إعادة التدوير هي عملية تحويل الأشياء القديمة أو التالفة إلى أشياء جديدة مفيدة. عند اختيار خيارات مستدامة كالطاقة الشمسية، قد تتساءل عن إمكانية إعادة تدوير الألواح الشمسية. في هذه المدونة، سنستكشف هذا الموضوع، ونقدم نظرة مفصلة على عملية إعادة التدوير.
هل يمكن إعادة تدوير الألواح الشمسية؟
نعم ! يمكن إعادة تدوير الألواح الشمسية لأن معظم مكوناتها قابلة لإعادة الاستخدام. المكونات الرئيسية للألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون هي الزجاج والبلاستيك والألومنيوم. تُعاد تدوير هذه المواد الثلاثة على نطاق واسع نظرًا لاستخدامها بكميات كبيرة. يمكن إعادة تدوير الزجاج، ويمكن استخدام 75% منه مرة أخرى.
تجدر الإشارة إلى أنه باستثناء الزجاج، يصعب إعادة تدوير المواد الموجودة داخل الخلايا الشمسية. في حين يمكن إعادة استخدام مكونات أخرى، مثل أنظمة الرفوف، والعاكس، وأنظمة البطاريات الاحتياطية.
إعادة التدوير عنصرٌ أساسيٌّ في عملية إيقاف التشغيل، وهي المرحلة الأخيرة من دورة حياة الألواح الشمسية. لذا، لفهم هذا المفهوم بشكلٍ أفضل، دعونا نستعرض مراحل دورة الحياة بالتفصيل.
ما هي دورة حياة الألواح الشمسية؟
يمكن تصنيف دورة حياة الألواح الشمسية إلى ثلاث مراحل: الإنتاج والاستخدام والإيقاف عن التشغيل.
1. إنتاج
تُعنى هذه المرحلة بتصميم الألواح الشمسية، وتوفير المواد اللازمة لتصنيعها . تتطلب مرحلة الإنتاج استثمارًا أوليًا للموارد والطاقة. وفي هذه المرحلة، يمكن للمصنعين التركيز أيضًا على تحسين كفاءة المنتج النهائي، والتأكيد على خفض انبعاثات الكربون.
2. استعمال
تُنتج الألواح الشمسية طاقة متجددة من خلال تسخير ضوء الشمس. تُعوض هذه المرحلة الطاقة المستهلكة أثناء الإنتاج قبل ضخها في الشبكة . وتختلف فترة استرداد الطاقة، حيث تتراوح عادةً بين ستة أشهر وسنتين، وذلك تبعًا للمنطقة والتقنيات المستخدمة. تدوم هذه الألواح الشمسية عادةً من 25 إلى 30 عامًا، مُنتجةً كمية كبيرة من الطاقة تُسهم في تحقيق أهداف الاستدامة.
3. وقف التشغيل
عندما تصل الألواح الشمسية إلى نهاية عمرها الافتراضي، يمكن النظر في خيارات مسؤولة مثل الإصلاح، وإعادة الاستخدام، والتجديد، وإعادة التدوير، أو التخلص منها بطريقة سليمة . ويهدف نهج الاقتصاد الدائري إلى الاستخدام الأمثل للموارد مع تقليل النفايات إلى أدنى حد. ومع ذلك، يُعدّ دفن النفايات الخيار الأقل استدامة، إذ يحتجز مواد قيّمة ويساهم في تدهور البيئة.
يمكنك أيضًا الاطلاع على: لماذا تتدهور الألواح الشمسية؟
ما هي تكلفة دورة الحياة (LCC)؟
تُعد تكلفة دورة الحياة (LCC) منهجيةً فعّالة لتقييم التكاليف المرتبطة بأنظمة الطاقة المتجددة. فهي تُظهر مزايا استخدام الطاقة المتجددة كمصدر بديل للطاقة، مقارنةً بالتكاليف المتكبدة عند الاعتماد على الوقود.
يتضمن نموذج حساب تكلفة دورة حياة نظام توليد الطاقة الكهروضوئية جمع بيانات التكلفة من أربعة مصادر مختلفة. وتشير النتائج إلى أن متوسط سعر الوحدة يبلغ حوالي 0.56 دولار لكل واط ذروة (Wp)، بينما تبلغ تكلفة الاستثمار الرأسمالي التقريبية 1.184 دولار لكل واط ذروة (Wp).
