Điện mặt trời là việc chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện , phương pháp chuyển đổi có thể là trực tiếp bằng cách sử dụng quang điện (PV) , hoặc gián tiếp bằng cách sử dụng điện mặt trời tập trung (CSP) . Hệ thống CSP sử dụng ống kính , gương và các hệ thống theo dõi để tập trung một khu vực rộng lớn của ánh sáng mặt trời vào một chùm nhỏ . PV chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện .
Pin năng lượng mặt trời có độc không
Mặc dù điện mặt trời được coi là nguồn năng lượng sạch , cần khuyến khích phát triển , Các tấm pin mặt trời không thải ra khí nhà kính trong quá trình sử dụng . Thực tế này cũng là lý do vì sao năng lượng mặt trời được ca ngợi như một dạng năng lượng sạch .
Thực tế cho thấy pin mặt trời thành phẩm là không độc hại , nhưng quá trình để sản xuất ra nó thực sự có ảnh hưởng đến môi trường . Cụ thể , khi sản xuất pin năng lượng mặt trời từ nguyên liệu ban đầu là thạch anh (silica SiO2 silicon) , thạch anh được nhiệt luyện để tinh chế thành silicon nguyên chất ( bước này phát thải ra một lượng khí CO2 và SO2 ).
Kế tiếp silicon được tinh luyện tiếp cùng với các hóa chất ( axit Clohydric HCl ) để tạo ra những khối silicon đa tinh thể và chất thải là SiCl4 . Nếu SiCl4 không được tái sử dụng mà thải ra môi trường thì sẽ gây nguy cơ axit hóa đất đai , nguồn nước .
Quá trình sản xuất pin năng lượng mặt trời còn tạo ra khí NF3 ( Nitơ Trifluoride ) . Mặc dù đã bị triệt tiêu phần lớn trong quá trình sản xuất , nhưng một lượng nhỏ NF3 vẫn lọt vào khí quyển . Khi NF3 kết hợp với CO2 sẽ ảnh hưởng không tốt đến môi trường .
Bên cạnh đó , việc xử lý các tấm pin năng lượng mặt trời sau khi hết tuổi thọ cũng là một vấn đề nan giải . Nếu không được xử lý kịp thời , chất thải từ các tấm pin này sẽ tác động nghiêm trọng đến môi trường sống , bởi một tấm pin mặt trời chứa rất nhiều kim loại như : chì, đồng, nhôm, silicon…
Những thách thức và giải pháp khi tái chế pin năng lượng mặt trời
Giải pháp cho sự tái chế phải được đặc biệt quan tâm và phải có những giải pháp phù hợp ngay từ đầu . Tái chế tấm pin mặt trời không phải là nhiệm vụ dễ dàng , bởi vì các tấm pin mặt trời được lắp ráp từ nhiều vật liệu khác nhau , bao gồm : Kính cường lực ; khung nhôm ; vật liệu tổng hợp được sử dụng để đóng gói và miên phong các tế bào silicon – có thể bao gồm các chất như ethylene – vinyl ecetate ( EVA ) , polyvinyl butyral ( PVB ) hoặc polyvinyl florua .
Tái chế thích hợp cho các tấm pin mặt trời là yêu cầu các vật liệu khác nhau này phải được tách ra và thu hồi với tỷ lệ cao . Các vật liệu sau đó có thể được tái sử dụng để sản xuất các tấm mới , hoặc các ứng dụng công nghiệp khác . Các tế bào silicon thường có thể phục hồi để được sử dụng một lần nữa . Điều này là quan trọng , bởi vì việc tạo các tế bào silicon mới là một quá trình tốn nhiều năng lượng .
Các tiêu chuẩn yêu cầu công ty phải tái sử dụng ít nhất 98,5% lượng chất thải SiCl4 , và phải tìm kiếm các phương pháp chế tạo polysilicon từ ethanol thay vì các chất hóa học chứa Clo , nhờ đó tránh hoàn toàn được việc tạo ra SiCl4 .
Giải pháp hạn chế trong quy trình sản xuất
Giải pháp hiện đang được nhiều nhà sản xuất áp dụng đó là thay thế bằng NaOH . Mặc dù bản thân NaOH là một chất ăn da , nhưng nó vẫn dễ xử lý và thải ra hơn là HF .
Tạo ra một tấm pin quang điện từ sản phẩm tái chế sẽ cần ít năng lượng hơn vì thế nó cũng được coi như tiết kiệm được nhiều chi phí hơn so với chế tạo từ nguyên liệu thô nhưng trang thiết bị để thực hiện quy trình tái chế lại có giá thành rất cao . Trước bài toán này , hầu hết các công ty sẽ chọn giải pháp thải bỏ sản phẩm phụ từ quá trình sản xuất để tiết kiệm chi phí.
Hy vọng rằng trong tương lai khi ngành công nghiệp pin quang điện trưởng thành hơn , các công ty sẽ có thể đón nhận và triển khai những biện pháp nhằm hạn chế hoặc thay thế các hóa chất độc hại trong quá trình sản xuất cũng như thải bỏ rác thải quang điện an toàn .
Tín hiệu tín cực cho thấy một số nhà sản xuất pin quang điện lớn trên thế giới đã bắt đầu thay đổi và trong một cuộc khảo sát gần đây , những nhà sản xuất như CIGS, Avancis, Solar Frontier và nhiều công ty khác đã bắt đầu sử dụng kẽm sulfidde thay cho cadmium sulfide trong hoạt động sản xuất .