Inhaltsverzeichnis
- Defekte bei Solarmodulen: Reparatur oder Austausch?
- Pflicht zum Recycling von Solaranlagen
- Rohstoffe in PV-Anlagen
- Aufbau einer PV-Anlage: Rohstoffe, Material, Schichten
- Technik von Photovoltaikanlagen wird immer besser
- Kaum Leistungsrückgang bei PV-Anlagen
- Förderung für PV-Anlagen
- Grafik Entwicklung Zubau Photovoltaik in Deutschland
- Wiederverwertung von PV-Anlagen
Hausdächer oder größere, offene Freiflächen sind die idealen Plätze für PV-Anlagen. Hier bekommen sie so viel Sonne wie möglich. Je nach Region eignen sie sich also perfekt im kleinen, aber auch im ganz großem Stil hauseigenen Strom zu erzeugen.
Immer mehr Haushalte nutzen die Sonnenseite ihres Hausdachs für eine eigene PV-Anlage. Auch ganze Dächer von Nicht-Wohngebäuden wie Fabrikgebäuden, Messe- oder Sporthallen werden mit Solaranlagen ausgestattet.
Defekte bei Solarmodulen: Reparatur oder Austausch?
Solarmodule sind Frost, Wind, Hagel, Schnee, Regen, Staub und Hitze ungeschützt ausgeliefert. Mechanische Schäden an einem einzelnen Modul, z. B. durch herabfallende Äste oder einen Sturm, führen dazu, dass nicht nur dieses eine Modul weniger leistet, sondern die gesamte Anlage oder bauartbedingt größere Teile.
Insbesondere ältere PV-Anlagen richten sich in ihrer Leistung immer nach dem schwächsten Glied, während das bei einigen neueren Modellen mit anderen Verschaltungen nicht auftritt. Generiert ein Modul – durch Schaden oder auch durch Schatten – also weniger Strom, leistet die gesamte Anlage weniger. Leider auch dann, wenn alle übrigen Module mehr Strom erzeugen könnten.
Kann das defekte Modul nicht ausgetauscht oder entfernt werden, wird die Reparatur der Solaranlage teuer und aufwendig. Der Abbau und die Verschrottung der Anlage ist dann oft einfacher und günstiger als die Reparatur.
Pflicht zum Recycling von Solaranlagen
Wie also werden PV-Module recycelt? Seit dem 13. August 2012 gelten die europäischen WEEE-Richtlinien (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive), die seit Februar 2014 in allen EU-Staaten umgesetzt werden müssen. Sie verpflichten Produzenten, mindestens 85 % der PV-Module kostenlos zurückzunehmen und zu recyceln.
Seit Oktober 2015 gilt in Deutschland das Elektro- und Elektronikgerätegesetz, das PV-Module als Haushaltsgeräte klassifiziert. Es regelt Rücknahmepflichten sowie die Finanzierung des Recyclings.
Private Verbraucherinnen und Verbraucher mit kleinen Anlagen nutzen für die kostenlose Entsorgung alter Solarpaneele daher den lokalen Wertstoffhof. Es gibt mittlerweile auch zahlreiche Unternehmen, die Solarmodule abholen und ordnungsgemäß entsorgen.
2007 haben sich zudem Unternehmen aus der PV-Industrie zur freiwilligen Vereinigung PV Cycle zusammengeschlossen.1 Die Non-Profit-Organisation bietet für seine rund 300 Mitglieder ein herstellerübergreifendes, WEEE-konformes Recyclingsystem mit einem europaweiten Netz an Sammelstellen.
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Zum SolarangebotRohstoffe in PV-Anlagen
PV-Module enthalten nahezu keine Materialien, deren Behandlung in der Recyclingwirtschaft unbekannt oder problematisch wären. Der Hauptbestandteil ist das Glas zum Schutz der Solarzellen. Glas wird heute in erheblichem Umfang wiederverwertet. Über 80 % des Materials in der Glasproduktion stammt aus dem Recycling von Altglas.
In Bezug auf das Recycling der metallischen Rohstoffe ist z. B. das seltene Metall Indium interessant: Schon heute übersteigt die Menge des aus Recycling gewonnenen Indiums die Menge des neu abgebauten.2
Allerdings machen die Kunststoffanteile das Recycling doch kompliziert. Die einzelnen Solarzellen sind in Kunststoff eingebettet, einzelne Elemente müssen daher zuerst sauber getrennt werden. Das ist aufwendig. Die Folge: Vieles landet doch in der Müllverbrennung.
Die große Aufgabe liegt also darin, wertvolle Rohstoffe aus der Kunststoffschicht zu lösen, damit nichts verloren geht. Hier sollen Anlagen Abhilfe schaffen, die großen Backöfen ähneln. Bei Temperaturen von bis 900 °C und unter Sauerstoffabschluss verwandeln sich Kunststoffe zu Gasen wie Methan, Butan oder Propan (Pyrolyse).
Übrigbleibende Metalle lassen sich mittels gängiger Prozesse wiederverwerten. Neuere Anlagen können mehr als 90 % der enthaltenen Materialien zurückgewinnen.
Aufbau einer PV-Anlage: Rohstoffe, Material, Schichten
Photovoltaikanlagen bestehen aus mehreren Solarmodulen und diese aus einzelnen Solarzellen. Das Ganze sieht aus wie ein riesiges Glaspuzzle (bei polykristallinen Modulen) bzw. wie eine schwarze Fläche (bei monokristallinen Modulen).
Auf der Oberfläche der einzelnen Module oder Panels liegt zum Schutz eine Glasscheibe aus speziellem Solarglas. Diese lässt das Licht in dem für die Stromproduktion interessanten Spektralbereichs nahezu ungehindert durch.
