قيمة إعادة تدوير الخلايا الشمسية السيليكونية في نهاية عمرها الافتراضي

عندما تصل خلايا السيليكون الشمسية إلى نهاية عمرها الافتراضي، فإنها لا تصبح نفايات صلبة، بل منجمًا حضريًا غنيًا بالموارد الثانوية. تتوقع الوكالة الدولية للطاقة المتجددة أنه بحلول عام 2050، سيصل إجمالي نفايات الألواح الشمسية التراكمية عالميًا إلى 78 مليون طن، مما يوفر قاعدة واسعة من المواد الخام لصناعة إعادة تدوير المعادن الثمينة. تتيح معالجة خلايا السيليكون الشمسية المهملة استعادة مواد متعددة، بما في ذلك السيليكون عالي النقاء والفضة والنحاس والألمنيوم والزجاج. من منظور الأعمال، بلغ سوق إعادة تدوير الألواح الشمسية العالمي حوالي 366 مليون دولار أمريكي في عام 2025، ومن المتوقع أن يتجاوز 993 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2035، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 10.5٪. كان لتوجيه نفايات المعدات الكهربائية والإلكترونية (WEEE) في أوروبا الريادة في إدراج الألواح الشمسية ضمن لوائحه، مما دفع إلى تحسين سلسلة توريد إعادة التدوير. في الوقت الحالي، برزت تقنية المعالجة الحرارية كعملية رئيسية نظرًا لكفاءتها العالية في استعادة أكثر من 80٪ من وزن الخلية.

القيمة المتبقية من الخلايا الشمسية السيليكونية المستعملة

تحتفظ خلايا السيليكون الشمسية المستعملة التي لم تُستَخرَج بالكامل بعد بقدرة توليد طاقة متبقية كبيرة. تشير الدراسات إلى أن وحدات الطاقة الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون البلوري، والتي تعمل في غانا منذ ست سنوات، تحافظ على مستويات أداء عالية. هذا يعني أن خلايا السيليكون الشمسية المستبدلة من المشاريع المبكرة أو التي خضعت للتحديثات يمكنها الاستمرار في العمل في ظروف تتطلب كفاءة أقل، مثل تشغيل معدات الاتصالات، والمضخات الزراعية، أو الإضاءة الخارجية في المناطق النائية. توفر هذه الخلايا الشمسية السيليكونية المستعملة حلول طاقة منخفضة التكلفة للتطبيقات الثانوية مع تأخير مرحلة إعادة التدوير النهائية. ومن منظور دورة الحياة الكاملة، يُعزز هذا كفاءة استخدام الموارد.

ما هي مدة بقاء الخلايا الشمسية السيليكونية؟

عادةً ما يقدم المصنعون ضمانات تتراوح بين 25 و30 عامًا لوحدات الطاقة الشمسية السيليكونية. لا يعني انتهاء العمر الافتراضي الفشل التام، بل يعني انخفاضًا في إنتاج الطاقة أقل من نسبة معينة من السعة الأولية. تشير التقييمات التي أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة إلى أن خلايا الطاقة الشمسية السيليكونية التي تم اختبارها ميدانيًا عالميًا تشهد عادةً معدلات تدهور سنوية في الطاقة تتراوح بين 0.5% و2%. تعتمد القيم المحددة على المناخ المحلي وطرق التركيب وجودة الوحدة الأولية. على سبيل المثال، أظهرت الوحدات التي تعمل لمدة 22 عامًا في ظل مناخ البحر الأبيض المتوسط في إسبانيا معدل تدهور سنوي متوسط قدره 1.4%. هذا يعني أن خلية الطاقة الشمسية السيليكونية المصنفة بقدرة 100 واط ستحافظ على الأرجح على طاقة خرج تتجاوز 70 واط بعد 25 عامًا. إن ضمان سلامة مواد التغليف (مثل غشاء EVA) ومنع المشكلات الشائعة مثل النقاط الساخنة والتدهور الناجم عن الإمكانات أمران بالغ الأهمية لتحقيق العمر الافتراضي المتوقع.

تركيبات السبائك في الخلايا الشمسية السيليكونية

إلى جانب رقائق السيليكون البلورية الشائعة، تلعب السبائك السيليكونية دورًا هامًا في تكنولوجيا الطاقة الشمسية. صُممت هذه السبائك المتخصصة، مثل السبائك السيليكونية المستخدمة في المعاجين الموصلة، لتحسين تلامس الأقطاب الكهربائية والتوصيل الكهربائي في خلايا السيليكون الشمسية. من خلال التحكم الدقيق في مستويات النقاء (التي تتراوح من 99% إلى أكثر من 99.99%) وتطعيم عناصر محددة، يمكن تعديل الخصائص الكهربائية ودرجات انصهار هذه السبائك. يتيح ذلك تكوين تلامسات أومية متينة مع رقائق السيليكون، مما يقلل من خسائر التيار ويعزز كفاءة الإنتاج النهائية لخلايا السيليكون الشمسية. يُشكل إنتاج هذه السبائك السيليكونية عالية النقاء صناعةً تعتمد على التكنولوجيا بشكل مكثف. يرتبط تسعيرها ارتباطًا وثيقًا بتقلبات سوق المعادن ومتطلبات النقاء، مما يجعلها عاملًا رئيسيًا يؤثر على أداء خلايا السيليكون الشمسية وهيكل تكلفتها.