Im Fokus des Leitprojekts PV Re² steht das nachhaltige Recyceln, Weiterentwickeln und Reparieren von defekten Photovoltaikmodulen. Damit soll die Öko- und Nachhaltigkeitsbilanz von Photovoltaikanlagen in Zukunft verbessert werden. PV-Module haben eine Lebenserwartung von ca. 25 bis 30 Jahren, aktuell erreichen viele Anlagen der ersten Generation das Ende ihrer Leistungsspanne. Die Systeme bestehen aus vielen Bestandteilen wie Glas, Siliziumzellen, Silber, Kupfer, Plastik und einem Aluminiumrahmen. Manche Inhaltsstoffe wie Blei oder Fluor sind dabei besonders umweltkritisch. Bisher gibt es kein speziell auf die PV-Technologie zugeschnittenes Abfallentsorgungssystem. Defekte Module werden in Recyclinganlagen mit allgemeinen Technologien aufbereitet und meist zerkleinert, die Reststoffe häufig verbrannt. Wertvolle Rohstoffe, die in den Solaranlagen verbaut sind, gehen so verloren.

Recyclingprozess optimieren

Das Projektkonsortium¹ umfasst fünf Industriepartner und vier Forschungseinrichtungen, die Kompetenzen entlang der gesamten PV-Wertschöpfungskette (von der Herstellung der Materialien, Komponenten und PV-Module über den Betrieb von PV-Systemen und Anwendungen bis hin zu Recycling und Abfallbehandlung) abdecken. Im Rahmen des Projekts soll einerseits der gesamte Recyclingprozess von PV-Modulen optimiert werden. Andererseits geht es darum, die Recyclingfähigkeit der einzelnen Solarkomponenten zu erhöhen. Dazu werden die chemischen, physikalischen und mechanischen Grundlagen für ein schichtweises Trennen der einzelnen Komponenten eines PV-Moduls erforscht. Um ein sortenreines Recycling zu ermöglichen, entwickelt das Team automatisiert ablaufende Messsysteme, die eine genaue Identifikation der Materialzusammensetzung einzelner Module erlauben. Reinheit und Funktionalität der Materialien sollen bestmöglich erhalten werden, um die Rohstoffe wieder nutzen zu können.

Gezielte Materialauswahl

Die Auswahl der Materialien des Solarsystems spielt eine wichtige Rolle für das Recycling und die Wiederverwertbarkeit der Komponenten. Der Fokus der Forscher*innen liegt deshalb auf einem recyclinggerechten Design (z. B. leicht lösbare Klebeverbindungen und thermoplastische Materialien) aber auch auf der Reduktion und Vermeidung von toxischen Materialien und Gefahrenstoffen. Die Basis bilden hier die Ergebnisse vorangegangener Projekte. Durch den Ansatz „Kleben statt Löten“ konnte bereits der Bleianteil von ca. 20 Gramm pro PV-Modul auf nahezu Null reduziert werden. Genutzt werden auch Forschungsergebnisse zur Entwicklung klimaangepasster Photovoltaik. Hier wurden die Auswirkung von klimatischen Bedingungen auf Materialien, Komponenten, Zellverbindern und Rückseitenfolien analysiert und Verbesserungsmaßnahmen eingeleitet.
 
Ein weiteres Forschungsthema ist die Entwicklung von geeigneten Reparatursystemen, um direkt an der PV-Anlage im Feld Reparaturarbeiten einfach und schnell durchführen zu können und damit die Leistungs- und Nutzungsdauer der Photovoltaikmodule zu verlängern.
energieforschung.at/projekt/sustainable-photovoltaics/
 
¹ Projektpartner: PCCL Polymer Competence Center Leoben GmbH (Projektleitung), Silicon Austria Labs GmbH, Montanuniversität Leoben, OFI Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik, ENcome Energy Performance GmbH, Borealis AG, KIOTO Photovoltaics GmbH, Peter Seppele GmbH, VDE Renewables GmbH