Надіслати статтю
вул. Інститутська 11, м. Хмельницький, 29016
visnyk.khnu@khmnu.edu.ua
(0382) 67-51-08

СУЧАСНИЙ СТАН ОПЕРАЦІЙ ПОВОДЖЕННЯ  З ВІДХОДАМИ СОНЯЧНИХ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ ПАНЕЛЕЙ В УКРАЇНІ

CURRENT STATE OF SOLAR PHOTOVOLTAIC PANELS WASTE MANAGEMENT OPERATIONS IN UKRAINE

Сторінки: 89-93. Номер: №5, 2022 (313)   
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-313-5-89-93
Автори: КАТЕНІН Вадим
Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»
ORCID: 0000-0002-6609-2652
e-mail: vadym.katenin@mit.khpi.edu.ua
САМОЙЛЕНКО Наталія
Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»
ORCID: 0000-0003-0306-8425
e-mail: samoilenko@kpi.kharkov.ua
KATENIN Vadym, SAMOILENKO Nataliia
National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute»

Анотація мовою оригіналу

У роботі проаналізовано стійку тенденцію розвитку сонячної енергетики, що супроводжується утворенням і накопиченням відходів сонячних панелей. Цей процес вимагає застосування досконалого управління відходами та розробки технологій їх утилізації. Зазначено, що проблема відходів сонячних фотоелектричних панелей набуває більшої актуальності через військові дії, що відбуваються на території України. Неоднорідність матеріалів фотоелектричних панелей призводить до неоднозначної класифікації та передбачає поєднання безпечних і небезпечних складових. Визначено, що відходи фотоелектричних панелей можна поділити на два класи небезпеки: небезпечні відходи та відходи, що не є небезпечними. Охарактеризовано основні моменти утилізації непридатних для використання фотоелектричних панелей з відновленням ресурсоцінної сировини. Зазначено, що є значні відмінності у матеріальній складовій панелей із кристалічного кремнію та тонкоплівкових модулів. Визначено, що на сьогодні розрізняють два види переробки PV-модулів – грубу та тонку, а загалом операції утилізації відходів фотоелектричних панелей поєднують механічні та хімічні процеси вилучення матеріалів. Недосконалість законодавчо-нормативної та інформаційної бази, небезпека утворення та накопичення відходів, проблеми моніторингу, повільний розвиток процесів організації процесів збирання, накопичення та передачі відходів, а також недостатність пропозицій щодо способів переробки відходів фотоелектричних панелей як ресурсоцінної сировини визначні як основні проблеми у сфері управління відходами фотоелектричних панелей в Україні.
Ключові слова: сонячні фотоелектричні панелі, утилізація, відходи, управління відходами.

Розширена анотація англійською  мовою

The paper analyzes the steady trend of solar energy development, which is accompanied by the formation and accumulation of solar panel waste. This process requires the application of accomplished waste management and the development of waste disposal technologies. It was determined that the problem of waste solar photovoltaic panels becomes more urgent due to the military actions taking place on the territory of Ukraine. The general characteristics of waste for different types of panels are given. The heterogeneity of the materials of photovoltaic panels leads to an ambiguous classification and involves a combination of safe and dangerous components. It has been determined that photovoltaic panel waste can be divided into two hazard classes: hazardous waste and non-hazardous waste. The key points of solar panel waste management operations are characterized in accordance with the Law of Ukraine “On Waste Management” and EU Legislation. The main points of disposal of unusable photovoltaic panels with recovery of valuable raw materials are described. It is noted that there are significant differences in the material composition of crystalline silicon panels and thin film modules. It is noted that two processing types of PV modules are currently distinguished – coarse and fine, and the most effective steps in the preparatory stage of disposal are also determined. In general, PV panel waste disposal operations combine mechanical and chemical material extraction processes. The imperfection of the legislative and regulatory framework in the field of waste management, the increase in the ecological danger of the generation and accumulation of waste, the imperfection of the information base and waste monitoring, the insufficient development of the processes of organizing the processes of collection, accumulation and transfer of waste for disposal, the insufficiency of proposals for methods of processing and disposal of solar panels waste as a valuable resource of secondary raw materials are notable as the main problems in the field of waste management of photovoltaic panels in Ukraine. One of the main tasks for development is to increase the share of waste materials that are currently not disposed of, but can be used as secondary raw materials.
Key word: solar photovoltaic panels, recycling, waste, waste management.

