Photovoltaik Recycling – Was passiert mit defekten Photovoltaik-Modulen?

Mit dem Inkrafttreten des EEG und der Auszahlung der Einspeisevergütung begann in Deutschland Anfang der 2000er Jahre langsam aber sicher der Solarboom. Nun sind rund 20 Jahre vergangen und das bedeutet vor allem eines: Die Einspeisevergütung läuft aus. Zusätzlich erreichen viele der PV-Module auch langsam aber sicher das Ende ihrer Laufzeit. Immer mehr PV-Anlagen werden in den nächsten Jahren daher demontiert und müssen entsorgt werden. Es stellt sich daher die Frage, was mit den defekten und ausrangierten Solaranlagen passiert. Wie müssen sie entsorgt werden? Wie belastend ist die Entsorgung für die Umwelt? Wie können sie vielleicht noch nutzbar gemacht werden und was wird der gesamte Prozess überhaupt kosten? Wir haben uns informiert und alles Wichtige zum Thema Photovoltaik Recycling herausgefunden.

Was passiert mit defekten Photovoltaik-Modulen?

Mit dem Inkrafttreten des EEG im Jahr 2000 stieg die Nachfrage nach Photovoltaikanlagen rasant an. Grund dafür: Die gesicherte Einspeisevergütung über einen Zeitraum von 20 Jahren. Jetzt endet dieser Zeitraum für die ersten Anlagen. Wohin also mit dem Solarmüll? Schätzungen zufolge werden bis 2040 jährlich 200.000 Tonnen Müll aus Solaranlagen anfallen. Damit kann die Solarenergie in Zukunft noch zu einem echten Problem werden.

Um dann nicht auf unkontrollierbaren Müllbergen sitzen zu bleiben, wurden bereits frühzeitig Richtlinien verfasst. Produzenten müssen demnach 85 % der verkauften PV Module zurücknehmen und recyceln. Seit 2015 fallen Photovoltaikanlagen außerdem unter das Elektro- und Elektronikgerätegesetz. Damit zählen die PV-Anlagen zu den Haushaltsgeräten und können von privaten Haushalten kostenlos über den Wertstoffhof recycelt werden. Größere, gewerbliche Anlagen werden zum Beispiel über das Netzwerk PV Cycle entsorgt.

Welche Verfahren für Photovoltaik Recycling gibt es?

Es gibt verschiedene Verfahren für das Recycling von Photovoltaik Modulen. Der Recycling-Prozess ist grundsätzlich aber sehr aufwändig, da die verschiedenen Materialien durch Kunststoffe verbunden sind. Die wertvollen Rohstoffe, die erhalten bleiben sollen, sind zum Beispiel Zinn, Selen, Cadmium, Blei und Indium, aber auch Glas. Diese Stoffe sollen im durch den Recycling-Prozess voneinander getrennt und gereinigt werden, sodass sie im Anschluss wiederverwendet werden können. Indium ist dabei ein besonders wertvoller Rohstoff. Während das Element zwischenzeitlich als sehr knapp galt und die Photovoltaik-Produktion gefährdete, stammt heute ein Großteil des verwendeten Indiums aus Recycling-Quellen.

Eines der möglichen Verfahren arbeitet mit Hitze: Dabei werden die Module zunächst unter Sauerstoffabschluss auf etwa 900 °C erhitzt. Dadurch verwandeln sich die verarbeiteten Kunststoffe in Gase. Zurück bleiben die begehrten Rohstoffe, die sich in weiteren Prozessen trennen und aufbereiten lassen.

Die Glasplatte mit den eigentlichen Solarzellen wird anschließend in ein chemisches Bad gelegt. Dort lösen sich die einzelnen Bestandteile, sodass schließlich nur noch die Glasscheibe zurück bleibt.

Wie entsorge ich meine PV Module fachgerecht?

