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
TGĐ Hòa Phát: "Chúng tôi tin Chính phủ sẽ mua nếu sản phẩm chất lượng, giá hợp lý"

TGĐ Hòa Phát: "Chúng tôi tin Chính phủ sẽ mua nếu sản phẩm chất lượng, giá hợp lý"

Trả lời câu hỏi, nếu Chính phủ không mua thép của Hòa Phát thì sao? Đại diện Hoà Phát cho rằng họ có niềm tin mạnh mẽ vào chủ trương của Chính phủ là sẽ đặt hàng doanh nghiệp nếu doanh nghiệp đầu tư sản xuất ra sản phẩm chất lượng với chi phí hợp lý.
Thị trường chứng khoán ngày 03/10: Cổ phiếu “họ Vin” giữ nhịp thị trường

Thị trường chứng khoán ngày 03/10: Cổ phiếu “họ Vin” giữ nhịp thị trường

Chỉ sau vài phút xanh nhẹ đầu phiên, áp lực bán lan rộng nhanh chóng kéo thị trường đảo chiều. Dòng tiền yếu khiến nỗ lực hồi phục bất thành, VN Index chốt phiên giảm 6,89 điểm về 1.645,82 điểm, sắc đỏ áp đảo trên toàn sàn dù nhóm “họ Vin” ngược dòng giữ nhịp.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/10/2025: Tuổi Sửu nhiều rắc rối, tuổi Tuất  giải quyết thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/10/2025: Tuổi Sửu nhiều rắc rối, tuổi Tuất giải quyết thuận lợi

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 4/10/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tương lai không khói thải khởi nguồn từ “rỉ sắt xanh”

Tương lai không khói thải khởi nguồn từ “rỉ sắt xanh”

Từ ô tô đến tàu thủy, từ những chuyến đi ngắn trong đô thị cho đến vận tải xuyên lục địa, ý tưởng về phương tiện vận hành bằng hydro đang dần trở thành hiện thực.
AEON khai trương Trung tâm Bách hóa tổng hợp và Siêu thị tại Văn Giang

AEON khai trương Trung tâm Bách hóa tổng hợp và Siêu thị tại Văn Giang

Ngày 2/10/2025, Tập đoàn AEON chính thức khai trương Trung tâm Bách hóa tổng hợp và Siêu thị AEON Văn Giang tại Hưng Yên. Đây là siêu thị đầu tiên của AEON tại tỉnh này và là trung tâm bách hóa - siêu thị thứ 11 của hãng tại Việt Nam.
MB triển khai gói vay bất động sản cho "nhà giàu"

MB triển khai gói vay bất động sản cho "nhà giàu"

Ngân hàng TMCP Quân Đội (MB) ra mắt gói vay MB PriLand có giá trị đến 200 tỷ đồng, dành riêng cho nhóm khách hàng vay mua bất động sản hạng sang và siêu sang.
Nhận định phiên giao dịch ngày 3/10: Ưu tiên cổ phiếu giữ đà tăng

Nhận định phiên giao dịch ngày 3/10: Ưu tiên cổ phiếu giữ đà tăng

Phiên giao dịch ngày 2/10 khép lại với sắc đỏ bao trùm, VN-Index mất hơn 12 điểm và lùi về 1.652,71 điểm trong bối cảnh khối ngoại bán ròng mạnh. Trước áp lực rung lắc ngắn hạn, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư nên ưu tiên nắm giữ những cổ phiếu còn duy trì đà tăng và nền tảng vững chắc.
Robot hình người: Tham vọng đưa Vương quốc Anh trở thành trung tâm công nghệ robot toàn cầu

Robot hình người: Tham vọng đưa Vương quốc Anh trở thành trung tâm công nghệ robot toàn cầu

Công ty khởi nghiệp Humanoid (còn được biết đến với tên SKL Robotics) vừa công bố bước tiến quan trọng trong lĩnh vực robot công nghiệp, khi hoàn thành nguyên mẫu robot hình người HMD-01 chỉ trong vòng 7 tháng, được xem là một trong những tiến độ phát triển nhanh nhất thế giới.
VietinBank chi hơn 2.400 tỷ đồng trả cổ tức tiền mặt

VietinBank chi hơn 2.400 tỷ đồng trả cổ tức tiền mặt

Ngân hàng TMCP Công thương Việt Nam (VietinBank, mã: CTG) vừa công bố nghị quyết về việc chi trả cổ tức năm 2024 bằng tiền mặt.
Triển lãm GEIMS 2025: Sân chơi công nghệ linh kiện điện tử và sản xuất thông minh

Triển lãm GEIMS 2025: Sân chơi công nghệ linh kiện điện tử và sản xuất thông minh

Triển lãm Quốc tế Linh kiện Điện tử & Sản xuất Thông minh tại Việt Nam (GEIMS Việt Nam) lần thứ hai sẽ được tổ chức bởi Global Sources - đơn vị có hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực triển lãm thương mại quốc tế. Sự kiện hứa hẹn trở thành điểm hẹn chiến lược dành cho các nhà mua hàng trong ngành sản xuất điện tử và sản xuất thông minh.
song-gia-tri