Solarmodul-Recycling: Müll gegen Geld (Leitfaden 2023)

Wann sollte man das Recycling von Solarmodulen in Betracht ziehen?

Das Recycling von Solarmodulen sollte in Erwägung gezogen werden, wenn die Module das Ende ihrer Nutzungsdauer erreicht haben, nicht mehr reparabel sind oder auf effizientere Module umgerüstet werden sollen. Im Allgemeinen gibt es einige Fälle, in denen Sie das Recycling von Solarmodulen in Betracht ziehen sollten:

Ende der Lebensdauer: Solarmodule haben in der Regel eine Lebensdauer von 25-30 Jahren, nach der ihre Effizienz abnimmt. An diesem Punkt ist das Recycling eine sinnvolle Option.

Technische Defekte: Wenn Ihre Solarmodule erhebliche technische Mängel aufweisen, wie z. B. umfangreiche Zellschäden oder elektrische Probleme, kann das Recycling sinnvoller sein als eine Reparatur.

Aufrüstungen: Wenn Sie sich entschließen, Ihre vorhandenen Solarmodule durch modernere und effizientere Modelle zu ersetzen, gewährleistet das Recycling die ordnungsgemäße Entsorgung der alten Module.

Sturmschäden: Nach Naturkatastrophen oder schweren Stürmen sollten beschädigte Module, die nicht wiederhergestellt werden können, recycelt werden, um die Umweltbelastung zu minimieren.

Umweltvorschriften: In einigen Regionen gibt es Vorschriften und Anforderungen für die ordnungsgemäße Entsorgung und das Recycling von Solarmodulen. Die Einhaltung dieser Vorschriften ist unerlässlich.

Das Recycling von Solarmodulen in diesen Fällen ist nicht nur umweltfreundlich, sondern trägt auch dazu bei, wertvolle Materialien für die Verwendung in neuen Modulen zurückzugewinnen und Abfall zu reduzieren.

Recyclingwert von Solarmodulen

Solarmodule, ein Eckpfeiler des Sektors der erneuerbaren Energien, bestehen aus einer komplexen Zusammensetzung von Materialien, von denen viele einen hohen Wiederverwertungswert aufweisen. Monokristalline Solarmodule sind eine der gängigsten Arten von Solarmodulen, die heute auf dem Markt erhältlich sind. Im Folgenden werden die verschiedenen Bestandteile eines monokristallinen Silizium-Solarmoduls analysiert:

Silizium-Wafer:

Siliziumwafer sind das Herzstück von Solarmodulen, die entweder aus polykristallinem oder monokristallinem Silizium hergestellt werden. Ihr hoher Reinheitsgrad ermöglicht ein effizientes Recycling und die anschließende Verwendung bei der Herstellung neuer Solarmodule, wodurch die Abhängigkeit von den begrenzten Siliziumressourcen verringert wird.

Prozentualer Anteil: Etwa 5-10% des Modulgewichts.
Wert: Höher. Der Recyclingwert von Siliziumwafern hängt vom Marktpreis für Silizium ab, der in der Regel zwischen einigen Dollar und einem Dutzend Dollar pro Kilogramm liegt.
Schwierigkeit des Recyclings: Mittel. Erfordert eine Technologie zur Trennung der Wafer vom EVA und zur weiteren Aufbereitung des Siliziums.

Rahmen (normalerweise aus Aluminium):

Die Rahmen von Solarmodulen bestehen in der Regel aus Aluminium, dessen mechanische Belastbarkeit und Eigenschaften sich perfekt für die Aufnahme und den Schutz von PV-Modulen eignen. Nach dem Recycling können sie dem Schmelzprozess unterzogen werden, was zur Herstellung neuer Aluminiumprodukte wie Rahmen, Halterungen oder anderer Aluminiumkomponenten führt.

Prozentualer Anteil: Etwa 5-10% des Modulgewichts.
Wert: Hoch. Der Recyclingwert von Aluminium liegt in der Regel im Bereich von einigen hundert bis einigen tausend Dollar pro Tonne.
Schwierigkeit des Recyclings: Gering. Die Recyclingtechnologie für Aluminium ist ausgereift.

Glas:

Glas ist ein sehr wichtiger Bestandteil von Solarmodulen, da es die Aufnahme des Sonnenlichts ermöglicht, das Licht zur Stromerzeugung auf die Zellen lenkt und die Zellen im Inneren des Solarmoduls wirksam vor äußeren physischen Schäden schützt. Bei Einfachglas-Solarmodulen wird in der Regel vollständig gehärtetes Glas verwendet, während bei Glas-Glas-Solarmodulen halbgehärtetes Glas zum Einsatz kommt. Recyceltes Glas kann für die Herstellung neuer Glasprodukte wieder eingeschmolzen oder weiterverarbeitet werden, wodurch die Abhängigkeit von Primärglasressourcen verringert wird.

Prozentualer Anteil: Etwa 75-80 % des Modulgewichts.
Wert: Der Recyclingwert von Glas ist relativ gering und liegt in der Regel im Bereich von zehn bis hundert Dollar pro Tonne.
Recycling-Schwierigkeit: Mäßig. Die Glasrecyclingtechnologie ist gut etabliert, aber es muss sichergestellt werden, dass das Glas vollständig von anderen Materialien getrennt wird.

