En stor fråga solcellsindustrin behöver besvara är hur man återanvänder uttjänta solceller, eller hur återvinning av solceller ska hanteras.
För att producera solcellspaneler krävs det mängder av energi, som när man framställer och renar kisel. Kisel i sig är inte miljöfarligt, det är en beståndsdel i vanlig sand. Men panelerna kan innehålla andra miljöfarliga ämnen som behöver hanteras när de kasseras. Om man kan återvinna material från panelerna kan solcellernas miljöbelastning dessutom minska ytterligare.
Mängden avfall från uttjänta solcellspaneler väntas också öka kraftigt i framtiden. Därför blir det allt viktigare att kunna återvinna solceller och även utöka deras livslängd.
I den här artikeln går vi igenom de olika processerna för återvinning såväl som för återbruk av solceller. Kortfattat är återvinning av solceller en komplicerad process som inte alltid är lönsam. Det går dock att återvinna vissa material, och solceller med försämrad kapacitet kan återbrukas för andra syften.
Återbruk av solceller
Återbruk förväxlas ofta med återvinning, men är något annat. Återbruk handlar om att förlänga livslängden och återanvända hela produkten som den är. Återvinning däremot handlar om att man plockar ut material som kan användas i produktionen av nya solceller eller helt andra produkter.
Solcellers livslängd brukar vara minst 30 år. Men ibland behöver solceller bytas ut tidigare än så. Solceller tenderar att tappa effektivitet med tiden och i många anläggningar finns det krav på hur mycket el panelerna måste kunna producera.
Så hur kan man återbruka en solpanel? Det går inte alltid, men det finns scenarion där återbruk är möjligt. Oftast byter man inte en panel för att den inte längre fungerar alls, utan snarare för att den har tappat i effekt mer än förväntat – då den inte längre producerar lika mycket el som den gjorde när den var ny.
Alla paneler tappar i effekt över tid, det är normalt, hur mycket panelen förväntas tappa i effekt garanteras via effektgarantin. En effektgaranti om 89% på 25 år betyder att panelen garanteras att generera minst 89% av sin nominella effekt år 25. För att vara tydlig så är det samtidigt extremt ovanligt att paneler från en seriös och väletablerad tillverkare tappar mer effekt än sin effektgaranti.
Det finns stor potential i återbruk. Ett exempel på möjligt återbruk är system för off-grid. Istället för att slänga dem helt kan man bygga om dem till bärbara solcellsladdare. Dessa kan man ha med sig överallt och ett sådant återbruk ökar livslängden markant.
En annan möjlighet är stora solcellsparker för återanvända solcellspaneler. Här skulle återbrukade solcellspaneler kunna roteras in tills de slutar fungera helt och inte längre är möjliga att laga.
Som ett sista exempel kan skadade solcellspaneler skickas till skolor och utbildningsprogram. Där kan de användas som utbildningsmaterial för att visa hur solceller fungerar och hur man installerar dem.
Återvinning
Återvinning, till skillnad från återbruk, syftar till att plocka isär panelen och återanvända så mycket av beståndsdelarna som möjligt till andra produkter.
Det är svårt att återvinna allt material i en solcellspanel. Exempel på sådant material är kisel, som är det viktigaste materialet för tillverkning av solceller.
I en annan artikel vi skrivit om solcellernas miljöpåverkan nämner vi att det krävs mycket energi för att utvinna, rena och dopa kisel för solceller. Kisel finns dock i stora mängder, vilket gör det mer lönsamt att utvinna kisel direkt från gruvorna än att återvinna kisel från gamla solceller.
Tyvärr kan man inte få tillbaka den energi som användes vid tillverkning av kislet. Däremot finns det andra material som är värda och enkla att återvinna från solcellspaneler, som metaller och glas.
Slutligen finns det många andra miljöskadliga ämnen som måste hanteras på rätt sätt. I tunnfilmssolceller används exempelvis kadmiumtellurid (CdTe) eller kopparindiumgalliumdiselenid (CIGS). CdTe är känt som ett farligt material och kan orsaka stora skador på växt- och djurliv om det inte återvinns korrekt. I äldre kristallina kiselsolceller kan det även förekomma kadmium eller bly. Vissa polymermaterial från kiselsolcellser kan också innehålla bisphenol a.
Återvinning av olika typer av solceller
Olika sorts solceller kräver olika återvinningsmetoder.
Det finns olika typer av solceller på marknaden och var och en har sin egen återvinningsprocess. Majoriteten av befolkningen har en av två typer i sina installationer – tunnfilmssolceller eller kristallina kiselsolceller.
