В ЛЭТИ придумали, как эффективно перерабатывать элементы солнечных панелей
Прототип установки для разделения компонентов отработанных солнечных панелей, разработанный специалистами Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ) «ЛЭТИ», стал одним из победителей Конкурса промышленных инноваций БРИКС 2023, 29 декабря сообщает пресс-служба ЛЭТИ.
Использование солнечной энергии в настоящее время стало одним из перспективных направлений альтернативной энергетики. Однако даже при большом сроке эксплуатации — сейчас говорят о 20–30 годах (но высказываются и менее оптимистичные цифры) — всё равно встает вопрос об их утилизации.
Солнечные панели достаточно сложные структуры, они содержат и металлические (электрические контакты), и полимерные материалы. Так, широко используемые поликристаллические солнечные панели в своем составе имеют защитное стекло, два вида изолирующих материалов, металлические контакты и собственно солнечную пластину.
Отсоединить одно от другого совсем непросто, а соответствующие технологии, которые позволят одновременно работать и с металлами, и полимерными материалами, должны быть совершенно безвредны для окружающей среды.
В настоящее время широко распространенным методом отделения полимерных изоляторов от металлов стал высокотемпературный термолиз, при котором разделение компонентов происходит в муфельной печи с нагревом перерабатываемого материала до высокой температуры.
За счет наличия кислорода в камере печи полимеры сгорают, но одновременно происходит окисление металлических частей, что делает их непригодными для повторного использования в технике.
Другой проблемой является образование при термолизе большого количества пепла, а это затрудняет анализ газовых фракций, выходящих в атмосферу, и, соответственно, однозначно нельзя сказать, насколько экологичен высокотемпературный термолиз.
За решение этих проблем взялись петербургские ученые. Заместитель по учебной работе заведующего кафедрой инженерной защиты окружающей среды (ИЗОС) СПбГЭТУ доцент Ирина Веженкова рассказала об их разработке:
«На базе нашего университета был разработан прототип установки, которая разделяет компоненты отработанных солнечных панелей. Применяемая в ней методика позволяет разделять металлы и изоляторы электронных структур в среде высокотемпературного перегретого пара. Такое решение обеспечивает максимальную сохранность компонентов, поскольку, в отличие от высокотемпературного термолиза, среда в камере близка к инертной».
В установке ученых ЛЭТИ полимеры растворяются в среде пара, но при этом не происходит окисления металлических частей панелей, и их можно вторично использовать в производстве. Кроме того, в таком процессе пепел не образуется, и можно проводить качественный анализ газовых фракций.
Разделение компонентов производится в несколько этапов. Сначала загружаемые в установку материалы взвешиваются, а после разогрева реактора до определенной температуры они помещаются в камеру, где и происходит их переработка с отбором газовых фракций.
Исследование работы прототипа установки ведется на образцах отработанных поликристаллических солнечных панелей, однако, как утверждают разработчики, этим способом можно перерабатывать любые электронные компоненты.
Сейчас ученые ЛЭТИ изучают состав веществ, которые могут попадать в атмосферу при использовании данного метода.
Проект прототипа установки по разделению компонентов отработанных солнечных панелей, разработанный в ЛЭТИ, стал одним из победителей в конкурсе промышленных инноваций стран БРИКС в 2023 году.
В этом конкурсе участвовали 1346 проектов, 90 из которых экспертное жюри назвало победителями. Им были выделены гранты на продолжение исследований. Их размер зависел от номинации, в которой был заявлен проект. Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» на развитие своей разработки получили 10 тыс. юаней (125 тыс. руб.).
«Я могу всем порекомендовать участвовать в конкурсах такого уровня и не бояться этого. Даже если не победите, вы очень хорошо поработаете над своими проектами во время составления заявки. Опыт участия в конкурсе международного уровня поднимает уровень проработанности проекта на ступень выше. Победа в таком конкурсе показывает, что наша методика имеет высокий потенциал для реализации в современной промышленности и представляет интерес для производителей и пользователей солнечных батарей», — поделилась Ирина Веженкова.
