acecook

Nghiên cứu và đánh giá mô hình tái chế rác thải từ pin năng lượng mặt trời

Công nghiệp năng lượng
18/02/2023 10:28
Những tấm pin mặt trời được sử dụng trong các hệ thống năng lượng mặt trời thường được làm từ các nguyên liệu như silic, đồng và nhôm. Tuy nhiên, pin mặt trời có tuổi thọ giới hạn, khi chúng được thay thế hoặc bỏ đi sẽ tạo ra các vấn đề về môi trường. Do đó, việc tái chế tấm pin mặt trời là một giải pháp tiềm năng để giảm thiểu tác động của chúng đối với môi trường.
aa
Mở đầu

Những tấm pin mặt trời được sử dụng trong các hệ thống năng lượng mặt trời thường được làm từ các nguyên liệu như silic, đồng và nhôm. Tuy nhiên, pin mặt trời có tuổi thọ giới hạn, khi chúng được thay thế hoặc bỏ đi sẽ tạo ra các vấn đề về môi trường. Do đó, việc tái chế tấm pin mặt trời là một giải pháp tiềm năng để giảm thiểu tác động của chúng đối với môi trường.

• Ứng dụng AI để nhận dạng tấm quang điện mặt trời bị hư hỏng
• Xử lý cell pin đã hỏng: Bài toán đặt ra khi ô tô điện trở nên thịnh hành

Quá trình tái chế tấm pin mặt trời bao gồm các bước sau:

1. Thu gom và tách các vật liệu

Những tấm pin mặt trời được đem đến các cơ sở tái chế, nơi chúng được tách ra để loại bỏ các vật liệu không cần thiết như nhựa, kim loại và kính. Việc tách các vật liệu này giúp cho việc tái chế tiếp theo trở nên dễ dàng hơn.

nghien cuu va danh gia mo hinh tai che rac thai tu pin nang luong mat troi
Hình 1: Tỉ lệ khối lượng thành phần các loại vật liệu trong tấm pin mặt trời.

nghien cuu va danh gia mo hinh tai che rac thai tu pin nang luong mat troi
Hình 2: Cấu trúc sắp xếp các lớp vật liệu của tấm pin mặt trời.

nghien cuu va danh gia mo hinh tai che rac thai tu pin nang luong mat troi
Hình 3 phân loại các vật liệu

2. Quá trình tái chế tinh thể

Đây là quá trình tái chế các tinh thể đã qua sử dụng, chẳng hạn như tinh thể silic, để tái sử dụng trong sản xuất các sản phẩm khác nhau. Các tinh thể này thường được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như sản xuất tấm pin mặt trời, thiết bị điện tử, vật liệu xây dựng và nhiều ứng dụng khác.

Quá trình tái chế tinh thể gồm các bước:

Thu thập và phân loại: Quá trình bắt đầu bằng việc thu thập các tinh thể đã qua sử dụng. Các tinh thể này thường được thu thập từ các tấm pin mặt trời, vật liệu điện tử hoặc các sản phẩm khác. Sau khi thu thập, chúng được phân loại theo loại tinh thể và độ tinh khiết.

Vệ sinh: Sau khi được phân loại, các tinh thể sẽ được làm sạch để loại bỏ các chất còn lại và bụi. Việc vệ sinh đảm bảo tinh khiết và chất lượng của các tinh thể được tái sử dụng.

Nghiền và xử lý: Sau khi được vệ sinh, các tinh thể sẽ được nghiền và xử lý để tách chúng ra khỏi các vật liệu khác như kim loại, nhựa và giấy. Các tinh thể được nghiền thành bột và chúng sẽ được xử lý với các chất hóa học để loại bỏ các chất độc hại và tạp chất.

Tách tinh thể: Sau khi các tinh thể được xử lý và loại bỏ các tạp chất, chúng sẽ được tách ra khỏi bột và các vật liệu khác. Các tinh thể này sẽ được sử dụng lại trong sản xuất các sản phẩm khác nhau, chẳng hạn như tấm pin mặt trời, thiết bị điện tử hoặc vật liệu xây dựng.

Quá trình tái chế tinh thể đòi hỏi sự sử dụng các kỹ thuật khoa học và công nghệ tiên tiến để thực hiện các bước nghiền, xử lý và tách tinh thể. Quá trình này giúp giảm thiểu sự lãng phí tài nguyên và giảm tác động của chúng ta đối với môi trường.

