Żywotność i utylizacja paneli fotowoltaicznych

Jaka jest żywotność paneli fotowoltaicznych?

Fotowoltaika to stale rozwijająca się technologia, w której każda dekada przynosi znaczące udoskonalenia. Trwałość paneli fotowoltaicznych jest jedną z istotniejszych kwestii, która bezpośrednio wpływa na opłacalność całej inwestycji. Jej wydłużenie ma kolosalne znaczenie nie tylko dla portfeli klientów, ale także ochrony środowiska.

Nie ma jednego uniwersalnego standardu określającego żywotność paneli fotowoltaicznych. Najstarsza funkcjonująca instalacja do pozyskiwania energii słonecznej liczy sobie już ponad 60 lat. Mimo to większość współczesnych producentów reklamuje się gwarantowaną trwałością 25 lat. Z uśrednionych szacunków wynika jednak, że realna żywotność instalacji wynosić może nawet 40–50 lat.

Istota problemu nie tkwi jednak w fizycznej trwałości paneli fotowoltaicznych, w których tak naprawdę nie ma elementów ulegających usterkom. Metalowa konstrukcja jest bardzo wytrzymała, a same ogniwa pokryte są ochronną warstwą pleksi. Ryzyko uszkodzeń mechanicznych czy negatywnego wpływu warunków pogodowych jest więc bardzo niskie.

Żywotność paneli fotowoltaicznych należałoby raczej mierzyć spadkiem ich wydajności. Zdaniem ekspertów może on wynosić nawet 0,5% rocznie. Utrata 20% wydajności uważana jest już za awarię techniczną i powinna skłaniać do wymiany.

Falownik, czyli najmniej trwały element fotowoltaiki

Aby panele fotowoltaiczne spełniały swoje zadanie, potrzebują inwertera energii na domowe potrzeby. Urządzenie to, zwane falownikiem, charakteryzuje się zdatnością do pracy przez okres około 10, w rzadkich przypadkach nawet do 20 lat. Możliwość jego niezależnej wymiany w dowolnym momencie nie ogranicza więc całościowej żywotności instalacji PV.

Co wpływa na trwałość paneli fotowoltaicznych?

Najnowsze generacje paneli fotowoltaicznych redukują spadek wydajności do minimum. Poza technologią na żywotność instalacji wpływają jednak również czynniki zewnętrzne takie jak:

• ekstremalne temperatury połączone z wysoką intensywnością promieniowania UV;
• zamarzająca woda towarzysząca wyjątkowo mroźnym zimom;
• intensywne gradobicia;
• wysokie wahania temperatury, zwłaszcza przebiegające z silnymi uderzeniami wiatru;
• nadmierna i długotrwała wilgoć.

Czy można przedłużyć żywotność paneli fotowoltaicznych?

Pierwszym krokiem do zagwarantowania maksymalnej żywności paneli fotowoltaicznych jest zadbanie o profesjonalną instalację i optymalną lokalizację. Wysokiej jakości komponenty oraz hermetyczna obudowa falownika mają kluczowe znaczenie. W przypadku istniejących już konstrukcji drobne prace utrzymaniowe mogą dodatkowo zwiększyć ich trwałość i wydajność.

Przede wszystkim, panele fotowoltaiczne powinny być regularnie kontrolowane pod kątem mocy zasilania. Monitorować należy również stan okablowania i sprawność podłączeń. Żywotność paneli fotowoltaicznych przedłużyć można także dzięki czyszczeniu ich z kurzu i innych osadów. Usługę tą wykonują na zlecenie specjalistyczne firmy.

Nie bez znaczenia są również warunki pracy wspomnianego wyżej falownika. Z uwagi na wysokie obciążenie związane z przekształcaniem energii słonecznej w elektryczną powinien on działać w niskich temperaturach. Przegrzewaniu inwertera zapobiega również dobry przepływ powietrza w miejscu instalacji.

Czy recykling paneli fotowoltaicznych jest możliwy?

