با رشد سریع ظرفیت نصب نیروگاه‌های خورشیدی در سراسر جهان، توجه به مدیریت پنل‌هایی که به پایان عمر مفید خود می‌رسند نیز اهمیت بیشتری پیدا کرده است. در حالی که پنل‌های خورشیدی معمولاً بین 25 تا 30 سال عمر می‌کنند، افزایش حجم نصب‌ها به این معناست که در سال‌های آینده تعداد بیشتری از پنل‌ها وارد مرحله بازیافت خواهند شد.

در همین راستا، شرکت آمریکایی SOLARCYCLE از آغاز فعالیت رسمی مرکز جدید بازیافت پنل‌های خورشیدی خود در شهر سیدارتاون (Cedartown) ایالت جورجیا خبر داده است؛ تأسیساتی که با هدف پردازش و بازیابی مواد ارزشمند موجود در پنل‌های خورشیدی احداث شده است.

آغاز بهره‌برداری از تأسیسات جورجیا

مرکز جدید SOLARCYCLE در ساختمانی به مساحت حدود 255 هزار فوت مربع راه‌اندازی شده و از فناوری اختصاصی این شرکت برای پردازش پنل‌های خورشیدی استفاده می‌کند.

به گفته این شرکت، فناوری جدید مورد استفاده در این مرکز نسبت به نسل قبلی خطوط بازیافت SOLARCYCLE ظرفیت بیشتری دارد و امکان پردازش حجم بالاتری از پنل‌های خورشیدی را فراهم می‌کند. این تأسیسات در حال حاضر فعالیت عملیاتی خود را آغاز کرده و قرار است به یکی از مراکز اصلی بازیافت پنل خورشیدی در ایالات متحده تبدیل شود.

بازیابی مواد ارزشمند از پنل‌های خورشیدی

یکی از اهداف اصلی این مرکز، بازیابی مواد ارزشمند موجود در پنل‌های خورشیدی و بازگرداندن آن‌ها به چرخه تولید است.

بر اساس اعلام SOLARCYCLE، فرآیند بازیافت این شرکت قادر است حدود 96 درصد ارزش مواد موجود در پنل‌های خورشیدی را بازیابی کند. این مواد شامل شیشه، آلومینیوم، مس، نقره و سایر مواد قابل استفاده در صنایع مختلف هستند.

بازیابی این مواد علاوه بر کاهش حجم ضایعات، می‌تواند نیاز به استخراج مواد خام جدید را نیز کاهش دهد و به توسعه زنجیره تأمین پایدارتر در صنعت خورشیدی کمک کند.

فرآیند بازیافت پنل‌ خورشیدی 

بخش عمده بازار جهانی انرژی خورشیدی از پنل‌های کریستالی سیلیکونی (Crystalline Silicon) تشکیل شده است. این پنل‌ها معمولاً از قاب آلومینیومی، شیشه، سیم‌های مسی، سلول‌های خورشیدی سیلیکونی، جعبه اتصال پلاستیکی (Junction Box)، لایه‌های پلیمری و صفحه پشتی تشکیل می‌شوند. لایه‌های پلیمری وظیفه محافظت از پنل در برابر رطوبت و شرایط محیطی را بر عهده دارند، اما در عین حال فرآیند جداسازی و بازیافت را پیچیده‌تر می‌کنند؛ زیرا برای جدا شدن این لایه‌ها معمولاً به فرآیندهای حرارتی نیاز است.

بسیاری از اجزای پنل‌های خورشیدی قابلیت بازیافت دارند. شیشه حدود 75 درصد وزن یک پنل را تشکیل می‌دهد و به دلیل وجود زیرساخت‌های گسترده بازیافت شیشه، یکی از مهم‌ترین مواد قابل بازیابی محسوب می‌شود. قاب آلومینیومی، سیم‌های مسی و جعبه اتصال نیز از دیگر اجزایی هستند که می‌توانند به‌راحتی وارد چرخه بازیافت شوند.

