In Deutschland werden dieses Jahr circa 10.000 Tonnen an alten Photovoltaik-Module auf dem Recyclingmarkt landen. Ab 2030 werden es bereits mehr als 500.000 Tonnen pro Jahr sein. Um mit Solarenergie langfristig CO2-armen, ressourcenschonenden Strom bereitstellen zu können, braucht es auf absehbare Zeit eine Kreislaufwirtschaft. Das Start-Up Solar Materials gehört zu den ersten, die sich dem Recycling von PV-Modulen widmen. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) haben das junge Unternehmen nun dabei unterstützt, seinen Aufbereitungsprozess mithilfe automatisierter Datenerfassung effizienter zu gestalten. Die dazugehörige Datenbank mit hunderten Proben unterschiedlicher PV-Module ermöglicht es Solar Materials auch, den Schadstoff- und Silberertrag der Solarmodule abzuschätzen sowie den Recyclingprozess anzupassen.
Die meisten PV-Anlagen wurden in Deutschland bisher in der ersten Ausbauwelle zwischen 2010 und 2012 installiert. Auf diese wird nach Ende der zwanzig Jahre dauernden Einspeisevergütung ab 2029 absehbar eine erste Entsorgungswelle folgen. „Und durch den stark ansteigenden Zubau in den kommenden Jahren wird der Entsorgungsbedarf auf hohem Niveau bleiben und ansteigen“, erklärt Prof. Dr. Andreas Bett, Standortverantwortlicher am Fraunhofer CSP und Institutsleiter des Fraunhofer ISE. „Es müssen daher im Vorfeld kostengünstige Prozesse und Verfahren zur Rückgewinnung der Materialien in ausgedienten Modulen aufgebaut werden.“
Pilotlinie für das Recycling von Photovoltaik-Modulen
Die Solar Materials GmbH plant genau das: Das Start-Up aus Magdeburg hat eine Pilotlinie aufgebaut, mit der es Solarmodule recycelt. Im Forschungsprojekt „RESCUE – Effizientes Recycling von Solarmodulen durch computergestützte und datengetriebene Prozessoptimierung“, finanziert durch das Bundesland Sachsen-Anhalt und die Europäische Union, verbesserte das junge Unternehmen nun mit einem Forschungsteam des Fraunhofer CSP den Aufbereitungsprozess für seine Recycling-Linie. „Aktuell umfasst die Moduldatenbank, die wir dafür aufgebaut haben, circa 150 PV-Modultypen, und sie wird stetig ergänzt“, sagt Dr. Andreas Obst, Projektleiter am Fraunhofer CSP. „Die PV-Module werden zu Beginn des Recyclingprozesses anhand ihres Typschildes automatisch erkannt und das folgende Verfahren entsprechend angepasst. Diese Feinabstimmung der verschiedenen Paramater im Recyclingprozess spart Energie und führt zu besseren Endergebnissen.“
Die Datenbank erlaubt außerdem eine bessere Analyse der eingehenden PV-Module. „Wir können jetzt von vornherein besser abschätzen, wie hoch der Silber-, aber auch der Schadstoffgehalt der Solarmodule ist, die uns zum Recycling geliefert wurden, und unsere Preise entsprechend anpassen“, erklärt Jan Bargel, verantwortlich für die Entwicklung bei Solar Materials. Die Pilotlinie des jungen Unternehmens läuft seit Anfang des Jahres erfolgreich und nun auch mit ihrer digitalen Optimierungsstütze. Im September hat der Bau einer großskaligen Recyclingstraße am Standort Magdeburg begonnen.
Über das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP
Das Fraunhofer CSP ist Ihr Partner für Zuverlässigkeitsbewertung von Solarzellen, -modulen und -systemen unter Labor- und Einsatzbedingungen sowie die chemische, elektrische, optische und mikrostrukturelle Material- und Bauteilcharakterisierung. Basierend auf unserem Verständnis von Ausfallmechanismen entwickeln wir für Sie Messmethoden, Geräte und Fertigungsprozesse für Komponenten und Materialien mit erhöhter Zuverlässigkeit. Wir betreiben angewandte Forschung in den Bereichen Siliziumkristallisation, Waferfertigung, PV 4.0, Solarzellencharakterisierung, Modultechnologie und Solarmodulrecycling. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir dabei neue Technologien, Herstellungsprozesse und Produktkonzepte entlang der gesamten photovoltaischen Wertschöpfungskette. Das Fraunhofer CSP ist eine gemeinsame Einrichtung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE.
Bild oben: Detailaufnahme ausgedienter PV-Module. Das Start-Up Solar Materials widmet sich dem Recycling von PV-Modulen. Foto:
