Zmiany ukierunkowane na zwiększenie zasobooszczędności sektora energii słonecznej

Systemy fotowoltaiczne rozwijają się znacznie szybciej niż jakiekolwiek inne odnawialne źródła energii – dzieje się tak ze względu na możliwość pozyskiwania zrównoważonej, ekologicznej i taniej energii słonecznej. Według prognoz organizacji Solar Power Europe dotyczących globalnego rynku na lata 2018-2022, w 2017 roku zainstalowana moc wszystkich modułów fotowoltaicznych wykorzystywanych w Europie wzrosła o 31 % względem poprzedniego roku i osiągnęła 9,2 GW. „Jeśli Europa wykorzysta w pełni potencjał biznesowy taniej energii słonecznej, do 2022 roku ogólna zainstalowana moc może wynieść nawet 39,1 GW”.

Co więcej, ostatnie postępy w dziedzinie rozwiązań w zakresie magazynowania energii przyczyniły się do popularyzacji baterii podłączanych do instalacji fotowoltaicznych. Biorąc pod uwagę tak szybki rozwój rynku energii słonecznej, musimy liczyć się także z perspektywą zwiększonego wytwarzania odpadów, wśród których znajdą się między innymi wycofane z eksploatacji panele fotowoltaiczne. Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej szacuje, że do 2030 roku łączna ilość odpadów z paneli fotowoltaicznych wyniesie od 1,7 do 8 milionów ton, natomiast do 2050 roku wzrośnie do 60-78 milionów ton. Rozwiązaniem tego problemu zajmuje się finansowany przez Unię Europejską projekt CIRCUSOL, którego uczestnicy podjęli się opracowania oraz demonstracji modeli biznesowych opartych na systemach produktowo-usługowych na potrzeby sektora energetyki słonecznej.

Systemy produktowo-usługowe, które koncentrują się na sprzedaży usług i możliwości zamiast produktów, są zazwyczaj postrzegane jako środek pozwalający na realizację założeń gospodarki o obiegu zamkniętym, w ramach których działalność gospodarcza jest oddzielona od zużycia zasobów, a ilość powstających odpadów jest minimalizowana. Na stronie internetowej projektu czytamy: „W dzisiejszych czasach producenci i dostawcy sprzedają użytkownikom końcowym nowe panele fotowoltaiczne oraz baterie, a następnie to użytkownicy zajmują się wytwarzaniem i magazynowaniem energii słonecznej. Z chwilą, w której okres użytkowania ogniw fotowoltaicznych lub baterii dobiega końca, trafiają one do strumienia odpadów i są poddawane recyklingowi bądź utylizacji”. Dalej czytamy: „W ramach modelu systemu produktowo-usługowego opracowanego w projekcie CIRCUSOL, to dostawca odpowiada za wytwarzanie energii słonecznej i jej magazynowanie, a także dostarczanie jej użytkownikowi w formie usługi. Zarówno ogniwa fotowoltaiczne, jak i baterie są instalowane w miejscu wyznaczonym przez użytkownika, jednak dostawca pozostaje ich właścicielem i ponosi odpowiedzialność za ich optymalne działanie. Kiedy ich okres użytkowania w danym miejscu dobiegnie końca, dostawca odbiera swoje panele, a następnie podejmuje decyzję, czy zostaną wykorzystane ponownie w innej lokalizacji, czy raczej powinny zostać poddane recyklingowi”.

Problemy związane z recyklingiem ogniw fotowoltaicznych

Zespół naukowców wspieranych w ramach finansowanych przez Unię Europejską projektów CIRCUSOL i PVMINDS zajął się badaniem problemów związanych z recyklingiem ogniw fotowoltaicznych, a także naprawą oraz odnawianiem wycofanych z eksploatacji lub uszkodzonych modułów słonecznych, co umożliwi ich ponowne wykorzystanie na potrzeby wytwarzania energii. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie „Progress in Photovoltaics”. Naukowcy poruszają w nim kwestię „znaczących zasobów wiedzy technologicznej i operacyjnej dotyczących kwestii związanych z obsługą wycofywanych z eksploatacji ogniw fotowoltaicznych, które już teraz istnieją i są nieustannie rozwijane na dojrzałych rynkach wykorzystujących ten rodzaj energii”. W badaniu czytamy także: „Z drugiej strony brakuje działań badawczo-rozwojowych dotyczących kwestii naprawy oraz odnawiania wycofanych z eksploatacji lub uszkodzonych modułów fotowoltaicznych. Problemem pozostaje także brak standaryzacji oraz konsolidacji najlepszych praktyk i usług komercyjnych w zakresie certyfikacji oraz badań niezawodności odnawianych ogniw fotowoltaicznych, a także rynków pozwalających na handel takimi urządzeniami – konieczne jest opracowanie w związku z tym systemów produktowo-usługowych lub modeli biznesowych”.

W ramach realizowanego aktualnie projektu CIRCUSOL (Circular business models for the solar power industry) naukowcy skupią się na weryfikacji opartych na obiegu zamkniętym modeli usług wytwarzania energii słonecznej w Belgii, Francji oraz w Szwajcarii na podstawie pięciu instalacji prototypowych na dużą skalę, obejmujących sektory mieszkalny, komercyjny oraz użyteczności publicznej. Projekt PVMINDS (Bottom-up PV module energy yield and integrated reliability model for site-specific design optimization) dobiegnie końca w 2020 roku. W ramach projektu trwają prace nad opracowaniem oddolnego modelu niezawodności dla wybranych rodzajów awarii oraz uszkodzeń modułów fotowoltaicznych. Niezawodność modułów fotowoltaicznych stanowi jeden z kluczowych czynników przekładających się na przewidywalność produkcji energii elektrycznej oraz obniżanie jej kosztów.

Więcej informacji:

strona projektu CIRCUSOL

projekt PVMINDS