Lebensdauer und Wiederverwertung von Photovoltaikmodulen

Wie lange ist die Lebensdauer von Photovoltaikmodulen?

Die Photovoltaik ist eine sich ständig weiterentwickelnde Technologie, die in jedem Jahrzehnt erhebliche Verbesserungen erzielt. Die Haltbarkeit von Photovoltaikmodulen ist einer der wichtigsten Aspekte, der sich direkt auf die Rentabilität der gesamten Investition auswirkt. Ihre Verlängerung ist nicht nur für die Finanzen der Kunden, sondern auch für die Umwelt von enormer Bedeutung.

Es gibt keine einheitliche Norm hinsichtlich der Lebensdauer von Photovoltaikmodulen. Die älteste noch betriebene Solaranlage ist über 60 Jahre alt. Trotzdem werben die meisten Hersteller heute mit einer garantierten Lebensdauer von 25 Jahren. Gemittelte Schätzungen zeigen jedoch, dass die tatsächliche Lebensdauer einer solchen Anlage bis zu 40-50 Jahre betragen kann.

Der Kern des Problems liegt jedoch nicht in der physikalischen Haltbarkeit der Photovoltaikmodule, in denen es eigentlich keine fehleranfälligen Komponenten gibt. Der Metallaufbau ist sehr robust, die Zellen selbst sind mit einer Schutzschicht aus Plexiglas überzogen. Das Risiko einer mechanischen Beschädigung oder negativen Auswirkung der Witterungsbedingungen ist daher sehr gering.

Vielmehr sollte die Lebensdauer von Photovoltaikmodulen sollte auf Grundlage des Wirkungsgradverlusts gemessen werden. Dieser könnte nach Ansicht von Experten bis zu 0,5 % pro Jahr betragen. Ein Leistungsverlust von 20 % gilt bereits als technisches Versagen und sollte zum Austausch führen.

Der Wechselrichter – die am wenigsten haltbare Komponente einer Photovoltaikanlage

Damit die Photovoltaikmodule ihre Aufgabe erfüllen können, ist ein Inverter nötig, der den Strom für den Hausgebrauch umwandelt. Dieses als Wechselrichter bezeichnete Gerät hat eine Lebensdauer von etwa 10, in seltenen Fällen bis zu 20 Jahren. Die Möglichkeit, ihn jederzeit unabhängig von anderen Komponenten auszutauschen, schränkt daher die Gesamtlebensdauer der PV-Anlage nicht ein.

Was beeinflusst die Lebensdauer von Photovoltaikmodulen?

Die neuesten Generationen von Photovoltaikmodulen reduzieren den Wirkungsgradverlust auf ein Minimum. Neben der Technologie wird die Lebensdauer einer solchen Anlage jedoch auch durch externe Faktoren beeinflusst, wie z. B.:

• extreme Temperaturen in Verbindung mit intensiver UV-Strahlung;
• gefrierendes Wasser in Verbindung mit extrem kalten Wintern;
• intensiver Hagelschlag;
• starke Temperaturschwankungen, insbesondere wenn sie von starken Winden begleitet werden;
• übermäßige und lang anhaltende Feuchtigkeit.

Ist es möglich, die Lebensdauer von Photovoltaikmodulen zu verlängern?

Der erste Schritt zur Gewährleistung einer maximalen Lebensdauer von Photovoltaikmodulen besteht in einer professionellen Montage und einem optimalen Standort. Entscheidend dabei sind hochwertige Komponenten und ein hermetisches Gehäuse für den Wechselrichter. Bei bestehenden Konstruktionen können kleinere Instandhaltungsarbeiten deren Langlebigkeit und Effizienz weiter erhöhen.

Zunächst einmal sollten die Photovoltaikmodule regelmäßig auf ihre Leistung überprüft werden. Der Zustand der Verkabelung und die Effizienz der Anschlüsse sollten ebenfalls überwacht werden. Die Lebensdauer von Photovoltaikmodulen lässt sich auch durch ihre Reinigung von Staub und anderen Ablagerungen verlängern. Diese Dienstleistung wird von spezialisierten Unternehmen erbracht.

Auch die Betriebsbedingungen des erwähnten Wechselrichters sind von Relevanz. Aufgrund der hohen Belastung bei der Umwandlung von Solarenergie in Strom sollte er bei niedrigen Temperaturen betrieben werden. Eine Überhitzung des Wechselrichters lässt sich auch durch einen guten Luftstrom am Installationsort verhindern.

Ist es möglich, Photovoltaikmodule zu recyceln?