Tunnfilmssolceller
Tunnfilmssolceller är den billigare varianten av solceller. De fungerar med hjälp av ett 1-10 mikrometer tjockt lager av CdTe eller CIGS. Alternativt kan lagret även vara av amorft kisel (a-Si).
De har kortare livslängd än kiselsolceller och är mindre effektiva, men har ändå sin plats på marknaden. Det faktum att de är så tunna gör dem lätthanterliga och flexibla. Detta gör dem särskilt lämpade för ojämna ytor som finns på vissa tak och fasader.
Tunnfilmssolceller innehåller fler miljöfarliga ämnen än kiselsolceller. Medan kiselsolceller mestadels innehåller kisel, som är relativt ofarligt, är både CdTe och CIGS extremt skadliga för miljön. Man bör därför vara väldigt noga med hur man återvinner tunnfilmssolceller.
Kristallina kisel-solceller
Kristallina kiselsolceller kallas kortfattat för kiselsolceller. De är tillverkade av rent kristallint kisel. Dessa solceller är både mer effektiva och mer robusta än tunnfilmssolceller. De är dock dyrare och svårare att tillverka.
Kiselsolceller används oftast i solpaneler som monteras på tak eller mark, eftersom de kräver starkt solljus för högsta effektivitet. De är dock svårare att hantera än tunnfilmssolceller och är mest optimala för platta ytor.
Det finns idag två typer av kiselsolceller, monokristallina och polykristallina. Monokristallina solceller är mer effektiva, dyrare och har en svart yta. Du kan läsa mer om dessa två varianter i vår artikel om hur solceller och solenergi fungerar.
Det är inte idag ekonomiskt möjligt att återvinna kislet i solpanelerna utan återvinningen fokuseras på övriga metaller och glas.
Återvinning av de olika delarna i en solcellsinstallation
Solcellspaneler består av olika skikt, oftast bottenplatta, folie, själva solcellerna, och en glasplatta i toppen. Solceller sitter ofta fast i polymerskikt, som är en typ av plastliknande lim.
Limmet gör det svårt att återvinna vissa solceller i dagsläget. Forskning och utveckling pågår och vi kommer i framtiden kunna se andra metoder som underlättar återvinning av solcellspaneler. Övriga material är dock lättare att återvinna. Panelerna har en ram av aluminium och ett glasskikt som kan smältas om.
I en solcellsinstallation behöver man mer än bara själva panelerna. Det krävs även en växelriktare och kablage. Vissa väljer till ett batteri. Växelriktare behövs för att omvandla likströmmen från panelerna till växelström som kan användas i fastigheten. Batterier är ett sätt att fördela strömmen över dygnet eftersom solceller bara producerar ström på dagtid.
Växelriktaren kan sorteras direkt som elektronikskrot. Glas och aluminium kan smältas för att bilda nytt material. Kablage består av koppar inuti som man kan smälta. Batterier är mer komplexa, men delar av dessa kan helt återvinnas.
Processen för återvinning av solceller
Det första steget i återvinning av en solcellspanel är själva demonteringen från anläggningen, alltså att koppla bort panelen från elsystemet och lossa panelen. Man slår av strömmen till växelriktaren, tar bort alla fästen som håller panelen på plats och plockar försiktigt bort panelen. Sedan tar man bort alla kablar från panelen.
Detta bör man dock inte göra själv. Dels finns en fallrisk när du arbetar på ett tak. Panelerna är också väldigt sköra och kan lätt gå sönder. Slutligen finns en risk att få ström i sig eftersom kablar och paneler kan vara strömförande. Du ska därför anlita en solcellsinstallatör för demontering och utbyte av solcellspaneler.
De olika komponenterna kan sedan hanteras separat. Beroende på typ av panel kan det finnas flera lager som behöver plockas isär, inklusive skyddsglas, monteringsram, bakplåt och solcellslager. I Sverige finns det inte ännu någon standardiserad rutin för återvinning av just solcellspaneler.
Demontering sker bäst av en auktoriserad elektriker eller utbildad solcellsmontör. Därefter kan man lämna in hela panelen som elskrot. Det är producenten av solceller som har ett ansvar att se till att det finns ett system för att plocka isär panelerna och återvinna innehållet. Du som ägare av en panel ansvarar för att panelen lämnas in till återvinning på rätt sätt.
Andra komponenter än solpanelerna är enklare att återvinna eftersom de redan har existerande processer för återvinning.
