Privatpersonen können ausgediente Solarmodule und Solardachziegel für die Entsorgung und das Solarmodule Recycling kostenfrei an entsprechenden Sammelstellen abgeben. (Foto: WE SUM GmbH)
Die wachsende Anzahl an Photovoltaikanlagen bringt nicht nur saubere Energie, sondern auch die Frage der Solarpanel-Entsorgung mit sich. Solarmodule enthalten wertvolle Rohstoffe, die durch Recyclingverfahren dem Wertstoffkreislauf wieder zugeführt werden können. Deswegen verpflichtet die EU Hersteller von Solarmodulen und Solardachziegeln zur kostenlosen Rücknahme und zum Photovoltaik-Recycling.
Solarmodule-Recycling: Das Wichtigste kurz gefasst
- Für Privatpersonen ist das Solarmodul-Recycling kostenlos. Das Elektronikgerätegesetz (ElektroG) verpflichtet Hersteller zur Rücknahme und Entsorgung von Solaranlagen.
- Die ungefähre Lebensdauer eines Solarmoduls beziffern Hersteller mit 25 bis 30 Jahren. Danach laufen die Module mit verminderter Leistung noch viele Jahre weiter.
- Das PV-Module-Recycling schont Rohstoffressourcen und verringert durch Wiederverwendung von Materialien Abfallmengen.
- Für die PV-Modul-Entsorgung können Privatpersonen Altmodule unkompliziert bei entsprechenden Sammelstellen abgeben.
- Das Recycling von Solarzellen ist technisch herausfordernd und kostenintensiv, weshalb das Silizium statt recycelt meist nur verwertet wird.
- Die steigende Menge an ausgedienten Solarmodulen und die Verbesserung der Recyclingtechnologien tragen zur Entwicklung eines nachhaltigen und rentablen Recyclingmarktes bei.
Haltbarkeit von Solarmodulen
Solarmodule und Solardachziegel sind langlebig und zuverlässig. Sie halten etwa 30 bis 40 Jahre, wobei die Leistung nach einer gewissen Zeit abnimmt. Viele Hersteller bieten freiwillige Leistungsgarantien von 25 bis 30 Jahren. Diese Garantie sichert zu, dass Module nach 25 Jahren noch 80 bis 90 % ihrer ursprünglichen Leistung erbringen. Einer der Gründe für die Leistungsabnahme: Degradation. Diese beträgt typischerweise 0,5 % bis 1 % pro Jahr. Die Degradation kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, darunter thermische Zyklen, Feuchtigkeitseintritt, UV-Strahlung und mechanischer Stress (z. B. Druckeinwirkung auf das Modul durch unsachgemäße Installation oder Begehung).
Mehr dazu: Greift die PV-Versicherung auch bei Degradation?
Neben der Degradation beeinflussen weitere Faktoren die Haltbarkeit und Leistung von Solarmodulen:
Materialien und Bauweise
Hochwertige Materialien und eine robuste Bauweise können die Lebensdauer von Solarmodulen verlängern, etwa gehärtetes Glas und korrosionsbeständige Rahmen.
Umweltbedingungen
Extreme Wetterbedingungen, wie starker Hagel, hohe Windlasten, große Temperaturschwankungen und UV-Strahlung, können Module schneller altern lassen. Solardachziegel sind weniger anfällig – sie halten Regen, Schnee, Hagel und Eis ebenso stand wie traditionelle Ziegel.
Wartung
Die regelmäßige Wartung und Reinigung der Module kann deren Effizienz und Lebensdauer erhöhen. Während klassische Solarmodule regelmäßig gewartet werden sollten, ist das für Solardachziegel-Systeme kaum nötig.
Installationsqualität
Erfahrene Fachleute gewährleisten, dass Solarmodule optimal ausgerichtet und befestigt sind, was ihre Haltbarkeit und Performance verbessert.
Entsorgung Solarmodul: Lässt die Leistung zu stark nach oder ist ein Modul defekt, bleibt meist nur noch die Entsorgung der Solarmodule. (Foto: This is Engineering, Pixabay)
Pflicht zur kostenlosen Rücknahme von Solaranlagen
Die Richtlinie 2012/19/EU (WEEE-Richtlinie) verpflichtet EU-Mitgliedstaaten, Systeme zur Sammlung und Wiederverwertung von Elektro- und Elektronik-Altgeräten zu schaffen – einschließlich Solaranlagen. In Deutschland wird diese Pflicht durch das ElektroG umgesetzt – das Gesetz über das Inverkehrbringen, die Rücknahme und die umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten.