Việc xử lý các tấm pin điện mặt trời cũ để tái chế chúng có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phương pháp hoá học. Sau đây là một số phương pháp hoá học phổ biến được sử dụng để xử lý tấm pin điện mặt trời cũ:

nghien cuu va danh gia mo hinh tai che rac thai tu pin nang luong mat troi
Hình 4 Phương pháp xử lý.

Phương pháp xử lý bằng axit: Phương pháp này sử dụng axit như axit sunfuric để phân huỷ các thành phần của tấm pin điện mặt trời. Axit sunfuric sẽ phá vỡ các liên kết giữa các vật liệu khác nhau, giúp tách chúng ra khỏi nhau. Sau đó, các thành phần khác nhau có thể được tách ra và tái sử dụng hoặc tiêu hủy an toàn.

Phương pháp xử lý bằng natri hydroxit: Phương pháp này sử dụng natri hydroxit để phân huỷ các thành phần của tấm pin điện mặt trời. Natri hydroxit là một chất kiềm mạnh, có thể phân huỷ các liên kết giữa các vật liệu khác nhau. Sau đó, các thành phần khác nhau có thể được tách ra và tái sử dụng hoặc tiêu hủy an toàn.

Phương pháp xử lý bằng dung dịch ammonium: Phương pháp này sử dụng dung dịch ammonium để phân huỷ các thành phần của tấm pin điện mặt trời. Dung dịch ammonium cũng có tính chất tương tự như axit và kiềm, có thể phân huỷ các liên kết giữa các vật liệu khác nhau. Sau đó, các thành phần khác nhau có thể được tách ra và tái sử dụng hoặc tiêu hủy an toàn.

nghien cuu va danh gia mo hinh tai che rac thai tu pin nang luong mat troi
Hình 5 phương pháp xử lý hóa học

3. Quá trình tái chế vật liệu khác

Quá trình tái chế vật liệu khác nhau có thể khác nhau, tuy nhiên chúng tôi sẽ cố gắng giải thích một cách tổng quát về quá trình tái chế kính cường lực và kim loại.

Tái chế kính cường lực:

Bước 1: Tiêu hao kính cường lực được phân loại theo màu sắc và đánh giá chất lượng.

Bước 2: Kính cường lực được chặt thành mảnh nhỏ và đưa vào lò nung để loại bỏ bất kỳ tạp chất hay các vật liệu ngoại lai có thể bám trên bề mặt kính.

Bước 3: Sau khi được làm sạch, mảnh kính được đưa vào máy nghiền và xay nghiền thành dạng bột.

Bước 4: Bột kính được đưa vào lò nung để nung lại thành đĩa kính mới, có thể được sử dụng lại để sản xuất các sản phẩm mới.

Tái chế kim loại:

Bước 1: Kim loại được phân loại theo loại và chất lượng, sau đó được tách khỏi các vật liệu khác như nhựa hoặc gỗ bằng cách sử dụng máy móc hoặc công nghệ tự động.

Bước 2: Sau khi tách được kim loại, nó được xử lý để loại bỏ các tạp chất và tách khỏi các hợp kim khác.

Bước 3: Kim loại được nghiền nát thành dạng bột hoặc cục để đưa vào lò nung.

Bước 4: Bột hoặc cục kim loại được đưa vào lò nung và được nung để tạo ra tấm kim loại mới có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm mới.

Tái chế là quá trình quan trọng giúp giảm thiểu lượng rác thải sản xuất và giúp tài nguyên trái đất được sử dụng hiệu quả hơn. Tuy nhiên, quá trình tái chế không phải là hoàn hảo, nó vẫn tốn nhiều năng lượng và tài nguyên để thực hiện. Do đó, việc giảm thiểu lượng rác thải ban đầu bằng cách tái sử dụng và tái chế vật liệu càng càng quan trọng.

Kết luận

Việc tái chế tấm pin mặt trời giúp giảm thiểu tác động đến môi trường, giảm thiểu lượng rác thải và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, việc tái chế tấm pin mặt trời là một quá trình phức tạp và đòi hỏi sự đầu tư về công nghệ và thiết bị. Do đó, việc tăng cường nghiên cứu và phát triển về việc tái chế tấm pin mặt trời là rất cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững của môi trường sống.