Uszkodzone lub niedostatecznie wydajne panele fotowoltaiczne powinny zostać wymienione. Z uwagi na skalę instalacji, która w Polsce przekracza już moc 5 GW, utylizacja staje się sprawą kluczową. Nie tylko odciąża ona wysypiska, ale także pozwala odzyskiwać cenne metale w ramach tzw. gospodarki o zamkniętym obiegu (GOZ).

W świetle obowiązujących przepisów zużyte panele tratowane są jako „sprzęt elektryczny i elektroniczny”. Ponieważ jest to odpad wielkogabarytowy, złożony z różnych materiałów, nie mogą być zakwalifikowane jako zwykły odpad komunalny. Ich utylizacją zajmują się więc wyspecjalizowane firmy.

Zgodnie z wytycznymi UE odpowiedzialność za recykling paneli fotowoltaicznych powinna obciążać producentów. Polskie prawo nie reguluje precyzyjnie tej kwestii, ale według oficjalnych opinii Ministerstwa Aktywów Państwowych obowiązek zagospodarowania odpadów PV spoczywa na firmie wprowadzającej panele do obrotu. W praktyce utylizacją fotowoltaiki zajmują się jednak często sami właściciele.

Metody utylizacji paneli fotowoltaicznych

Pierwszym krokiem w procesie recyklingu paneli fotowoltaicznych jest demontaż instalacji. Polega on na odłączeniu kabli i innych urządzeń, a następnie pocięciu lub zgnieceniu samych paneli. Poszczególne materiały są segregowane i poddawane stosownym procesom utylizacyjnym.

Utylizacja paneli fotowoltaicznych dzieli się na transformację poszczególnych komponentów:

• Szkło i aluminium odzyskiwane są na poziomie nawet 90%–100% i przetapiane na surowce do dalszej produkcji.
• Nawet 80% wafli krzemowych nadaje się zwykle do ponownego użycia po wytrawieniu kwasem i wzbogaceniu. Uszkodzone wafle są przetapiane i wykorzystywane do produkcji nowych paneli fotowoltaicznych.
• Pozostałe komponenty są przetapiane w temperaturze 500°C celem odparowania elementów plastikowych.

Nieco inaczej wygląda recykling paneli fotowoltaicznych cienkowarstwowych. Specjalne niszczarki rozdrabniają całe elementy na frakcje o wielkości ok. 5 mm. Szkło odzyskiwane jest na podobnym poziomie 90%, natomiast metale stałe i płynne rozdziela się za pomocą wirówki.

Jak widać, przy zastosowaniu odpowiedniej technologii, utylizacja paneli fotowoltaicznych pozwala na odzysk większości materiałów. Tym samym spełniony zostaje postulat ekologiczności energii słonecznej.

Koszt utylizacji paneli fotowoltaicznych

Już dziś niektórzy producenci paneli fotowoltaicznych deklarują gotowość odebrania i utylizacji zużytego sprzętu. Tym samym opłata za recykling (przeczytaj również o upcyklingu) zawarta jest w cenie technologii. Uważa się, że praktyka taka stanie się wkrótce standardem.

Rzeczywisty koszt utylizacji paneli PV zależy od masy odpadów. Oficjalne stawki kształtują się na poziomie ok. 1,5 zł/kg netto i często uwzględniają również transport. W zależności od mocy instalacji całościowy koszt recyklingu paneli fotowoltaicznych w skali domu rodzinnego będzie kształtować się na poziomie 300–850 zł netto.

Przyszłość recyklingu fotowoltaiki

Zdaniem ekspertów obecnie znajdujemy się w fazie wzrostu zainteresowania panelami fotowoltaicznymi. Większość montowanych instalacji będzie jednak wykorzystywana jeszcze przez kolejnych 20–30 lat. Dopiero za kilka dekad przyjdzie się nam więc zmierzyć z utylizacją na większą skalę.

Już dziś powstają jednak wyspecjalizowane zakłady zajmujące się ściśle recyklingiem paneli fotowoltaicznych. Rozwijają się nie tylko moce przerobowe, ale także i sama technologia. W Polsce przygotowany został na przykład patent na bezodpadową metodę utylizacji paneli PV. Jego wdrożenie może nastąpić już w 2023 roku!

Przeczytaj również o różnicach między panelami fotowoltaicznymi a solarami.