توفر النفايات الناتجة عن الألواح الشمسية الكهروضوئية التالفة فرصةً حقيقيةً وقيّمةً لاستعادة قيمة المواد وخلق فرص عمل جديدة من خلال عمليات إعادة التدوير التي أصبحت ضرورة بيئية وفرصة اقتصادية.
ووفقاً للوكالة الدولية للطاقة المتجددة IRENA، أنه بحلول عام 2030 ستكون قيمة المواد الخام القابلة للاسترداد من الألواح الشمسية التالفة على مستوى العالم حوالي 450 مليون دولار. أي ما يعادل تكلفة المواد الخام اللازمة حالياً لإنتاج حوالي 60 مليون لوح شمسي كهروضوئي جديد. كما أن نقل الألواح الشمسية التالفة من مكبات النفايات إلى أماكن إعادة التدوير سيوفر مساحة كبيرة في المكبات إضافة إلى الحصول على قيمة المواد الخام.
مكونات اللوح الشمسي
يتم تصنيع الألواح الشمسية وتزويدها بإطار من الألومنيوم. كما يتم استخدام الزجاج كطبقة أمامية للألواح، وفي بعض الأحيان طبقة خلفية في الألواح ثنائية الوجه. وكذلك الأسلاك النحاسية وطبقات البوليمر والخلايا الشمسية المصنوعة من السيلكون.
يتم استخدام طبقات البوليمر لحماية اللوح من التعرض لعوامل الطقس الخارجية، ولكن يمكن لهذه الطبقات ان تجعل إعادة تدوير وتفكيك الألواح أمراً صعباً إذ أنه غالباً ما تكون درجات الحرارة المطلوبة لتخفيف أثر المادة اللاصقة مرتفعة.
ولكن على الرغم من ذلك، فإنه يمكن إعادة تدوير العديد من مكونات الألواح الشمسية الكهروضوئية ولاسيما الزجاج. فعملية إعادة تدويره معروفة منذ القدم فضلاً عن أنه يشكل حوالي 75% من وزن اللوح الشمسي. إضافة إلى ذلك، يمكن أن تتم إعادة التدوير لإطار الألمونيوم وللأسلاك النحاسية وصندوق التوصيلات «Junction Box» البلاستيكي.
تحتوي الألواح الشمسية على مواد أخرى قيمة كالفضة والنحاس ولكن بكميات قليلة جداً. كما أنها تحتوي أيضاً على بعض المعادن السامة كالرصاص والكاديوم. إضافة إلى ذلك، فإن الألواح الشمسية قد تحتوي على مواد مهمة أخرى كالقصدير والتيلوريوم والأنتيمون والغاليوم والإنديوم والتي قد توجد في بعض ألوح الفيلم الرقيق.
ومن الجدير بالذكر، أنه يمكن إعادة تدوير مكونات أنظمة الطاقة الشمسية الأخرى. بما فيها العواكس (inverters) ورفوف التثبيت والبطاريات.
عملية إعادة تدوير الألواح الشمسية
تتم في البداية عملية الفصل المادي. إذ يتم تفكيك إطار الألومنيوم والغلاف الزجاجي للوح. ويتم استخدام 100% من الألومنيوم و95% من الزجاج مرة أخرى.
بعد ذلك، يأتي دور المعالجة الحرارية. إذ يتم رفع درجة الحرارة إلى 500 درجة مئوية مما يؤدي إلى تبخير المكونات البلاستيكية الصغيرة ويسمح بفصل خلايا اللوح بسهولة إذ أنه يتم إعادة استخدام 85% من خلايا اللوح.
وأخيراً يأتي دور رقائق السيلكون. إذ يتم حفرها وصهرها في قوالب قابلة لإعادة الاستخدام. تتم إعادة توجيه 85% من السيلكون في ألواح شمسية جديدة ولكن يتم فقد 15% منه في هذه العملية.
خلاصة
تتمتع الألواح الشمسية الكهروضوئية بعمر طويل يتراوح من 20 إلى 30 عاماً. ونظراً لطول عمرها فإن عملية إعادة تدوير الألواح الشمسية الكهروضوئية تعد مفهوماً جديداً نسبياً، الأمر الذي دفع البعض إلى توقّع أن الألواح منتهية الصلاحية والتالفة سينتهي بها الأمر إلى مكب النفايات. وعلى الرغم من أن عملية إعادة تدوير الألواح ما زالت في مراحلها الأولى إلا أنها تسير على قدم وساق. ولا بد من توسيع نطاق إعادة التدوير بسرعة وخصوصاً مع النمو الهائل للطاقة الشمسية فضلاً عن أنه يمكن للمواد المعاد تدويرها أن تلبي حوالي 30-50% من احتياجات تصنيع الطاقة الشمسية المحلية في الولايات المتحدة الأمريكية بحلول عام 2040 وذلك وفقاً لبحث نشره المختبر الوطني للطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة.