EVA (Ethylen-Vinylacetat-Copolymer):

EVA ist ein wichtiges Material für die Verkapselung von Solarmodulen und eine der Garantien für die Lebensdauer des Solarmoduls. EVA spielt die Rolle der Versiegelung und Verklebung zum Schutz der Zellen im Inneren der Solarmodule. Ordnungsgemäß behandelte EVA-Folien können bei der Herstellung von Solarmodulen wiederverwendet werden, wodurch der Bedarf an neuen Materialien sinkt.

Prozentualer Anteil: Etwa 10% des Modulgewichts.
Wert: Gering. EVA ist schwieriger wiederzuverwenden, wobei der Hauptwert im Umweltschutz liegt.
Schwierigkeit des Recyclings: Hoch. Es müssen wirksame Methoden zur Trennung und Wiederverwendung von EVA entwickelt werden.

Rückseitenfolie:

Rückseitenfolien werden hauptsächlich verwendet, um Solarmodule vor der Erosion durch Licht, Feuchtigkeit, Hitze, Frost und andere raue Umwelteinflüsse auf ihre Verkapselungsfolie, Zellen und andere Materialien zu schützen. Zu den Materialien der Rückseitenfolie gehören im Allgemeinen Polymere und Aluminiumfolien. Diese können zur Wiederverwendung bei der Herstellung von Rückseitenfolien für Solarmodule oder für andere Anwendungen recycelt werden, wodurch die Verschwendung von Ressourcen verringert wird.

Prozentualer Anteil: Etwa 3-5% des Modulgewichts.
Wert: Hängt vom jeweiligen Material ab. Rückseiten aus Polymeren haben einen geringen Recyclingwert, während Rückseiten aus Glasfasern oder anderen Materialien einen hohen Recyclingwert haben können.
Recycling-Schwierigkeit: Mäßig. Erfordert eine Technologie zur Trennung der Rückwand von anderen Materialien.

Steckverbinder und Drähte:

Die Funktion der J-Box des Solarmoduls besteht darin, die vom Modul erzeugte Energie mit der Außenwelt zu verbinden.

Prozentualer Anteil: Weniger als 1%.
Wert: Höher, da sie Kupfer und andere wertvolle Metalle enthalten können.
Recycling-Schwierigkeit: Mittel.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Materialien, aus denen Solarmodule bestehen, einen außergewöhnlich hohen Wiederverwertungswert haben. Effektives Recycling und Wiederverwendung dienen dazu, den Ressourcenverbrauch einzuschränken, die Abfallproduktion zu minimieren und die nachhaltige Entwicklung des Sektors für saubere Energie voranzutreiben, um die ständig wachsende Nachfrage nach sauberer Energie zu decken. Dies trägt zum Aufbau eines umweltfreundlicheren und nachhaltigeren Energie-Ökosystems bei und sichert unseren Planeten und unsere Zukunft.

Recycling-Verfahren für Solarmodule

Es gibt zwei Hauptkategorien von Solarmodulen, für die jeweils unterschiedliche Recyclingverfahren erforderlich sind. Diese beiden Kategorien, nämlich die auf Silizium und die auf Dünnschicht basierenden Paneele, eignen sich für das Recycling mittels spezieller industrieller Verfahren. Gegenwärtig sind siliziumbasierte Paneele am weitesten verbreitet, doch die Materialien in Dünnschichtzellen behalten einen erheblichen Wert, was ihren potenziellen Beitrag zu nachhaltigen Recyclingverfahren unterstreicht.

Recycling von siliziumbasierten Panels:
Entfernung von Rahmen und Anschlusskasten: Dies beginnt mit einer sorgfältigen Demontage, um Aluminium- und Glaskomponenten zu trennen. Die entnommenen Rahmen und Anschlussdosen können für neue Panels wiederverwendet werden, wodurch der Bedarf an Rohstoffen sinkt.
Trennung von Glas- und Siliziumwafern: Das Glas wird durch thermische, mechanische oder chemische Verfahren von den Siliziumwafern getrennt. Ungefähr 95 % des Glases kann wiederverwendet werden.

Thermische Behandlung: Die Materialien werden einer Behandlung bei 500 °C unterzogen, wodurch der einkapselnde Kunststoff verdampft. Selbst dieser Abfall wird als Wärmequelle wiederverwendet.
Reinigung von Silizium und Metallen: Durch chemische und elektrische Verfahren werden Siliziumwafer und Metalle gereinigt. Gereinigtes Silizium kann in Solarzellen und Metalle in der High-Tech-Industrie wiederverwendet werden.

Recycling von Dünnschichtplatten:
Zerkleinerung und Veredelung: Die Paneele werden einem Schredder zugeführt und in einer Hammermühle weiter zerkleinert, um sicherzustellen, dass die Partikel 4-5 mm oder kleiner sind.
Flüssigkeitsabscheidung: Eine rotierende Schnecke trennt feste und flüssige Bestandteile, wobei die Flüssigkeiten zur Reinheit ausgefällt und entwässert werden.
Halbleitermaterial: Eine Metallverarbeitungsstufe trennt Halbleitermaterialien ab und gewinnt etwa 95 % des Materials zurück.
Endgültige Glasrückgewinnung: Durch Spülung und Vibration werden bis zu 90 % der Glaselemente für die Wiedereinführung in den Produktionskreislauf erhalten, wodurch Abfälle minimiert und Ressourcen geschont werden.