Tài liệu tham khảo

[1] A. Paiano, Photovoltaic waste assessment in Italy, Renew. Sustain. Energy Rev. 41 (2015) 99–112.
[2] International Energy Agency, Energy Technology Perspectives: Mobilising Innovation to Accelerate Climate Action 2015, 2015, https://doi.org/10.1787/energy_tech-2014-en.[3] J. Shin, J. Park, N. Park, A method to recycle silicon wafer from end-of-lifephotovoltaic module and solar panels by using recycled silicon wafers, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 162 (2017) 1–6.
[4] Y. Xu, J. Li, Q. Tan, A.L. Peters, C. Yang, Global Status of Recycling Waste Solar Panels: A Review, Waste Management, 2018.
[5] S. Of, G. Photovoltaic, The International Energy Agency (IEA) – Photovoltaic Power Systems Programme – 2018 Snapshot of Global Photovoltaic Markets 1–16, 2018.
[6] Michael Schmela, SolarPower Europe, Global Market Outlook for Solar Power:2018 – 2022, 2018.
[7] S. Mahmoudi, N. Huda, Z. Alavi, M.T. Islam, M. Behnia, End-of-life photovoltaic modules: a systematic quantitative literature review, Resour. Conserv. Recycl. 146 (2019) 1–16.
[8] V. Fiandra, L. Sannino, C. Andreozzi, F. Corcelli, G. Graditi, Silicon photovoltaic modules at end-of-life: removal of polymeric layers and separation of materials, Waste Manag. 87 (2019) 97–107.
[9] EUPV Technology Platform, A Strategic Research Agenda for Photovoltaic Solar Energy Technology, 2007 (Technology).
[10] G. Masson, M. Brunisholz, IEA Photovoltaic Power Systems Programme, 2015 Snapshot of Global Photovoltaic Markets, 2016. Iea Pvps T1-29:2016 1–19. doi: 978-3-906042-58-9.
[11] M.F. Azeumo, C. Germana, N.M. Ippolito.

Nguyễn Thị Nguyệt Ánh, Lê Hữu Quỳnh Anh (Trường ĐH Tài nguyên và Môi trường TPHCM)
Nguyễn Đình Long (Trường ĐH Đồng Nai)
Nguyễn Trần Phú Thịnh (Phòng KH và CN TP. Thủ Đức)

mca
Tin bài khác
BSR xuất bán sản phẩm dầu DO sang thị trường Lào

BSR xuất bán sản phẩm dầu DO sang thị trường Lào

Trong những ngày cuối tháng 7 và đầu tháng 8, hòa trong không khí thi đua yêu nước lập thành tích chào mừng Đại hội đại biểu Đảng bộ Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam lần thứ IV, nhiệm kỳ 2025 - 2030, Công ty cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) đã xuất bán thành công những lô dầu DO (Diesel Oil) đầu tiên sang nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào. Đây là bước đi chiến lược trong việc đa dạng hóa, mở rộng thị trường, gia tăng hiệu quả sản xuất kinh doanh của BSR.
EVN chuyển mình mạnh mẽ, báo lãi hơn 8.200 tỷ đồng năm 2024

EVN chuyển mình mạnh mẽ, báo lãi hơn 8.200 tỷ đồng năm 2024

Sau nhiều năm kinh doanh chật vật, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã có một năm 2024 đáng nhớ khi lần đầu tiên thoát lỗ và ghi nhận mức lãi sau thuế hơn 8.200 tỷ đồng. Đây là kết quả tích cực sau giai đoạn dài chịu áp lực về giá điện, chi phí đầu vào tăng cao và biến động tỷ giá. Điều này cho thấy những nỗ lực tái cơ cấu tài chính, điều hành sản xuất và điều chỉnh giá điện đang phát huy hiệu quả.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Agribank áp dụng lãi suất tiết kiệm tới 4,8%/năm

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Agribank áp dụng lãi suất tiết kiệm tới 4,8%/năm

Tuần qua, nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh, chiến lược nhân sự như: BIDV báo lãi hơn 16.000 tỷ đồng; Techcombank báo lãi kỷ lục; Agribank áp dụng lãi suất tiết kiệm cao,...
Các bảo tàng, đơn vị văn hóa mở cửa miễn phí trong dịp Quốc khánh 2/9

