Informatietype:
Project
Thema:
Silicium zonnemodules en circulair ontwerp
Unit:
ET

Volledig recyclebare zonnepanelen in aantocht

In samenwerking met

Endurance Solar, Mat-Tech, Exasun, ABN AMRO

Volledig herbruikbare zonnemodules komen binnen afzienbare tijd beschikbaar. Dat is gunstig voor onze CO2-voetafdruk, aangezien zonnepanelen momenteel na hun levensduur worden vernietigd. Samen met 3 bedrijven ontwikkelden we een zonnepaneel dat 30 jaar meegaat, waarna de onderdelen een nieuw leven kunnen beginnen. Dit lost een belangrijk nadeel aan zonnepanelen op.

Zonnepanelen recyclen

Er is steeds meer aandacht voor het recyclen van zonnepanelen. Onderzoek richt zich op het terugwinnen van materialen die economisch waardevol zijn, zoals metalen, hoogwaardig silicium en glas. Het verbeteren van de methoden voor recycling zijn hard nodig zodat zonnepanelen beter te recyclen zijn. De wetenschappelijke en technische uitdaging is groot. Het vraagt om een nieuw ontwerp zonnepaneel, waarmee alle componenten eenvoudig zijn terug te winnen.

Man werkt in laboratorium aan recyclebare zonnepanelen
Productie van recyclebare zonnepanelen bij TNO in Petten

Unieke techniek

Samen met 3 Nederlandse bedrijven ontwikkelden we een zonnepaneeltechnologie. De technologie maakt 'Design for Recycling' (D4R) mogelijk, zonder de levensduur van het paneel aan te tasten. Op dit moment gaan zonnepanelen na hun levensduur door de shredder. Een D4R-benadering kan de shredder vervangen door een geavanceerde ontmanteling.

Niet door de shredder

Nieuwe inkapseling is daarbij de belangrijkste technologie. Inkapseling gebeurt met hechtfolie dat essentieel is voor het inbedden van zonnecellen in een zonnepaneel. De nieuwe technologie zorgt voor een geïntegreerd triggermechanisme voor materiaalscheiding aan het einde van de levensduur. Het werkt met laag energieverbruik en is niet giftig. Zo worden de materialen op een niet-destructieve manier teruggewonnen. Ook blijven er geen resten van de inkapselfolie achter.

Demonstratie inkapseltechnologie

Het Topconsortium voor Kennis en Innovatie voert project DEREC uit, wat staat voor Design for Reclycling & Reuse. Hierin werd een 'proof of principle' voor eenvoudige demontage gedemonstreerd. Dit werd gedaan op functionele kleinschalige testpanelen bestaande uit 4 zonnecellen. De testpanelen werden onderworpen aan uitgebreide vermoeiingstesten. Daarbij werd een levensduur van 30 jaar in de buitenlucht gesimuleerd. Aan het eind werd het triggermechanisme van de inkapselfolie met succes geactiveerd. Zo werden de zonnecellen blootgelegd. Vanwege de veelbelovende resultaten is een vervolgproject toegekend. Daarin wordt de technologie opgeschaald naar volwaardige D4R-panelen, in het PARSEC-project.

Productie van recyclebare zonnepanelen

De bedoeling van het nieuwe PARSEC-project is te zorgen voor industriële productie en integratie in standaard productieprocessen voor 'full size' zonnepanelen. De fabricage van de materialen en de circulaire zonnepanelen moet worden opgeschaald. Alleen dan kan worden geproduceerd tegen concurrerende kosten, om een aanzienlijk marktaandeel te creëren. Partners in het PARSEC-project zijn Endurance Solar, Mat-Tech, Exasun en TNO. ABN AMRO verzorgt de outdoor-testlocatie bij het CIRCL-gebouw in Amsterdam (zie afbeelding).

Parsec project
De outdoor-testlocatie voor het PARSEC-project, bij het volledig recyclebare gebouw van ABN AMRO in Amsterdam

Blik op de toekomst

Op lange termijn kunnen de recyclebare D4R-zonnepanelen een belangrijke bijdrage leveren aan optimale recycling aan het eind van de levensduur. Maar hoe zit het met zonnepanelen die nu al in gebruik zijn? Ook daarvoor onderzoeken en ontwikkelen we recyclingtechnieken. Voor zowel de zonnecellen als het glasmateriaal. Het doel is om hoogwaardig silicium te oogsten. En dat in een zuiverheid dat hergebruik mogelijk maakt voor zonnecellen en andere producten op basis van silicium, zoals thermo-elementen en autobatterijen. Een nieuwe technologie maakt het mogelijk om het gerecyclede glasmateriaal te verwerken tot nieuw zonnepaneelmateriaal.

Tonnen aan zonnepanelen vernietigen

Hoogwaardige recycling ondersteunt een circulaire productie. Ook biedt het een duidelijke oplossing voor de afvalstroom van zonnepanelen aan het einde van hun levensduur. Alleen al in de Europese Unie gaat het dan jaarlijks om zo’n 4000 ton zonnepanelen die op milieuonvriendelijke wijze worden vernietigd. In een recent rapport schat het International Renewable Energy Agency het aantal zonnepanelen dat in 2050 aan het einde van de levensduur is op 10 miljard wereldwijd, met een totaalgewicht van 60 miljoen ton. Bovendien heeft de productie van D4R-panelen dichter bij huis een milieuvoordeel door de kortere transportafstanden.

Zonne-energie: van hernieuwbaar naar duurzaam

Het maken van zonnepanelen en -systemen kost nog veel energie en materiaal, de CO2-voetafdruk moet omlaag en van hoogwaardig hergebruik is nog nauwelijks sprake. Voor het behalen van de klimaatdoelen moet zonne-energie niet alleen hernieuwbaar zijn, maar volledig duurzaam.

Laat je verder inspireren

6 resultaten, getoond 1 t/m 5

Zonpositief webinars

Informatietype:
Webinar
2 augustus 2022
4 afleveringen

Bekijk 4 webinars over zonne-energie: zonne-energie op weg naar impact, innovaties in zonne-energie-technologie en betaalbare zonne-energie van elk oppervlak.

Zonne-energie op grote schaal, betaalbaar en op maat

Informatietype:
Artikel
Zonnepanelen kunnen in allerlei vormen en maten worden gemaakt. Dankzij de 'mass customization'-methode kan dit op grote schaal en betaalbaar.

Circulaire zonnemodules en massamaatwerk

Informatietype:
Artikel
Bij TNO richten we ons ook op zonne-energie voor de volgende generatie. Ontdek ons werk voor circulaire zonnemodules en massamaatwerk.

Silicium zonnemodules en circulair ontwerp

Informatietype:
Artikel

We ontwikkelen technologie voor betere silicium zonnepanelen en een circulair ontwerp. Onze technologie is wereldwijd in gebruik.

Dunnefilmzonnepanelen en circulair ontwerp

Informatietype:
Artikel
We ontwikkelen geavanceerde moduletechnologieën voor verpakking, interconnectie en duurzaamheid van dunne-film-CIGS en perovskiet pv. .