Література

  1. Masson, Gaetan & Bosch, Elina & Kaizuka, I. & Jäger-Waldau, Arnulf & Donoso, José. (2022). Snapshot of Global PV Markets 2022 Task 1 Strategic PV Analysis and Outreach PVPS.
  2. IRENA, IEA-PVPS. End-of-Life Management: Solar Photovoltaic Panels. International Renewable Energy Agency and International Energy Agency Photovoltaic Power Systems, 2016. Available from: http://www.irena.org/publications/2016/Jun/End-of-life-management-Solar- Photovoltaic-Panels.
  3. Самойленко Н. М. Переробка та утилізація фотоелектричних сонячних панелей / Н. М. Самойленко, В. Д. Катенін, А. О. Баранова // Вісник Національного технічного університету “ХПІ”. Сер. : Нові рішення в сучасних технологіях : зб. наук. пр. = Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Ser. : New solutions in modern technology : col. of sci. papers. – Харків : НТУ “ХПІ”, 2021. – № 2 (8). – С. 121-126.
  4. Weckend Stephanie, Wade Andreas, Heath Garvin A. End of Life Management: Solar Photovoltaic Panels. United States. 2016. doi: 10.2172/1561525.
  5. Komoto K, Lee J-S, Zhang J, Ravikumar D, Sinha P, Wade A, Heath GA. End-of-life management of photovoltaic panels: trends in PV module recycling technologies. National Renewable Energy Lab.(NREL), Golden, CO, 2018.
  6. Tsang M., Sonnemann G., Bassani D. Life-cycle assessment of cradle-to-grave opportunities and environmental impacts of organic photovoltaic solar panels compared to conventional technologies. Solar Energy Materials and Solar Cells. 2016. No 156. P. 37-48.
  7. Пундєв В. О. Утилізація фотоелектричних модулів. Проблеми та міжнародний досвід / В. О. Пундєв, В. Ф. Рєзцов, Т. В. Суржик, В. І. Шевчук, І. О. Шейко // Відновлювана енергетика. – 2020. – № 3. – С. 27-34. – Режим доступу : http://nbuv.gov.ua/UJRN/vien_2020_3_6.
  8. Giurco D., Dominish E., Florin N., Watari T., McLellan B. Requirements for Minerals and Metals for 100% Renewable Scenarios. In: Teske S. (eds) Achieving the Paris Climate Agreement Goals. Springer, Cham. 2020, P. 437-457. doi: 10.1007/978-3-030-05843-2_11.
  9. Stamford L., Azapagic A. Environmental impacts of copper- indium-gallium-selenide (CIGS) photovoltaics and the elimination of cadmium through atomic layer deposition. Science of The Total Environment. 2019. Vol. 688. P. 1092-1101. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.06.343.
  10. Про управління відходами : закон України від 20.06.2022 № 2320-IX. Режим доступу : https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2320-20#Text
  11. European Union. Directive 2012/19/EU of the European Parliament and of the Council of 4 July 2012 on Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE). Official Journal of the European Union. 2012;197:38-71.
  12. Future of solar Photovoltaic: Deployment, investment, technology, grid integration and socio- economic aspects (A Global Energy Transformation: paper). Abu Dhabi. International Renewable Energy Agency. 2019. 73 pp.
  13. Про внесення змін до деяких актів Кабінету Міністрів України з питань діяльності Міністерства захисту довкілля та природних ресурсів. Постанова Кабінету Міністрів України від 09.09.2020 № 826. Режим доступу : https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/826-2020-п#Text

