PV panelleri, daha önceki bölümlerde de belirtildiği gibi artan atık akışları tahmini ile birlikte benzersiz atık yönetimi zorlukları yaratır.
AB dışında, dünya genelinde PV panelleri için ömür sonu arıtma gereksinimleri, PV’ye tahsis edilmek yerine genel olarak herhangi bir atığa uygulanan atık yönetmelikleri tarafından belirlenir.
Atık yönetmelikleri, atıkların sınıflandırılmasına dayanmaktadır. Bu sınıflandırma, özellikle tehlikeli kabul edilen herhangi bir bileşenle ilgili olarak, atık bileşimine göre şekillenmektedir.
Bileşen Eğilimleri
Başlıca PV panel teknolojilerinin çeşitli bileşenleri, malzeme ve atık karakterizasyonunu ve ayrıca arıtma yollarının ekonomisini etkiler. Silikon bazlı ve ince film panellerin tasarımı, bileşimlerini buna göre etkileyerek farklılık gösterebilir.
Alüminyum çerçeveli ve 60 hücreli tipik bir kristal PV paneli 270 watt tepe (Wp) kapasiteye sahiptir ve 18,6 kilogram (kg) ağırlığındadır. Standart bir CdTe paneli için, 12 kg ağırlık için ortalama 110 Wp kabul edilebilir.
Bir CIGS paneli genellikle 160 Wp ve 20 kg kapasiteye sahiptir. PV bileşenleri üzerine yapılan araştırmalar, malzeme tasarrufu ve panel verimliliğindeki ilerlemenin, birim güç başına malzeme kullanımında ve potansiyel olarak tehlikeli maddelerin kullanımında bir azalmaya yol açacağı sonucuna varmıştır.
Bu temelde, Şekil 10, 2014 ve 2030 yılları arasında ana PV panel teknolojileri için kullanılan malzemeleri karşılaştırmaktadır.
[caption id="attachment_129692" align="aligncenter" width="700"]
Şekil 1. PV panel teknolojileri için kullanılan malzemelerin toplam panel kütlesinin yüzdesi kapsamında 2030'a kadar beklentisi.[/caption]
Kristal Silikonlu (c-Si PV panels) PV Paneller
Ağırlık olarak, günümüzde tipik c-Si PV panelleri yaklaşık %76 cam (panel yüzeyi), %10 polimer (kapsülleyici ve arka tabaka folyo), %8 alüminyum (çoğunlukla çerçeve), %5 silikon (güneş pilleri), %1 bakır (ara bağlantılar) ve %0,1’den az gümüş (temas hatları) ve diğer metaller (çoğunlukla kalay ve kurşun) içerir.
Uluslararası Fotovoltaik Teknoloji Yol Haritası (ITRPV) gibi endüstri trendi çalışmaları, daha karmaşık ve çeşitli hücre yapılarının yanı sıra daha ince ve daha esnek panelleri teşvik ederek yeni proses teknolojilerinin hakim olacağını öne sürmektedir. Bunlar, yeni ara bağlantı ve kapsülleme tekniklerini de beraberinde gerektirecektir.
Örneğin, çift yüzeyli hücre konseptleri, her biri iki milimetre kalınlığında iki cam panelden oluşan çift cam panellerde yüksek verimlilik sunar. Daha ince paneller sayesinde %20’ye varan bir kapsülleyici katmanın azaltılması mümkündür.
İletim ve elektrik kayıplarını azaltan (hetero-bağlantılı konsept hücreler olarak bilinir) arka temaslı ve metal sarma teknolojilerine sahip hücrelerin eşit olarak önemli bir pazar payı kazanma beklenmektedir.
2030 yılına kadar c-Si panellerin cam içeriğinin, panel ağırlığının %4’ü kadar toplam %80’i oranında artması bekleniyor. Ana malzeme tasarrufu, silikonda %5’ten %3’e, alüminyumda %1’lik bir azalma ve diğer metallerde %0.01’lik çok hafif bir azalmayı içerecektir. Spesifik gümüş tüketiminin, daha iyi metalizasyon süreçleri ve bakır veya nikel/bakır katmanları ile değiştirmeler ile daha da azalması beklenmektedir.
Günümüz pazarında, arka bağlantı ile iç içe geçmiş arka kontaklara sahip en verimli paneller yaklaşık %21 verimlilik göstermiştir. Hetero-bağlantı teknolojileri %19’a ulaştı. Bir c-Si panelinin ortalama verimliliği, son on yılda yaklaşık %0,3 oranında büyümüştür.
Bir sonraki yazımızda a-Si PV panelleri ile devam edeceğiz sağlıklı günler dilerim.
Dr. Cemil Koyunoğlu
Dokuz Eylül Üniversitesi
Mühendislik Fakültesi
Makine Mühendisliği Bölümü
