Informasi

Panel surya mulai menjadi masalah sampah beracun

Panel surya mulai menjadi masalah sampah beracun

Panel surya adalah sumber energi terbarukan yang semakin penting yang akan memainkan peran penting dalam memerangi perubahan iklim. Mereka juga merupakan bagian teknologi kompleks yang berubah menjadi limbah elektronik yang besar dan sangat besar di akhir hidup mereka, dan saat ini, sebagian besar dunia tidak memiliki rencana untuk mengatasinya.

Tapi kita harus segera mengembangkannya, karena limbah elektronik tenaga surya akan datang. Pada tahun 2050, Badan Energi Terbarukan Internasional memproyeksikan bahwa hingga 78 juta metrik ton panel surya akan mencapai akhir masa pakainya, dan bahwa dunia akan menghasilkan sekitar 6 juta metrik ton limbah elektronik surya baru per tahun. Sementara jumlah terbaru adalah sebagian kecil dari total limbah elektronik yang dihasilkan manusia setiap tahun, metode daur ulang elektronik standar tidak cukup untuk panel surya. Memulihkan bahan yang paling berharga, termasuk perak dan silikon, membutuhkan solusi daur ulang yang dipesan lebih dahulu. Dan jika kita tidak mengembangkan solusi tersebut bersamaan dengan kebijakan yang mendukung penerapannya secara luas, kita sudah tahu apa yang akan terjadi.

"Jika kita tidak menerapkan daur ulang, banyak modul akan dibuang ke tempat pembuangan sampah," kata peneliti tenaga surya Arizona State University Meng Tao, yang baru-baru ini menulis artikel ulasan tentang daur ulang panel surya silikon, yang terdiri dari 95 persen dari pasar tenaga surya.

Panel surya terdiri dari sel fotovoltaik (PV) yang mengubah sinar matahari menjadi listrik. Ketika panel-panel ini dibuang ke tempat pembuangan sampah, sumber daya yang berharga akan terbuang percuma. Dan karena panel surya mengandung bahan beracun seperti timbal yang dapat terlepas saat rusak, tempat pembuangan sampah juga menciptakan bahaya lingkungan baru.

Sebagian besar produsen tenaga surya mengklaim bahwa panel mereka akan bertahan sekitar 25 tahun, dan dunia tidak mulai menggunakan tenaga surya secara luas hingga awal tahun 2000. Akibatnya, beberapa panel telah dinonaktifkan hari ini. jumlah panel surya yang cukup kecil. PV CYCLE, sebuah organisasi nirlaba yang didedikasikan untuk pemulihan dan daur ulang panel surya, mengumpulkan beberapa ribu ton limbah elektronik surya di seluruh Uni Eropa setiap tahun, menurut direktur Jan Clyncke. Angka tersebut termasuk panel surya yang telah mencapai akhir masa pakainya, tetapi juga panel yang ditarik dari layanan lebih awal karena rusak akibat badai, memiliki beberapa jenis cacat pabrik, atau diganti dengan model yang lebih baru, dan efisien.

Ketika panel surya mencapai akhir hidupnya hari ini, mereka menghadapi beberapa kemungkinan nasib. Di bawah undang-undang UE, produsen harus memastikan bahwa panel surya mereka didaur ulang dengan benar. Di Jepang, India dan Australia, persyaratan daur ulang sedang dalam proses. Di Amerika Serikat, ini adalah Wild West: Dengan pengecualian undang-undang negara bagian di Washington, AS tidak memiliki mandat daur ulang tenaga surya. Upaya daur ulang sukarela yang dipimpin industri terbatas cakupannya. "Saat ini, kami cukup yakin jumlahnya sekitar 10 persen untuk panel surya daur ulang," kata Sam Vanderhoof, CEO Recycle PV Solar, satu-satunya perusahaan AS yang didedikasikan untuk daur ulang fotovoltaik. Sisanya, katanya, pergi ke tempat pembuangan sampah atau diekspor ke luar negeri untuk digunakan kembali di negara berkembang dengan perlindungan lingkungan yang lemah.

Bahkan saat daur ulang terjadi, masih banyak ruang untuk perbaikan. Panel surya pada dasarnya adalah sandwich elektronik. Pengisi adalah lapisan tipis sel silikon kristal, yang diisolasi dan dilindungi dari elemen di kedua sisi oleh polimer dan lembaran kaca. Semuanya disatukan dalam bingkai aluminium. Di bagian belakang panel, kotak persimpangan berisi kabel tembaga yang menyalurkan listrik saat dihasilkan.

Pendaur ulang sering kali melepas bingkai panel dan kotak sambungannya untuk mendapatkan kembali aluminium dan tembaga, kemudian merobek sisa modul, termasuk kaca, polimer, dan sel silikon, yang dilapisi dengan elektroda perak dan mereka disolder dengan timah dan timah. (Karena sebagian besar campuran tersebut menurut beratnya adalah kaca, produk yang dihasilkan dianggap sebagai kaca pecah yang tidak murni.) Tao dan rekan-rekannya memperkirakan bahwa pendaur ulang yang membongkar panel silikon 60-sel standar bisa mendapatkan sekitar $ 3 untuk bahan yang dipulihkan: aluminium, tembaga, dan kaca. Vanderhoof, sementara itu, mengatakan bahwa biaya daur ulang panel tersebut di AS berkisar antara $ 12 hingga $ 25, setelah biaya transportasi, yang "sering kali setara dengan biaya daur ulang." Pada saat yang sama, di negara bagian yang mengizinkannya, "kami pikir titik buta besar di Amerika Serikat untuk daur ulang adalah bahwa biayanya jauh melebihi pendapatan," kata Meng. "Itu di urutan rasio 10 banding 1."