Herstellerverpflichtung zur Rücknahme und Entsorgung PV-Anlage
Die WEEE-Richtlinie und das ElektroG erlegen Herstellern von Photovoltaik-Modulen verschiedene Pflichten auf:
- Sie müssen sicherstellen, dass ausgediente Module am Ende ihrer Lebensdauer zurückgenommen und fachgerecht entsorgt oder recycelt werden.
- Sie müssen dafür entweder selbst Rücknahmesysteme einrichten oder sich an kollektiven Rücknahmesystemen beteiligen.
- Sie müssen sich bei der Stiftung Elektro-Altgeräte Register (EAR) registrieren und Bericht über die in Verkehr gebrachten Mengen sowie die zurückgenommenen und recycelten Mengen erstatten.
Gut zu wissen: Der Begriff “Hersteller” ist im ElektroG absichtlich weit gefasst. Er meint nicht nur den tatsächlichen Hersteller der Solarmodule, sondern kann auch die installierende Firma einer Anlage einschließen. So wird garantiert, dass auch Solarmodule bzw. Solaranlagen, welche in China hergestellt wurden, unter die Rücknahmeregelung fallen.
Rückgabe zur Entsorgung von PV-Modulen: Diese Möglichkeiten haben Verbraucher
Für die Photovoltaik-Module-Entsorgung bieten sich Privatpersonen verschiedene Möglichkeiten:
- Einige Hersteller oder Installateure unterhalten eigene Rücknahme- und Recyclingprogramme.
- Auch kommunale Sammelstellen bieten die kostenlose Abgabe von ausgedienten Solaranlagen und Solardachziegeln.
- Alternativ können die PV-Module zu zertifizierten Recyclinghöfen und Dienstleistern gebracht werden. Dazu gehören Anbieter wie PV Cycle oder take-e-way.
- Geeignete Wertstoffhöfe finden Privatpersonen in der Regel auf der Website ihrer Stadtverwaltung. Dort gibt es üblicherweise eine Karte oder Liste mit Adressen sowie Öffnungszeiten der umliegenden Wertstoffhöfe und der lokalen Abfallwirtschaft.
Bestandteile und Material: Solarmodule und Solardachziegel
Eine Solaranlage setzt sich aus drei Hauptkomponenten zusammen:
- Solarmodulen
- Wechselrichter und
- Montagegestell inkl. Verkabelung.
Häufig wird vom “Recycling Solaranlagen” gesprochen oder danach gesucht, obwohl “Entsorgung Solarmodul” gemeint ist – dabei wäre ein Solarmodul größtenteils recyclebar. Fortschritte in Recyclingtechnologien und gesetzliche Anforderungen tragen dazu bei, dass der Anteil wiederverwendeter Rohstoffe stetig steigt. Solarmodule und Solardachziegel enthalten in der Regel keine gefährlichen Schadstoffe, was das Recycling und die Solarmodule Entsorgung vereinfacht. Die Hauptmaterialien wie Silizium, Glas, Aluminium und Kupfer sind umweltfreundlich und nahezu vollständig recycelbar.