يمكن توزيع نموذج دورة الحياة الذي تم تطويره لنظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى خمس فئات تكلفة:
- التطوير/التخطيط (CDev)
- الأجهزة الكهربائية (CElec)
- تركيب الهياكل والأعمال المدنية (CCivil)
- التشغيل والصيانة (CO&M)
- الألواح الكهروضوئية (CPanel)
الصيغة لحساب تكلفة دورة الحياة هي،
LCC = CDev+ CPanel + CElec. + سيفيل + CO&M.
اقرأ أيضاً: إعادة تدوير الألواح الشمسية وتوربينات الرياح المنتهية الصلاحية: تجارة نفايات ضخمة لتكنولوجيا المناخ
ما هي عملية إعادة تدوير الألواح الشمسية؟
لقد تم إجراء العديد من المحاولات لتجديد وإعادة استخدام الألواح التي شهدت انخفاضًا في الكفاءة، أو بدلاً من ذلك إنقاذ المكونات القيمة منها.
هناك نوعان رئيسيان من الألواح الشمسية يتطلبان طرق إعادة تدوير مختلفة. فرغم أن هذه الوحدات قابلة لإعادة التدوير بالفعل، إلا أن عملية فصل المواد قد تكون شاقة للغاية وتتطلب استخدام آلات متطورة.
1. إعادة تدوير الألواح الشمسية القائمة على السيليكون
لضمان إعادة تدوير وحدة السيليكون بنجاح، من الضروري اتباع الخطوات الرئيسية التالية:
- استخدم يمكن إزالة الإطار المصنوع من الألومنيوم بسهولة ويمكن إعادة استخدامها بالكامل.
- يتم فصل الزجاج على حزام ناقل، حيث يكون 95% منه قابلاً لإعادة الاستخدام.
- يتم إجراء المعالجة الحرارية عند درجة حرارة 500 درجة مئوية.
- بعد ذلك تتبخر المكونات البلاستيكية الصغيرة مما يسهل عملية فصل الخلايا.
- يمكن حفر رقائق السيليكون وإذابتها في ألواح قابلة لإعادة الاستخدام، مع 80-85% من المواد قابلة لإعادة الاستخدام.
وتضمن التكنولوجيا المتقدمة عدم هدر أي جزء من هذا البلاستيك، حيث يتم إعادة استخدامه كمصدر حرارة قيم للمعالجة الحرارية الإضافية.
مرجع متقاطع: إعادة تدوير المواد من وحدة الخلايا الشمسية ذات القاعدة السيليكونية
انظر أيضاً: هل ستظل اللوحة الشمسية المتشققة تعمل؟
2. إعادة تدوير الألواح الشمسية القائمة على الأغشية الرقيقة
- A تقوم مطحنة المطرقة بطحن الجزيئات جيدًا حتى حجم موحد يبلغ 4-5 ملم.
- تعتبر هذه الخطوة ضرورية للغاية لأنها تسمح للطبقة الرقيقة التي تربط المواد معًا في الداخل بالكسر، مما يسهل إزالتها.
- وعلى النقيض من الألواح الكهروضوئية التي تعتمد على السيليكون، فإن المادة المتبقية تتكون من مزيج من المواد الصلبة والسائلة.
- A يفصل المسمار الدوار الأجزاء الصلبة عن السائلة عن طريق الاحتفاظ بها داخل أنبوب وجمع السائل في حاوية.
- ولضمان أعلى مستوى من النقاء، تخضع السوائل لعملية ترسيب وتجفيف دقيقة لفصل أشباه الموصلات.
- تعتمد الخطوة الأخيرة من العملية على التقنية المُحددة المُستخدمة في إنتاج الألواح. يتم عادة إعادة تدوير 95% من المواد شبه الموصلة.
غالبًا ما تكون الأجسام الصلبة ملوثة بما يُعرف بمواد الطبقات البينية. هذه المواد أخف وزنًا ويمكن إزالتها بسهولة باستخدام سطح هزاز. وأخيرًا، تخضع المادة لعملية شطف شاملة. ما يتبقى هو زجاج نقي، محتفظًا بنسبة 90% من مكوناته لإعادة تصنيعه بسهولة.