با این حال، بازیافت برخی مواد موجود در سلول‌های خورشیدی پیچیده‌تر است. فلزاتی مانند نقره و مس اگرچه ارزش اقتصادی بالایی دارند، اما در مقادیر نسبتاً کمی در پنل‌ها استفاده می‌شوند. همچنین برخی پنل‌ها ممکن است حاوی فلزاتی مانند سرب یا کادمیوم باشند که مدیریت صحیح آن‌ها در پایان عمر پنل اهمیت ویژه‌ای دارد. علاوه بر این، پنل‌های خورشیدی می‌توانند حاوی مواد ارزشمند دیگری مانند آلومینیوم، قلع، تلوریم، آنتیموان، گالیم و ایندیم باشند که بازیابی آن‌ها می‌تواند ارزش اقتصادی فرآیند بازیافت را افزایش دهد.

فرآیند بازیافت پنل‌های خورشیدی معمولاً شامل سه مرحله اصلی است:

در بسیاری از تأسیسات بازیافت، پس از جداسازی قاب و جعبه اتصال، پنل‌ها خرد و آسیاب می‌شوند تا مواد مختلف آن‌ها از یکدیگر تفکیک شود. در این فرآیند معمولاً شیشه، آلومینیوم و مس بازیابی می‌شوند، در حالی که برخی مواد دیگر ممکن است نیازمند فرآیندهای تخصصی‌تر برای استخراج و استفاده مجدد باشند.

علاوه بر پنل‌ها، سایر اجزای سامانه خورشیدی نیز قابلیت بازیافت دارند. اینورترها می‌توانند از طریق زنجیره بازیافت تجهیزات الکترونیکی بازیافت شوند، سازه‌ها و قفسه‌های فلزی در چرخه بازیافت فلزات قرار می‌گیرند و سامانه‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر باتری نیز از طریق برنامه‌های موجود بازیافت باتری مدیریت می‌شوند.

در پنل‌های فیلم نازک تلورید کادمیوم (CdTe) که سهم کمتری از بازار را در اختیار دارند، فرآیند بازیافت متفاوت است. برخی شرکت‌ها خطوط اختصاصی بازیافت این نوع پنل‌ها را توسعه داده‌اند که علاوه بر شیشه و مس، مواد نیمه‌هادی ارزشمند مانند کادمیوم و تلوریم را نیز بازیابی می‌کنند.

حرکت به سمت اقتصاد چرخشی

یکی از اهداف بلندمدت SOLARCYCLE ایجاد یک زنجیره تأمین مبتنی بر اقتصاد چرخشی در صنعت خورشیدی است؛ مدلی که در آن مواد بازیابی‌شده از پنل‌های پایان عمر، دوباره در تولید محصولات جدید مورد استفاده قرار می‌گیرند.

این شرکت پیش‌تر برنامه‌هایی برای توسعه ظرفیت تولید شیشه خورشیدی با استفاده از مواد بازیافتی اعلام کرده است. چنین رویکردی می‌تواند وابستگی صنعت به مواد اولیه جدید را کاهش داده و ارزش اقتصادی بازیافت پنل‌های خورشیدی را افزایش دهد.

چرا این پروژه اهمیت دارد؟

اگرچه بازیافت پنل‌های خورشیدی در سال‌های گذشته نیز انجام می‌شد، اما افزایش ظرفیت نیروگاه‌های خورشیدی باعث شده نیاز به تأسیسات تخصصی و بزرگ‌مقیاس بیش از گذشته احساس شود.

راه‌اندازی مرکز جورجیا نشان می‌دهد که بازیافت پنل‌های خورشیدی به تدریج از یک فعالیت محدود به بخشی مهم از زنجیره ارزش صنعت فتوولتائیک تبدیل می‌شود. با افزایش تعداد پنل‌های پایان عمر در دهه‌های آینده، زیرساخت‌هایی از این دست می‌توانند نقش مهمی در مدیریت ضایعات و بازیابی مواد ارزشمند ایفا کنند.

آغاز فعالیت مرکز جدید SOLARCYCLE در جورجیا را می‌توان یکی از گام‌های مهم صنعت خورشیدی آمریکا در حوزه بازیافت و مدیریت پایان عمر پنل‌ها دانست. این تأسیسات با تمرکز بر بازیابی مواد ارزشمند و بازگرداندن آن‌ها به چرخه تولید، نشان می‌دهد که توسعه صنعت خورشیدی تنها به نصب ظرفیت جدید محدود نیست و مدیریت پایدار تجهیزات نیز به بخشی جدایی‌ناپذیر از آینده این صنعت تبدیل شده است.