Các bảo tàng, đơn vị văn hóa mở cửa miễn phí trong dịp Quốc khánh 2/9

Thực hiện chỉ đạo của Ủy viên Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Bộ trưởng Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch Nguyễn Văn Hùng, các bảo tàng trực thuộc Bộ, Làng Văn hóa - Du lịch các dân tộc Việt Nam và Nhà hát Nghệ thuật đương đại Việt Nam sẽ mở cửa miễn phí phục vụ du khách và công chúng nhân dịp kỷ niệm Quốc khánh 2/9.
Xây dựng chiến lược thúc đẩy phát triển toàn diện ngành Robot trong nước

Xây dựng chiến lược thúc đẩy phát triển toàn diện ngành Robot trong nước

Được xếp trong 11 nhóm ngành công nghệ chiến lược theo Quyết định 1131/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ban hành ngày 12/6/2025 về danh mục và sản phẩm công nghệ chiến lược, nhưng ngành chế tạo, sản xuất robot trong nước vẫn đứng trước thực trạng phát triển manh mún, thiếu định hướng và khó tìm đầu ra.
Thành lập 13 trung tâm đào tạo xuất sắc và tài năng về công nghệ 4.0

Thành lập 13 trung tâm đào tạo xuất sắc và tài năng về công nghệ 4.0

Bộ GDĐT vừa quyết định thành lập 13 trung tâm đào tạo xuất sắc và tài năng trong lĩnh vực công nghệ 4.0, nhằm thực hiện mục tiêu của Đề án phát triển hệ thống trung tâm đào tạo xuất sắc và tài năng về công nghệ 4.0 đến năm 2030 theo Quyết định 374/QĐ-TTg ngày 19/2/2025 của Thủ tướng Chính phủ.
Dữ liệu - Nền tảng phát triển chuyển đổi số quốc gia và chiến lược quốc gia về cách mạng công nghiệp 4.0

Dữ liệu - Nền tảng phát triển chuyển đổi số quốc gia và chiến lược quốc gia về cách mạng công nghiệp 4.0

Trong nỗ lực thực hiện chuyển đổi số toàn diện, Việt Nam đã sớm xác định dữ liệu là nguồn lực chiến lược, là “tư liệu sản xuất chính, thúc đẩy phát triển nhanh cơ sở dữ liệu lớn, công nghiệp dữ liệu, kinh tế dữ liệu” (Nghị quyết 57/NQTW ngày 22/12/2024).
Ghi nhận ngày đầu triển khai tiện ích dịch vụ công trên địa bàn Hà Nội

Ghi nhận ngày đầu triển khai tiện ích dịch vụ công trên địa bàn Hà Nội

Theo văn bản chỉ đạo số 4329 của Phó Chủ tịch UBND TP Hà Nội Trương Việt Dũng ban hành ngày 30/7, bắt đầu từ ngày 1/8, các điểm phục vụ hành chính công trên địa bàn phải triển khai nhiều giải pháp thúc đẩy phát triển hành chính công, trong đó người dân đến thực hiện giao dịch hành chính được hưởng nhiều tiện ích công nghệ miễn phí.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/8/2025: Tuổi Dậu gặp rắc rối, tuổi Tý may mắn liên tiếp

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/8/2025: Tuổi Dậu gặp rắc rối, tuổi Tý may mắn liên tiếp

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 2/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 01/8: Thị trường tiếp tục điều chỉnh nhẹ, dòng tiền tìm đến nhóm cổ phiếu vừa và nhỏ

Thị trường chứng khoán ngày 01/8: Thị trường tiếp tục điều chỉnh nhẹ, dòng tiền tìm đến nhóm cổ phiếu vừa và nhỏ

Phiên giao dịch đầu tiên của tháng 8 khép lại với sắc đỏ chiếm ưu thế. VN Index tiếp tục điều chỉnh khi nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn tạm thời hạ nhiệt, nhường chỗ cho dòng tiền chảy về midcap và một số mã đầu cơ. Dù không phải một phiên giảm mạnh, nhưng tín hiệu phân hóa đang rõ dần, báo hiệu giai đoạn thị trường đi ngang tích lũy đang hình thành.
Quảng cáo
moxa