイクルできますが、CdTeソーラーパネル部品のリサイクルはシリコンのみで作られた部品よりも少し複雑です。これには、物理的および化学的な分離とそれに続く金属の沈殿が含まれます。他のプロセスには、ポリマーを熱的に燃やしたり、コンポーネントを引き離したりすることが含まれます。「ホットナイフ」技術は、華氏356度から392度に加熱した長いスチールブレードでパネルをスライスすることにより、ガラスを太陽電池から分離します。
太陽光発電廃棄物削減における第二世代太陽光パネル市場の重要性
再生ソーラーパネルは新品パネルよりもはるかに安く販売されており、太陽光廃棄物の削減に大いに役立ちます。電池に必要な半導体材料の量は限られているため、主な利点は製造コストと原材料コストが低いことです。「壊れていないパネルには、世界中のどこかで喜んで購入して再利用したい人が必ずいます」とジェイズ・エナジー・イクイップメントのオーナー、ジェイ・グラナット氏は説明する。第 2 世代のソーラー パネルは、新品のソーラー パネルと同等の効率を手頃な価格で提供する太陽光発電廃棄物の削減という点で魅力的な市場です。
結論
要するに、ソーラーパネルのリサイクルは簡単な作業ではなく、そのプロセスには多くの複雑さが伴うということです。しかしだからといって、太陽光発電のリサイクルを無視して埋め立て地に廃棄してもよいというわけではありません。たとえ他に理由がないとしても、私たちは、利己的な理由で太陽光パネルのリサイクルをもっと環境に優しいものにするべきです。私たちは、太陽光パネルの処理に誠実に取り組むことで、長い目で見ると私たちの生活を大切にします。
投稿時間: 2024 年 4 月 7 日