Beschädigte Photovoltaikmodule oder solche mit ungenügender Leistung sollten ersetzt werden. Aufgrund der Größe der Anlagen, die in Polen bereits 5 GW übersteigt, wird die Wiederverwertung zu einem zentralen Thema. Sie entlastet nicht nur die Mülldeponien, sondern ermöglicht auch die Rückgewinnung wertvoller Metalle im Rahmen einer sogenannten Kreislaufwirtschaft (KrWG).

Nach den geltenden Rechtsvorschriften gelten Altmodule als „Elektro- und Elektronikgeräte“. Da es sich um Sperrmüll handelt, der aus verschiedenen Materialien besteht, können sie nicht als gewöhnlicher Siedlungsabfall eingestuft werden. Sie werden daher von spezialisierten Unternehmen wiederverwertet.

Laut EU-Richtlinien liegt die Verantwortung für das Recycling von Photovoltaikmodulen bei den Herstellern. Das polnische Recht regelt diese Frage nicht genau, laut einer offiziellen Stellungnahme des Ministeriums für Staatsvermögen liegt die Verpflichtung zur Entsorgung von PV-Abfällen jedoch bei dem Unternehmen, das die Module auf den Markt bringt. In der Praxis wird die Entsorgung von Photovoltaikanlagen jedoch häufig von den Eigentümern selbst vorgenommen.

Methoden der Wiederverwertung von Photovoltaikmodulen

Der erste Schritt beim Recycling (lesen Sie auch über Upcycling) von Photovoltaikmodulen ist der Abbau der Anlage. Dabei werden Kabel und andere Geräte abgeklemmt, anschließend werden die Module selbst werden zerstückelt oder zusammengepresst. Die einzelnen Materialien werden sortiert und den entsprechenden Wiederverwertungsprozessen zugeführt.

Die Wiederverwertung von Photovoltaikmodulen besteht aus der Umwandlung einzelner Komponenten:

• Glas und Aluminium werden zu 90 % bis 100 % zurückgewonnen und zu Rohstoffen für die weitere Produktion eingeschmolzen.
• Bis zu 80 % der Siliziumwafer lassen sich in der Regel nach dem Ätzen mit Säure und dem Anreichern wiederverwenden. Beschädigte Wafer werden umgeschmolzen und für die Herstellung neuer Photovoltaikmodule
• Die restlichen Komponenten werden bei 500 °C aufgeschmolzen, damit die Kunststoffteile verdampfen.

Das Recycling von Dünnschichtmodulen sieht etwas anders aus. Spezielle Schredder zerkleinern ganze Elemente in ca. 5 mm große Teile. Glas wird zu etwa 90 % zurückgewonnen, während feste und flüssige Metalle durch Zentrifugieren getrennt werden.

Wie Sie sehen, können bei der Wiederverwertung von Photovoltaikmodulen mit der richtigen Technologie die meisten Materialien zurückgewonnen werden. Damit wird der Anspruch der Solarenergie auf Umweltfreundlichkeit erfüllt.

Kosten für die Wiederverwertung von Photovoltaikmodulen

Schon heute erklären sich einige Hersteller von Photovoltaikmodulen bereit, gebrauchte Geräte zurückzunehmen und wiederzuverwerten. Somit ist der Recyclingbeitrag bereits im Preis für die Technologie enthalten. Man geht davon aus, dass sich diese Praxis bald zum Standard entwickelt.

Die tatsächlichen Kosten für die Wiederverwertung von PV-Modulen hängen von der Masse des Abfalls ab. Die offiziellen Preise liegen bei etwa 1,5 PLN/kg netto und beinhalten häufig auch den Transport. Je nach Leistung der Anlage belaufen sich die Gesamtkosten für die Wiederverwertung von Photovoltaikmodulen im Maßstab eines Einfamilienhauses auf 300-850 PLN netto.

Die Zukunft des Recyclings von Photovoltaikmodulen

Nach Ansicht von Experten befinden wir uns derzeit in einer Phase des zunehmenden Interesses an Photovoltaikmodulen. Die meisten installierten Anlagen werden allerdings noch 20-30 Jahre in Betrieb sein. Erst in einigen Jahrzehnten werden wir dann mit der Wiederverwertung dieser Anlagen in größerem Umfang konfrontiert sein.

Bereits heute werden jedoch spezielle Anlagen ausschließlich für die Wiederverwertung von Photovoltaikmodulen eingerichtet. Nicht nur die Kapazität entwickelt sich weiter, sondern auch die Technologie selbst. So wurde zum Beispiel in Polen ein Patent für ein abfallfreies Verfahren zur Wiederverwertung von PV-Modulen angemeldet. Dieses könnte bereits 2023 umgesetzt werden!

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