Jika komponen panel surya yang paling berharga, yaitu silikon dan perak, dapat dipisahkan dan dimurnikan secara efisien, hal itu dapat meningkatkan pendapatan biaya. Sejumlah kecil pendaur ulang fotovoltaik surya khusus mencoba melakukan ini.

Veolia, yang mengoperasikan pabrik daur ulang silikon fotovoltaik skala komersial satu-satunya di dunia di Prancis, menggiling dan mencabik-cabik panel dan kemudian menggunakan teknik optik untuk memulihkan silikon dengan kemurnian rendah. Menurut Vanderhoof, Recycle PV Solar awalnya menggunakan "proses panas dan proses penggilingan bola" yang dapat memulihkan lebih dari 90 persen bahan yang ada di panel, termasuk perak dan silikon dengan kemurnian rendah. Tetapi perusahaan baru-baru ini menerima beberapa peralatan baru dari mitra Eropa yang dapat melakukan "pemulihan lebih dari 95 persen," katanya, sambil memisahkan bahan yang dipulihkan jauh lebih baik.

Beberapa peneliti PV ingin melakukan yang lebih baik dari itu. Dalam artikel ulasan terbaru lainnya, sebuah tim yang dipimpin oleh para ilmuwan dari National Renewable Energy Laboratory menyerukan pengembangan proses daur ulang baru di mana semua logam dan mineral dipulihkan dengan kemurnian tinggi, dengan tujuan menjadikan daur ulang yang paling ekonomis. layak dan sedapat mungkin bermanfaat bagi lingkungan. Seperti yang dijelaskan oleh penulis utama studi tersebut, Garvin Heath, proses semacam itu dapat mencakup penggunaan panas atau perlakuan kimiawi untuk memisahkan kaca dari sel silikon, diikuti dengan penerapan teknik kimia atau listrik lain untuk memisahkan dan memurnikan silikon dan berbagai lainnya. jejak logam.

"Apa yang kami minta adalah apa yang kami sebut sebagai sistem daur ulang terintegrasi bernilai tinggi," kata Heath kepada Grist. “Nilai tinggi berarti kami ingin memulihkan semua materi konstituen yang memiliki nilai dari modul ini. Terintegrasi mengacu pada proses daur ulang yang dapat menggunakan semua bahan ini dan tidak harus mengalir dari satu pendaur ulang ke pendaur ulang lainnya ”.

Selain mengembangkan metode daur ulang yang lebih baik, industri tenaga surya harus memikirkan tentang cara menggunakan kembali panel jika memungkinkan, karena panel surya bekas cenderung memiliki harga yang lebih tinggi daripada logam dan mineral yang dikandungnya (dan sejak itu). penggunaan kembali umumnya membutuhkan lebih sedikit energi daripada daur ulang). Seperti halnya dengan daur ulang, Uni Eropa berada di garis depan dalam hal ini: melalui program model bisnis melingkar untuk industri energi surya, Komisi Eropa mendanai serangkaian proyek demonstrasi yang menunjukkan bagaimana mereka dapat digunakan kembali. panel surya atap dan pembangkit listrik tenaga surya, bahkan untuk menggerakkan stasiun pengisian sepeda listrik di Berlin dan kompleks perumahan di Belgia.

Daur ulang PV Solar juga mensertifikasi ulang dan menjual kembali panel yang tidak rusak yang diterimanya, yang menurut Vanderhoof membantu mengimbangi biaya daur ulang. Namun, dia dan Tao prihatin bahwa beberapa pendaur ulang AS menjual panel surya bekas pakai yang dikontrol kualitasnya di luar negeri ke negara-negara berkembang. "Dan negara-negara tersebut biasanya tidak memiliki regulasi untuk limbah elektronik," kata Tao. "Jadi pada akhirnya, Anda mengubah masalah Anda menjadi negara miskin."

Agar industri daur ulang tenaga surya dapat tumbuh secara berkelanjutan, pada akhirnya diperlukan kebijakan dan peraturan yang mendukung. Model UE yang meminta produsen membiayai pemulihan dan daur ulang panel surya bisa jadi bagus untuk ditiru oleh Amerika Serikat. Tetapi sebelum itu terjadi, anggota parlemen AS harus menyadari bahwa masalahnya ada dan hanya berkembang, itulah sebabnya Vanderhoof menghabiskan banyak waktu untuk mendidik mereka.

“Kami harus menghadapi kenyataan bahwa panel surya gagal dari waktu ke waktu, dan jumlahnya banyak,” katanya. “Dan apa yang kita lakukan ketika mereka mulai gagal? Tidaklah benar untuk meletakkan tanggung jawab itu pada konsumen, dan di sanalah kita sekarang.


Video: Pasang sendiri 300 watt solar panel + Ongrid Inverter install 300watt solar panel DIY (September 2021).