Zunächst einmal dürfen nur Photovoltaikmodule entsorgt werden, die tatsächlich nicht mehr funktionstüchtig sind. Module, die noch funktionieren, aber nicht mehr benötigt werden, müssen wieder dem Markt zugeführt werden. Ist die Solaranlage aber nicht mehr funktionstüchtig und soll abgebaut werden, ist die Entsorgung für private Haushalte kein Problem. Haushaltsübliche Mengen können auf dem Wertstoffhof kostenlos abgegeben werden. Werden mehr als 20 Module entsorgt, muss das vorab bei der entsprechenden Annahmestelle angemeldet werden. Lediglich Montage und Anfahrt müssen selbst übernommen werden.

PV CYCLE – Recycling of silicon based PV modules

Größere Mengen aus gewerblichen Solaranlagen können nicht kostenlos beim Wertstoffhof abgegeben werden. Hierfür gibt es PV Cycle. Das Sammelnetzwerk holt Mengen über 20 Solarmodulen ab und recycelt diese fachgerecht.

Anders gedacht: PV-Anlagen aus Recyclingmaterial

PV-Module aus recyceltem Silizium

Vor allem mit langfristig immer weiter steigendem Bedarf nach PV-Technik, wird es immer wichtiger, die benötigten Ressourcen sinnvoll einzusetzen. Eine Arbeitsgruppe am Fraunhofer CSP hat darum ein Verfahren entwickelt, mit dem das Silizium alter PV-Module im Recyclingprozess zurückgewonnen werden kann. Anschließend können daraus neue Photovoltaikmodule gefertigt werden.

Das Verfahren kann einfach in die bereits bestehenden Recyclingprozesse eingepasst werden, um eine möglichst hohe Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Genutzt werden die ohnehin vorhandenen Bruchstücke der Solarzellen. Die Verunreinigungen durch Glas und Kunststoff werden entfernt, ebenso wie die Kontakte, die Antireflexschicht und der Emitter. Übrig bleibt das reine Silizium, welches dann wieder in der Produktion eingesetzt werden kann.

Auf diese Weise ist es gelungen, Solarzellen aus 100 % recyceltem Silizium herzustellen. Diese erreichten einen Zellwirkungsgrad von 19,7 Prozent, was zwar unter den üblichen Werten liegt, aber dennoch eine Verbesserung zu den für das Recycling verwendeten Solarmodulen bildet.

Stromspeicher aus alten Autobatterien

Herzstück der PV-Anlagen sind die PV-Module, aber für die hauseigene Stromproduktion braucht es mehr als das. Wer den Solarstrom vor allem selber nutzen möchte, braucht zum Beispiel einen Photovoltaik Stromspeicher. Auch diese haben nur eine begrenzte Laufzeit und müssen dann aufwändig recycelt werden. Umso wichtiger daher, dass die Stromspeicher möglichst effektiv genutzt werden und der Recyclingaufwand und damit auch die Umweltbelastung so gering wie möglich gehalten wird.

Die Firma Voltfang hat sich genau damit beschäftigt und eine Möglichkeit gefunden, alten Stromspeichern in Solaranlagen ein neues Leben zu geben. Dafür nutzen sie ausgediente Batterien aus Elektroautos. Dort werden die Batterien bereits nach geringem Leistungsverlust ersetzt. Andernfalls wären sie für die Mobilität nicht weiter rentabel. Für die dauerhafte Anwendung als Stromspeicher einer PV-Anlage reicht die Leistung dann jedoch noch aus. Voltfang bereitet daher die ausgedienten E-Batterien auf und fertigt daraus Industriespeicher für gewerbliche PV-Anlagen. In Zukunft sollen auch Heimspeicher realisiert werden.

Voltfang – Imagefilm

Mit ihrem Konzept sorgt Voltfang dafür, dass die wichtigen Ressourcen, die für die Batterieproduktion benötigt werden, länger im Umlauf bleiben. Dadurch wird der ökologische Fußabdruck gesenkt ebenso wie die Kosten. Zusätzliche Energiespeicher bedeuten außerdem auch ein schnelleres Vorankommen der Energiewende.