References

  1. Masson, Gaetan & Bosch, Elina & Kaizuka, I. & Jäger-Waldau, Arnulf & Donoso, José. (2022). Snapshot of Global PV Markets 2022 Task 1 Strategic PV Analysis and Outreach PVPS.
  2. IRENA, IEA-PVPS. End-of-Life Management: Solar Photovoltaic Panels. International Renewable Energy Agency and International Energy Agency Photovoltaic Power Systems, 2016. Available from: http://www.irena.org/publications/2016/Jun/End-of-life-management-Solar- Photovoltaic-Panels.
  3. Samoilenko N. M. Pererobka ta utylizatsiia fotoelektrychnykh soniachnykh panelei / N. M. Samoilenko, V. D. Katenin, A. O. Baranova // Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu “KhPI”. Ser. : Novi rishennia v suchasnykh tekhnolohiiakh : zb. nauk. pr. = Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Ser. : New solutions in modern technology : col. of sci. papers. – Kharkiv : NTU “KhPI”, 2021. – № 2 (8). – S. 121-126.
  4. Weckend Stephanie, Wade Andreas, Heath Garvin A. End of Life Management: Solar Photovoltaic Panels. United States. 2016. doi: 10.2172/1561525.
  5. Komoto K, Lee J-S, Zhang J, Ravikumar D, Sinha P, Wade A, Heath GA. End-of-life management of photovoltaic panels: trends in PV module recycling technologies. National Renewable Energy Lab.(NREL), Golden, CO, 2018.
  6. Tsang M., Sonnemann G., Bassani D. Life-cycle assessment of cradle-to-grave opportunities and environmental impacts of organic photovoltaic solar panels compared to conventional technologies. Solar Energy Materials and Solar Cells. 2016. No 156. P. 37-48.
  7. Pundiev V. O. Utylizatsiia fotoelektrychnykh moduliv. Problemy ta mizhnarodnyi dosvid / V. O. Pundiev, V. F. Rieztsov, T. V. Surzhyk, V. I. Shevchuk, I. O. Sheiko // Vidnovliuvana enerhetyka. – 2020. – № 3. – S. 27-34. – Rezhym dostupu : http://nbuv.gov.ua/UJRN/vien_2020_3_6.
  8. Giurco D., Dominish E., Florin N., Watari T., McLellan B. Requirements for Minerals and Metals for 100% Renewable Scenarios. In: Teske S. (eds) Achieving the Paris Climate Agreement Goals. Springer, Cham. 2020, P. 437-457. doi: 10.1007/978-3-030-05843-2_11.
  9. Stamford L., Azapagic A. Environmental impacts of copper- indium-gallium-selenide (CIGS) photovoltaics and the elimination of cadmium through atomic layer deposition. Science of The Total Environment. 2019. Vol. 688. P. 1092-1101. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.06.343.
  10. Pro upravlinnia vidkhodamy. Zakon Ukrainy; Perelik vid 20.06.2022 № 2320-IX. Rezhym dostupu : https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/2320-20#Text
  11. European Union. Directive 2012/19/EU of the European Parliament and of the Council of 4 July 2012 on Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE). Official Journal of the European Union. 2012;197:38-71.
  12. Future of solar Photovoltaic: Deployment, investment, technology, grid integration and socio- economic aspects (A Global Energy Transformation: paper). Abu Dhabi. International Renewable Energy Agency. 2019. 73 pp.
  13. Pro vnesennia zmin do deiakykh aktiv Kabinetu Ministriv Ukrainy z pytan diialnosti Ministerstva zakhystu dovkillia ta pryrodnykh resursiv. Postanova Kabinetu Ministriv Ukrainy vid 09.09.2020 № 826. Rezhym dostupu : https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/826-2020-p#Text

Post Author: Горященко Сергій

Translate