Technische Universität Wien
> Zum Inhalt
2016-12-06 [

Christine Cimzar-Egger

 | Büro für Öffentlichkeitsarbeit ]

Am Lebensende eines Photovoltaik-Elements

Eine Photovoltaik-(PV-)Anlage zur Gewinnung elektrischer Energie ist keine aufsehenerregende Besonderheit mehr, vielmehr gehört sie schon fast zum Standard beim Einfamilienhaus. Aber was, wenn die Photovoltaik-Elemente das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben? CABRISS, ein H2020-EU-Projekt unter Beteiligung der TU Wien, befasst sich mit eben dieser letzten Station im Produktlebenszyklus eines PV-Elements – und mit dem, was danach passieren kann.

Als Photovoltaik vor gut 30 Jahren am Markt auftauchte, war die rasante Nachfrage der letzten 15 Jahre noch nicht vorhersehbar. Dieser Siegeszug der PV hat aber auch einen Nebeneffekt mit sich gebracht: Durch das große Interesse sehen wir 8 Millionen Tonnen PV-Abfall europaweit entgegen – Tendenz stark steigend. Das H2020-EU-Projekt CABRISS hat sich daher das Ziel gesetzt, den Weg für eine Kreislaufwirtschaft zur Aufbereitung und Wiederverwertung von Photovoltaik-Abfällen zu ebnen. So sollen wichtige Rohstoffe wiedergewonnen werden, die dann in der PV-, Glas- oder Elektronikindustrie weitere Verwendung finden.

Am Anfang steht die Berechnung
Die TU Wien ist Kernprojektpartner in diesem umfassenden EU-Projekt. Nadja Adamovic vom Institut für Sensor und Aktuatorsysteme arbeitet nicht nur als Projektleiterin für die TU Wien, sondern auch an der Modellierung und Simulation von Photovoltaik-Systemen aus recycelten PV-Abfällen. Der Fokus liegt in der Wiedergewinnung von Silizium, Silber und Indium. "Recycelte Stoffe weisen Eigenschaften auf, die von jenen des reinen Materials abweichen. Grad und Art der Verunreinigung sind ausschlaggebend und gehen in die Berechnung der zukünftigen Einsetzbarkeit direkt ein“, erklärt Nadja Adamovic. Ihre Aufgabe im Projekt ist, herauszufinden, welche Verunreinigungen sich im recycelten Material befinden und welche Auswirkungen diese auf eine zukünftige Verwendung haben. So benötigt man für die erneute Produktion von PV-Elementen äußerst reines Silizium, soll die gewünschte Energieeffizienz erzielt werden. Sollte das wiederaufbereitete Material für diesen Verwendungszweck nicht rein genug sein, so eignet es sich aber beispielsweise immer noch als Substrat für die Produktion von Komponenten, die keine so anspruchsvollen elektrischen Eigenschaften brauchen. Durch Modellierung und Simulation unterschiedlicher Recyclingmethoden, aber auch von Varianten der "Architektur" der Solarzelle, lassen sich machbare PV-Elemente vorweg rechnerisch testen.

Ganzheitliche Betrachtung aus der Wissenschaft
CABRISS vereint im Konsortium Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die den kompletten Herstellungsprozess bis hin zur Markteinführung abbilden. So können die von Adamovic errechneten Varianten real umgesetzt und getestet werden. Seitens der TU Wien sind noch weitere Experten im Projekt aktiv: Werner Brenner, ebenfalls vom Institut für Sensor und Aktuatorsysteme, beschäftigt sich mit Standardisierung auf Europäischer Ebene. Entsprechend der EU-Direktive WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment Directive) müssen PV-Zellen und -Paneele am Ende ihres Lebens erfasst werden, um sie dann der Kreislaufwirtschaft zuzuführen. Neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu deren Mindest-Aufbereitung sollen in die EU-Direktive Eingang finden.
Peter Biermayr vom Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe, bringt in das Vorhaben die Expertise für Lebenszyklusanalyse und Lebenszykluskosten ein. Dabei versteht sich die Lebenszyklusanalyse als systematische Analyse der Umweltwirkungen von Produkten während ihres gesamten Lebensweges oder bis zu einem definierten Zeitpunkt der Verarbeitung. Die Lebenszykluskostenrechnung hingegen analysiert, welche Kosten bei einem Produkt von der Entwicklung hin bis zur Rücknahme vom Markt anfallen. Immerhin muss die Wiederaufbereitung von PV-Abfall nicht nur ökologisch Sinn machen, sondern sich unterm Strich auch "rechnen".

Weitere Informationen zum Projekt: https://www.spire2030.eu/cabriss

Veranstaltungshinweis
Von 7.- 9. Dezember 2016 versammeln sich die Projektpartner gemeinsam mit Delegierten der EU an der TU Wien zum "Mid Term Review Meeting". Hinweis: Der Workshop zum Thema "Standardisierung" am 7. Dezember ist öffentlich, Anmeldung ist erforderlich bei werner.brenner@tuwien.ac.at