Quản lý cuối vòng đời đối với quang điện (PV) đề cập đến các quá trình xảy ra khi các tấm pin mặt trời và tất cả các thành phần khác ngừng hoạt động. Có hàng triệu cơ sở lắp đặt năng lượng mặt trời được kết nối với lưới điện ở Hoa Kỳ, có nghĩa là có hàng trăm triệu tấm pin PV đang được sử dụng. Hầu hết các hệ thống PV còn non trẻ – khoảng 70% hệ thống năng lượng mặt trời đã được triển khai trong 5 năm qua. Tuổi thọ hoạt động ước tính của một mô-đun PV là khoảng 30-35 năm, mặc dù một số có thể sản xuất điện lâu hơn nhiều. Vì vậy, trong khi không có nhiều hệ thống đi vào dòng chất thải ngay bây giờ, nhiều hệ thống sẽ hết thời gian sử dụng trong vài thập kỷ tới.
Ngoài ra, các vật liệu, thiết kế và thực hành mới có thể giúp giảm tác động môi trường của sản xuất PV bằng cách giảm thiểu chất thải, sử dụng năng lượng, các tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và ô nhiễm.
Tại sao Quản lý PV cuối vòng đời lại quan trọng?
Theo Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế, lượng chất thải PV cuối vòng đời tích lũy ở Hoa Kỳ vào năm 2030 được dự báo là từ 170.000 đến 1 triệu tấn. Nói một cách tổng thể, có 200 triệu tấn chất thải rắn, không bao gồm các vật liệu tái chế và ủ, được tạo ra ở Hoa Kỳ mỗi năm. Mặc dù hư hỏng do thời tiết và lỗi lắp đặt gây ra hầu hết các vấn đề cuối đời nhưng một số người tiêu dùng và nhà vận hành nhà máy có thể chọn nâng cấp tấm pin của họ trước khi hết thời hạn bảo hành hoặc để tận dụng các cải tiến công nghệ.
Các quy trình tái chế cadmium telluride và mô-đun PV silicon tồn tại, nhưng ở Mỹ, chúng có giá cao hơn giá trị vật liệu thu được. Tập trung vào quản lý PV cuối vòng đời sẽ giúp Văn phòng Công nghệ Năng lượng Mặt trời của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (SETO) giảm các tác động môi trường của năng lượng mặt trời và cuối cùng làm cho năng lượng mặt trời có giá cả phải chăng hơn.
Nghiên cứu của SETO trong Quản lý cuối đời PV
SETO tài trợ cho nghiên cứu để phát triển các vật liệu và thiết kế mới có thể làm cho các sản phẩm PV bền lâu hơn, sản xuất ít tiêu tốn năng lượng hơn, dễ tái chế và thậm chí ít gây ô nhiễm hơn khi hết tuổi thọ. Các thực hành mới có thể nâng cao hiểu biết về các tác động môi trường để ngăn ngừa ô nhiễm ngoài ý muốn hoặc ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
SETO đã tài trợ cho các dự án tại Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) về phân tích vòng đời của các mô-đun PV và các mô hình chi phí để tái chế mô-đun. SETO cũng tài trợ cho NREL để điều phối các nỗ lực bền vững PV cho chương trình Hệ thống điện quang điện của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA-PVPS). Những nỗ lực này tập trung vào nghiên cứu và phân tích tái chế, đánh giá vòng đời của các mô-đun PV, cải thiện an toàn và sức khỏe môi trường trong sản xuất PV và xuất bản các báo cáo về quản lý cuối vòng đời cho các tấm PV. SETO cũng đã hỗ trợ NREL khảo sát các chính sách của tiểu bang và địa phương liên quan đến các mô-đun cuối vòng đời.
NREL đã công bố bản đánh giá đầu tiên về những nỗ lực trên toàn thế giới nhằm tái chế các mô-đun PV và xác định những cách tốt nhất để quản lý việc thải bỏ. Các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu các bài học kinh nghiệm từ IEA-PVPS để giúp thông báo cho các nhà sản xuất và các bên liên quan khác về các yêu cầu tái chế đối với phần cứng PV và nỗ lực thiết kế các mô-đun có thể tái sử dụng và các thiết bị khác. Các báo cáo phát hiện rằng nhiều nghiên cứu và phát triển là cần thiết trong quá trình thanh lọc silicon, phương pháp để tránh lãng phí trong sản xuất, giảm chi phí tái chế, và các khu vực khác.
Các giải thưởng phụ:
- Vào năm 2016, SETO đã trao tặng 700.000 đô la cho EnergyBin, một công ty đã tạo ra một thị trường trực tuyến cho nguồn cung cấp quá nhiều trong ngành công nghiệp năng lượng mặt trời và các thành phần khó tìm. Thị trường này cho phép tái sử dụng các vật liệu đã ngừng hoạt động, dưới dạng các thành phần dự án năng lượng mặt trời được bảo hành, chiết khấu từ các nguồn uy tín đã được kiểm định. Điều này mang lại sức sống mới cho các vật liệu cũ đồng thời giảm chi phí xây dựng và bảo trì dự án.
- Năm 2017, SETO đã trao 900.000 đô la cho SRI International , một tổ chức nghiên cứu phi lợi nhuận độc lập, để phát triển một quy trình hiệu quả hơn để tái chế chất thải silicon được tạo ra từ quá trình cắt wafer thành silicon cấp PV.
- Vào năm 2018, SETO đã trao tặng 150.000 đô la cho NREL để phân tích việc quản lý PV cuối vòng đời và hiệu quả của những nỗ lực thiết kế mô-đun và các thiết bị khác để tái sử dụng dễ dàng hơn.
- Cùng với Văn phòng Sản xuất Tiên tiến của Bộ Năng lượng , SETO đang tài trợ cho một dự án tại NREL tập trung vào việc phát triển chứng nhận cho các mô-đun bền vững và thiết kế các mô-đun có thể tái chế.
Đọc thêm bài viết:
Cách ghép nối các tấm pin năng lượng mặt trời
Top 10 các dự án năng lượng mặt trời tại Việt Nam.
Công suất 1 tấm pin năng lượng mặt trời bao nhiêu?
Tác hại của năng lượng mặt trời hiện nay ra sao?
Các loại pin năng lượng mặt trời được sử dụng trên thị trường hiện nay
