Переробка та утилізація фотоелектричних сонячних панелей
Вантажиться...
Дата
2021
DOI
doi.org/10.20998/2413-4295.2021.02.17
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
Проаналізовано стійку тенденцію нарощування встановленої потужності сонячних електростанцій, що супроводжується поступовим накопиченням відходів сонячних панелей. Визначено основні чинники негативного впливу на довкілля і здоров’я людини виробництва сонячних фотоелектричних панелей та їх відходів. Проаналізовані сценарії накопичення відходів фотоелектричних модулів, охарактеризовані особливості утворення та накопичення відходів у теперішній час та у перспективі. З урахуванням терміну середньої експлуатації сонячних фотоелектричних панелей у 25 років, визначено, що обсяги відходів будуть помітно збільшуватися у період 2030…2035 рр., досягаючи піку між 2040 та 2050 рр. Охарактеризовано тип та склад фотоелектричних панелей, які визначають суть технології переробки відходів. Визначено, що на сьогодні більшість досліджень з переробки відходів сонячних фотоелектричних панелей зосереджено на модулях першого покоління, що пов’язується з масштабами експлуатації даних панелей та ринками продажу. З’ясовано, що у теперішній час виробництво сонячних фотоелектричних панелей, в якому витрачаються первинні природні матеріали, є досить природоємним, а безпосередньо переробка відходів не може задовольнити потреби виробництва фотоелектричних модулів. Обґрунтовується об’єктивна необхідність проведення у великих обсягах видобування корисних копалин та використання запасів цінних металів до настання періоду високоефективної переробки відходів сонячних фотоелектричних панелей, які б відповідали запитам виробництва. Розглянуті сучасні тенденції у технологічних дослідженнях і розробках вторинної переробки фотоелектричних модулів. Визначено, що по мірі збільшення обсягів виробництва сонячних фотоелектричних панелей і утворення відходів, вимоги щодо забезпечення природозберігаючої ефективності технологій переробки та утилізації відходів повинні бути більш жорсткими. Це передбачає підвищення ступеню переробки основних компонентів відходів, починаючи з 80…90 % і до максимально високого рівня. Визначено, що водночас з даною тенденцією, доцільно проводити розробку технологій утилізації не перероблювальних у теперішній час частин відходів.
The steady tendency of increasing the installed capacity of solar power plants, which is accompanied by the gradual accumulation of solar panel waste, is analyzed. The main factors of negative impact on the environment and directly on human health from the production of solar photovoltaic panels and waste of these panels are identified. The scenarios of solar photovoltaic panels waste accumulation are analyzed, the specifics of waste generation and accumulation in the present and in the future are characterized. Taking into account the average service life of solar photovoltaic panels in 25 years, it is determined that theamount of waste will increase significantly in the period of 2030…2035, reaching a peak between 2040 and 2050. The type and composition of photovoltaic panels, which determine the essence of waste processing technology, are characterized. It isdefined that today most research on waste recycling of solar photovoltaic panels focuses on the first generation ofmodules, which is associated with the scale of operation of these panels and sales markets. It was found that at present,the production of solar photovoltaic panels, which consumes primary natural materials, is characterized by nature intensity, and direct waste processing cannot meet the needs of the photovoltaic modules production. The objective necessity of carrying out large-scale extraction of minerals and use of precious metals before the period of highly efficient processing of waste solar photovoltaicpanels, which would meet the demands of production, is substantiated. Modern tendencies in technological researches and developments of secondary processing of photovoltaic modules are considered. It isdetermined that as the volume of solar photovoltaic panels production and waste generation increases, the requirements for ensuring the environmental efficiency of waste processing and disposal technologies should be more stringent. This involves increasing the recycling degree of the waste’s main components, starting from 80…90 % and to the highest possible level. Itis determined that at the same time with this tendency, it is expedient to develop technologies for recycling of non-recyclable parts of waste at present.
The steady tendency of increasing the installed capacity of solar power plants, which is accompanied by the gradual accumulation of solar panel waste, is analyzed. The main factors of negative impact on the environment and directly on human health from the production of solar photovoltaic panels and waste of these panels are identified. The scenarios of solar photovoltaic panels waste accumulation are analyzed, the specifics of waste generation and accumulation in the present and in the future are characterized. Taking into account the average service life of solar photovoltaic panels in 25 years, it is determined that theamount of waste will increase significantly in the period of 2030…2035, reaching a peak between 2040 and 2050. The type and composition of photovoltaic panels, which determine the essence of waste processing technology, are characterized. It isdefined that today most research on waste recycling of solar photovoltaic panels focuses on the first generation ofmodules, which is associated with the scale of operation of these panels and sales markets. It was found that at present,the production of solar photovoltaic panels, which consumes primary natural materials, is characterized by nature intensity, and direct waste processing cannot meet the needs of the photovoltaic modules production. The objective necessity of carrying out large-scale extraction of minerals and use of precious metals before the period of highly efficient processing of waste solar photovoltaicpanels, which would meet the demands of production, is substantiated. Modern tendencies in technological researches and developments of secondary processing of photovoltaic modules are considered. It isdetermined that as the volume of solar photovoltaic panels production and waste generation increases, the requirements for ensuring the environmental efficiency of waste processing and disposal technologies should be more stringent. This involves increasing the recycling degree of the waste’s main components, starting from 80…90 % and to the highest possible level. Itis determined that at the same time with this tendency, it is expedient to develop technologies for recycling of non-recyclable parts of waste at present.
Опис
Ключові слова
відходи сонячних фотоелектричних панелей, вплив на довкілля, накопичення відходів, solar photovoltaic panels waste, environmental impact, waste accumulation
Бібліографічний опис
Самойленко Н. М. Переробка та утилізація фотоелектричних сонячних панелей / Н. М. Самойленко, В. Д. Катенін, А. О. Баранова // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Нові рішення в сучасних технологіях : зб. наук. пр. = Bulletin of the National Technical University "KhPI". Ser. : New solutions in modern technology : col. of sci. papers. – Харків : НТУ "ХПІ", 2021. – № 2 (8). – С. 121-126.