Ein zweites Leben für alte Solarmodule

Der deutsche Gesetzgeber will, dass ein hoher Anteil der Photovoltaik-Altgeräte recycelt wird. (Bild: THM)

Der deutsche Gesetzgeber will, dass ein hoher Anteil der Photovoltaik-Altgeräte recycelt wird. (Bild: THM)

Solarstrom per Photo­voltaik zu erzeugen, ist im Sinne der Energie­wende und des Umwelt­schutzes. Doch was passiert mit ausge­dienten Photo­voltaik-Modulen? Lassen sie sich mit einem wirt­schaftlichen Verfahren wieder verwendbar machen? Eine techno­logische Lösung für dieses Problem soll ein Forschungs­vorhaben entwickeln, bei dem die TH Mittel­hessen mit mehreren Partnern kooperiert. Die Projekt­leitung hat Harald Weigand vom Kompetenz­zentrum für Energie- und Umwelt­systemtechnik der Hochschule. Er arbeitet dabei mit Ubbo Ricklefs vom Kompetenz­zentrum für Nano­technik und Photonik zusammen.

Bei dem Vorhaben geht es um die Entwicklung einer modularen Cradle-to-Cradle Prozess­kette zum funktions­erhaltenden Recycling von Photo­voltaik-Modulen (PVM). Der Begriff „Cradle-to-Cradle“ – von der Wiege bis zur Wiege – steht für öko­effiziente Ansätze in der Produktion. Auf techno­logischem Gebiet sind damit Komponenten gemeint, die dauerhaft in tech­nischen Kreis­läufen eingesetzt werden können.

Die Neuordnung des Elektro- und Elektronik­geräte­gesetzes, die 2015 in Kraft getreten ist, fordert hierzu­lande für Photo­voltaik-Altgeräte eine Verwertungs­quote von mindestens 80 Prozent. Auf den dazu bislang beschrit­tenen Wegen – unter anderem das Zerkleinern der PVM und Trennen von Glas, Metall und Silizium – könnte man diese Quote erfüllen. Sie führen aber zum Verlust der wertvollen techno­logischen Komponente.

Die Projekt­partner konzentrieren sich deshalb auf innovative Methoden, die durch ein technologie­erhaltendes Recycling den weit­gehenden Wert­erhalt von Silizium-PVM ermöglichen. Ihr Lösungskonzept soll für Geräte unterschied­licher Hersteller anwendbar sein. Die Prozess­kette sieht drei Phasen vor. Am Anfang steht eine Schadensanalyse, die unter­scheidet, ob ein Modul partiell wieder­verwendbar oder nur für ein rohstoffliches Recycling geeignet ist. Darauf folgt die mechanische Zerlegung der wieder­verwendbaren PVM. Schließlich werden aus nicht reparatur­fähigen Modulen die brauchbaren Siliziumwafer und andere Komponenten entnommen und unter Einsatz neuartiger Verfahren werter­haltend zu „Second-Life-Modulen“ zusammen­gebaut. Der verbleibende Rest – Glas, Silizium-Bruch, Aluminium­rahmen, Edelmetalle – wird im bestehenden Markt rohstofflich verwertet.

Das Projekt hat eine Laufzeit vom August 2016 bis Ende Juli 2018. Es umfasst analy­tische und konzep­tionelle Arbeiten, Labor­versuche, den Aufbau und Betrieb einer Pilot­anlage sowie einen ab­schließenden Praxistest. Am Ende will das Konsortium „eine innovative, wirt­schaftlich tragfähige und regional verankerte Lösung“ bieten, die einen zweiten Lebens­zyklus für ausge­diente PVM ermöglicht. (Quelle: THM)

Link: Kompetenzzentrum für Energie- und Umweltsystemtechnik, Technische Hochschule Mittelhessen, Gießen

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