مرجع ذو صلة: إعادة تدوير الخلايا الشمسية الرقيقة بطريقة صديقة للبيئة
أين يمكن إعادة تدوير الألواح الشمسية؟
بما أنك تعلم أن الألواح الشمسية قابلة لإعادة التدوير وعملية إعادة التدوير، فلاحظ أن وفورات التكلفة التي توفرها غالبًا ما تكون ضئيلة. يمكنك الاطلاع على الروابط التالية التي تقدم حلولًا لبرامج إعادة التدوير.
1. الأرض 911
موقع EARTH911 RECYCLING SEARCH هو موقع إلكتروني متخصص في إعادة التدوير، ويشتهر بقاعدة بياناته الشاملة. يتميز الموقع بسهولة استخدامه، حيث يمكنك ببساطة إدخال نوع المادة التي ترغب في إعادة تدويرها مع الرمز البريدي الخاص بك، وسيعرض لك الموقع مراكز إعادة التدوير القريبة. كما يمكنك الحصول على المساعدة بسهولة عن طريق الاتصال بالرقم 1(800)CLEANUP.
2. برنامج إعادة تدوير الطاقة الشمسية الكهروضوئية الوطني التابع لـ SEIA
تأسس البرنامج الوطني لإعادة تدوير الألواح الكهروضوئية عام 2016، وهو عبارة عن شبكة من المنظمات التي تعمل على إعادة تدوير وإصلاح معدات الطاقة الشمسية المستعملة. ويتعاون البرنامج مع جمعية صناعات الطاقة الشمسية (SEIA) ضمن إطار البرنامج الوطني لإعادة تدوير الألواح الكهروضوئية التابع للجمعية، وذلك لتطوير ممارسات إعادة تدوير مسؤولة في هذا القطاع.
اقرأ أيضاً: 26 ممارسة صديقة للبيئة لنمط حياة يومي
ما هي تكلفة استبدال الألواح الشمسية؟
تعتمد التكلفة على مدى الضرر، وحجم اللوحة، وموقع تركيبها ، بينما تشمل النفقات المتبقية معدات الطاقة الشمسية والتصاريح اللازمة. فيما يلي تفصيل مبسط لتكلفة استبدال الألواح الشمسية:
- في المتوسط، عادة ما يكلف استبدال لوحة شمسية واحدة حوالي 300 إلى 500 دولار.
- يبلغ سعر إزالة وتركيب لوحة واحدة حوالي 100 دولار في الساعة.
- يمكن أن يكلفك إصلاح نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية ما بين 250 دولارًا إلى 1,700 دولارًا، وقد يتم تطبيق نفقات إضافية بناءً على احتياجات محددة.
ملاحظة: قد يختلف السعر حسب شركة الطاقة الشمسية أو المُركِّب الذي تختاره.
انظر أيضًا: كيفية التخلص من عقد ألواح الطاقة الشمسية
ما هي المدة التي ستستمر فيها الألواح الشمسية بدون الشمس؟
نعلم جميعًا أن الألواح الشمسية تستخدم ضوء الشمس لتحويل الفوتونات إلى كهرباء، لكنها قادرة على توليد بعض الطاقة حتى في الأيام الغائمة والمثلجة. تتوقف الألواح عن العمل ليلًا، لكن مكونات أخرى مثل محولات الطاقة الشمسية والبطاريات تستمر في تزويد المنزل بالطاقة.
لاحظ أن هذه الألواح يمكن أن تدوم لمدة تصل إلى ثلاثين عامًا أو أكثر، ولكن بدون ضوء الشمس، فلن تتمكن من تقديم أفضل أداء لها.
في هذه المقالة، تعرفتم على إمكانية إعادة تدوير الألواح الشمسية والعمليات المتعلقة بها. إعادة تدوير الألواح الشمسية لا يطيل عمرها الافتراضي فحسب، بل يقلل أيضًا من الأثر البيئي لإنتاج الطاقة. كما ناقشنا استبدال الألواح الشمسية وتكلفة دورة حياتها. لمزيد من المحتوى الشيق حول الطاقة الشمسية، تابعوا منشورات مدونتنا.
توصية: كم عدد الألواح المطلوبة في نظام الطاقة الشمسية بقدرة 4 كيلوواط؟
