Tái chế pin mặt trời: Giải pháp tối ưu kinh tế và giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Pin mặt trời sử dụng nguồn năng lượng tái tạo là mặt trời, có giá trị cao trong việc tối ưu hiệu quả kinh tế. Tái chế pin mặt trời giúp khai thác tối đa giá trị sử dụng của các thành phần cấu tạo nên tấm pin, giúp bảo vệ môi trường giảm thiểu sự ô nhiễm của nền công nghiệp năng lượng. Cùng RX Tradex tìm hiểu về việc tái chế pin mặt trời đem lại lợi ích gì cho kinh tế và môi trường.

1. Lượng rác thải pin mặt trời hết tuổi thọ sử dụng là bao nhiêu?

Trung bình một tấm mặt trời thải ra 1kg Cacbon trong suốt vòng đời của mình. Sau khi không còn hoạt động để tạo ra năng lượng nữa là lúc lượng rác thải của loại thiết bị này thật sự đáng bận tâm bởi những bộ phận cấu tạo nên nó như khung nhôm, kính cường lực, lớp EVA, lớp Solar cell, hộp đấu dây,…; các chất cấu tạo nên tấm pin gồm cadmium, crom, chì và một số chất độc hại khác – thứ mà không thể chôn hay đốt bởi khả năng gây ô nhiễm khủng khiếp.

2. Tuổi thọ của pin mặt trời

Theo các nghiên cứu, tuổi thọ trung bình của một tấm pin mặt trời là khoảng 30 năm. Quá trình đảm bảo hiệu suất tạo ra năng lượng của những tấm pin mặt trời giảm dần theo thời gian. Với 10 đến 12 năm đầu tiên, hiệu suất pin giảm tối đa là 10% và khi tới năm thứ 25 giảm tối đa 20%. Những con số này được đảm bảo bởi phần lớn các nhà sản xuất. Tuy nhiên, trên thực tế hiệu quả giảm xuống chỉ từ 6 đến 8% sau 25 năm.

Tuổi thọ của các tấm PV chất lượng cao thậm chí có thể đạt 30 đến 40 năm, và vẫn hoạt động sau đó, mặc dù với hiệu quả giảm. Pin năng lượng mặt trời có thể tái chế được khi không sử dụng. Theo ước tính của Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc tế (IRENA), thế giới có thể có 78 triệu tấn rác chỉ từ các tấm pin mặt trời vào năm 2050. Khi đó, năng lượng mặt trời không còn là nguồn năng lượng tự nhiên với khả năng tái tạo và thân thiện với môi trường nữa.

3. Quá trình tái chế pin mặt trời  

Ngoài các thành phần có khả năng gây nguy hiểm cho con người như chì và cadmium, các tấm pin mặt trời còn sử dụng nhiều loại vật liệu khác như thủy tinh, nhôm và silicon. Chúng có thể gây ra mối đe dọa khủng khiếp cho môi trường nếu không được xử lý và tái chế đúng cách.

Hiện nay, pin năng lượng mặt trời có 2 loại chủ yếu là pin mặt trời tinh thể Silicon và pin mặt trời màng mỏng. Các nghiên cứu đã được tiến hành để tìm ra cách tái chế cho những tấm pin mặt trời này, điều này thúc đẩy tạo ra những công nghệ tiến tiến và làm cho hiệu quả tái chế ở một số nơi đạt đến 96%. Cụ thể với từng loại pin như sau:

• Quy trình tái chế pin mặt trời Silicon:

Quy trình tái chế pin mặt trời này được bắt đầu bằng việc tách 3 thành phần chính của tấm pin mặt trời Silicon bao gồm khung, mặt kính và các tế bào quang điện. Dàn khung pin có hiệu quả tái chế gần như là 100% dùng để phục vụ cho công tác đúc khung mới. Mặt kính thủy tinh được tái chế đến 95%. Riêng các tế bào quang điện sẽ được xử lý ở nhiệt độ khoảng 500 độ C để bóc tách các thành phần như nhựa và tinh thể Silicon. Các thành phần nhiệt bay hơi sử dụng làm nguyên liệu cho các giai đoạn phía sau, riêng tinh thể sẽ được tách rời và tái sử dụng hoặc được nung chảy tạo thành Wafer để phục vụ chế tạo các Cell pin mới. Quy trình này cho hiệu suất tái chế Silicon lên tới 85%.

• Quy trình tái chế Pin màn mỏng hay Pin Thin-film

Loại pin mặt trời Thin-film hầu như ít sử dụng ở nước ta hiện nay. Do cấu tạo đặc biệt nên quy trình tái chế cũng trải qua những công đoạn phức tạp hơn, cụ thể:

• Bước 1: Các tấm pin Thin-film được được đưa trực tiếp và máy hủy để nghiền các thành phần về kích thước từ 4-5mm.
• Bước 2: Sau khi nghiền sẽ có được thành phần bao gồm chất lỏng và chất rắn được đưa vào máy quay ly tâm sẽ giữ lại phần rắn, chất lỏng được tách riêng.
• Bước 3: Sau khi chất lỏng được phân tách sẽ qua quy trình kết tủa và khử nước để tạo độ tính khiết, tiếp theo là quá trình phân tách kim loại và các chất bán dẫn khác nhau.

Quá trình này cho hiệu suất tái chế lên tới 95%. Riêng với các vật liệu trắng sẽ sàng lọc, rửa sạch và thu được khoảng 90% thủy tính cho một lần tái chế.

4. Một số lợi ích từ việc tái chế tấm pin năng lượng mặt trời

Giảm lượng chất thải độc hại: Các kim loại quý và chất bán dẫn được thu hồi, tái sử dụng thay vì bị chôn lấp gây ô nhiễm nguồn đất, nước, không khí và nguy cơ cháy nổ gây nguy hiểm cho toàn hệ sinh thái khu vực.

Giảm khai thác tài nguyên thiên nhiên: Việc tái chế giúp giảm nhu cầu khai thác quặng, kim loại thô mới. Việc tận dụng tối đa các thành phần cấu tạo của những sản phẩm pin đã qua sử dụng giúp tiết kiệm tài nguyên và nguồn năng lượng cho quá trình tạo ra sản phẩm mới.

Tiết kiệm chi phí: đối với doanh nghiệp sản xuất pin, nguồn tài nguyên được sử dụng trong các loại pin không phải là vô hạn, có giá thành khá cao vì thế việc biết tận dụng tái tạo những thành phần có trong pin giúp doanh nghiệp chủ động hơn trong việc kiểm soát đầu vào và chuỗi cung ứng nguyên liệu.

Kết luận:

Việc tái chế pin năng lượng mặt trời giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường tạo ra nhiều giá trị kinh tế, góp phần cho sự phát của nền kinh tế tuần hoàn. Tháng 10 này, RX Tradex tổ chức triển lãm WASTE AND RECYCLING VIETNAM EXPO đem đến những giải pháp công nghệ tái chế rác thải hiện đại nhất dành cho doanh nghiệp. Giúp doanh nghiệp xử lý rác thải đúng cách hướng đến nền kinh tế tuần hoàn bền vững, ngoài ra còn giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí xử lý với một quy trình cụ thể và khoa học. Sự kiện quy tụ những giải pháp công nghệ hiện đại nhất với những nhà cung cấp uy tín hàng đầu.