Darunter befinden sich zusammengelötete Solarzellen aus Silizium. Außerdem kommen hier die Metalle Silber, Indium, Gallium, Tellur und Selen in geringer Menge zum Einsatz. Eine Kunststoffschicht ummantelt die Solarzellen von oben und unten. Eine weitere Kunststoffschicht dient der Kaschierung der Rückseite.
Außen stabilisiert ein Rahmen aus Aluminium das Solarmodul. Darüber hinaus verfügt jedes Modul über eine eigene Kabelbox mit Steckverbindung, über die der Strom abtransportiert wird. Ältere Module können bauartbedingt äußerst geringe Anteile von Blei und Cadmium enthalten.
Technik von Photovoltaikanlagen wird immer besser
Dazu kommt, dass heutige Module, verglichen mit denen früheren, weit mehr Leistung bringen und fast doppelt so viel Strom erzeugen. Die Technik hat sich seit den ersten Solaranlagen weiterentwickelt.
Das bedeutet aber bei weitem nicht, dass PV-Anlagen technisch schnell veralten. Denn theoretisch altern Solaranlagen fast gar nicht. Die Module bestehen aus verschiedenen, sehr feinen Schichten unterschiedlicher Materialien.
Durch die Einstrahlung der Sonne entstehen zwischen diesen Schichten Stromspannungen. Bei der sogenannten Degradation reagieren die Materialien auf chemische Prozesse und altern. Das hat zur Folge, dass die Leistungsfähigkeit der Module abnimmt – allerdings wesentlich geringer als früher angenommen.
Kaum Leistungsrückgang bei PV-Anlagen
Messungen zeigen, dass PV-Anlagen, die Anfang der 2000er-Jahre errichtet wurden, weitaus mehr Leistung bringen, als Hersteller im Rahmen ihrer Leistungsgarantie angeben. Hersteller gingen anfänglich von einem Leistungsrückgang von 0,5 % pro Jahr aus. Tatsächlich scheint der Wert aber bei 0,1 % zu liegen.3
Damit bringen Solaranlagen auch nach über 20 Jahren noch deutlich mehr als 80 % ihrer ursprünglichen Leistung und altern wesentlich langsamer als angenommen.
Trotzdem: Neuere Modelle bringen mehr Leistung auf der gleichen Fläche. Außerdem liefert der Markt inzwischen zahlreiche kostengünstige Modelle. Die Neuanschaffung könnte sich also mittelfristig als günstiger erweisen als die Reparatur.
Und so könnte es sein, dass immer mehr alte, funktionierende Anlagen ausgetauscht und fachgerecht entsorgt werden müssen.
Förderung für PV-Anlagen
Die Bundesregierung fördert den Ausbau der Photovoltaik in Deutschland über das Programm 270 der KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) und über eine Einspeisevergütung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Dazu kommen noch regionale Förderprogramme. Anlagenbetreibende können die 3 Fördermöglichkeiten teilweise auch kombinieren.
Ausführlichere Informationen: Erneuerbare-Energien-Gesetz 2023
Hier mehr Infos zur Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen in Kombination mit einem Stromspeicher.
Wiederverwertung von PV-Anlagen
Photovoltaikanlagen stehen nach wie vor ganz oben auf der Liste, wenn es darum geht, einzelne Haushalte oder auch Gewerbegebiete umweltfreundlich mit eigenem Strom zu versorgen.
Das macht natürlich nur Sinn, wenn am Ende des Produktlebenszyklus von Solaranlagen kein umweltschädlicher Elektroschrott entsteht. Dafür sorgt das gesetzlich vorgeschriebene Recyclingsystem.
Doch nicht nur das flächendeckende Recycling ist wichtig. Auch die Erhaltung bestehender Anlagen sollte gewährleistet sein, damit PV-Anlagen nicht aufgrund kleinerer Schäden komplett ausgetauscht werden müssen.
Denn die Recyclingwelle dürfte in den nächsten Jahren noch zunehmen, wenn Anlagen nach 20 und mehr Betriebsjahren ausgetauscht oder abgebaut werden müssen.
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Belege
Die Solarpanele werden zurückgenommen. Das erklärt dieser Artikel. Aber damit ist nicht geklärt, dass das Recycling funktioniert. Das wurde garnicht behandelt. Also entweder die Überschrift ändern, oder nochmal recherchieren gehen.
Danke
Ihr Manfred Jansen
Hallo Herr Jansen. Da es auch für den eigentlichen Prozess des Recyclings entsprechende Vorschriften gibt, die die Ziele einer klimaneutralen Kreislaufwirtschaft festlegen, ist für uns klar, dass das Recycling von Solarpanelen funktioniert. Der Artikel behandelt das Thema aus ganzheitlicher Perspektive. Mit besten Grüßen, das Team von natürlichZukunft.
Das ist eine irreführende Behauptung, basierend auf einer irrigen Annahme.
Aufgrund der vielfältigen Herstellungsprozesse, zumindest der alten PVs, haben Recycler erheblich Schwierigkeiten, die Stoffe sauber voneinander zu trennen.
Glas und Aluminium sind dabei das geringste Problem.
Die eingebetteten Metalle, also der interessante Tei,l ist eben nicht so einfach und damit schon
Sorry, falls unsere Antwort zuvor missverstanden wurde. Was wir damit meinen: Es gibt bestehende und funktionierende Recycling-Prozesse von PV-Modulen, welche auch permanent optimiert werden. Deswegen gehen wir davon aus, dass sich die Verantwortlichen an die Recycling-Vorgaben halten und bei Problemen entspr. Lösungen finden. Mit besten Grüßen, das Team von natürlichZukunft.