Recycling Solarmodule: Komponenten und Bestandteile
Ein Solarmodul besteht aus Komponenten und Rohstoffen mit unterschiedlichen Recyclingpotenzialen:
| Glas | Etwa 70-80 % des Modulgewichts. Glas kann nach der Entfernung von Beschichtungen und Verunreinigungen gereinigt und in der Glasindustrie oder neuen Solarmodulen wiederverwendet werden. |
| Aluminiumrahmen | Etwa 10 % des Modulgewichts. Aluminiumrahmen lassen sich leicht recyceln. Sie werden eingeschmolzen und zur Herstellung neuer Rahmen oder anderer Aluminiumprodukte verwendet. |
| Siliziumzellen | Etwa 3-5 % des Modulgewichts. Siliziumzellen werden meist zerkleinert und chemisch behandelt, um Verunreinigungen und Beschichtungen zu entfernen. Das gereinigte Silizium kann zur Herstellung neuer Solarzellen oder anderer Halbleiteranwendungen wiederverwendet werden. |
| Verbindungsmaterialien | z. B. Silber, Kupfer, Zinn. Diese Metalle werden durch chemische und mechanische Trennverfahren extrahiert und woanders erneut zum Einsatz kommen. |
| Kunststoffkomponenten | z. B. Ethylenvinylacetat (EVA), Rückseitenfolien. Kunststoffkomponenten sind schwierig zu recyceln. Wenige fortschrittliche Recyclingverfahren ermöglichen die Trennung und Wiederverwendung von Kunststoffen, aber meist werden diese Materialien thermisch verwertet (Energiegewinnung). |
Herausforderungen des Solardachziegel-Recyclings
Solardachziegel kombinieren die Funktionen von traditionellen Dachziegeln mit der Fähigkeit zur Solarstromerzeugung. Die Solarmodule werden in der Produktion dauerhaft mit den Dachziegeln verbunden, was das Recycling im Vergleich zu Solarmodulen aber nicht erschwert.
Verschiedene Schichten eines Solardachziegels mit Technologie von Autarq, die dauerhaft miteinander verbunden sind. (Foto: Autarq)
Positive Energiebilanz für Photovoltaikanlagen
Da die Herstellung von Solarmodulen und Solardachziegeln weniger Energie verbraucht als die hergestellten Produkte während ihrer Lebensdauer produzieren, belasten Solarprodukte während ihres Lebenszyklus die Umwelt deutlich weniger als herkömmliche Energiequellen. Diese Bilanz verbessert sich mit zunehmendem Einsatz erneuerbarer Energien in der Produktion und mit den Fortschritten in der Recyclingtechnologie. Gewonnene Rohstoffe aus dem Solarmodule-Recycling reduzieren die Umweltbelastung weiter. Insbesondere das Recycling von Solarzellen und eine Wiedergewinnung des Siliziums helfen, einen Großteil der Energie bei der Herstellung von Solarmodulen einzusparen. Denn tatsächlich ist es die Herstellung des Solarsiliziums, die in der Produktion von Solarmodulen die meiste Energie verbraucht.
Recycling von PV-Anlagen und von Solardachziegeln
Über das Solarzellen-Recycling reduziert sich die Notwendigkeit, neue Rohstoffe zu fördern, während es gleichzeitig die Abfallmenge verringert, die durch eine PV-Module-Entsorgung auf Deponien oder in der Verwertung landet.
Recyclingprozess siliziumbasierter Solarmodule
Der Recyclingprozess siliziumbasierter Module umfasst:
- Demontage: Trennung der Module in ihre Hauptkomponenten Glas, Metall und Kunststoff.
- Glasrecycling: Das Glas, das etwa 70-80 % des Modulgewichts ausmacht, wird gereinigt und dem Glasrecycling zugeführt.
- Metallrecycling: Aluminiumrahmen und andere Metalle werden getrennt und recycelt.
- Siliziumrecycling: Die Siliziumzellen werden zerkleinert oder von Beschichtungen gereinigt und zur Herstellung neuer Solarzellen verwendet.
Recyclingverfahren von Dünnschichtmodulen
Dünnschichtmodule enthalten eine dünne Schicht aus Halbleitermaterialien auf einem Glassubstrat. Die Verwertung von Dünnschichtmodulen unterteilt sich in:
- Zerkleinerung: Die Module werden zerkleinert und das Materialgemisch getrennt.
- Trennung und Reinigung: Chemische und physikalische Prozesse trennen die Halbleitermaterialien sowie andere Bestandteile. Diese Materialien können zum Teil gereinigt und wiederverwendet werden, der Rest wird verwertet.
Saubere Trennung von Materialien ist eine Herausforderung für das Solaranlagen-Recycling
Das innovative Dresdner Unternehmen FLAXRES brachte 2022 die Industrieanlage FlaxThor für das automatisierte Recycling von Photovoltaik-Modulen auf den Markt (Foto: FLAXRES)
Solarzellen werden meist mit der Rückseitenfolie verbunden oder laminiert. Das erhöht die Komplexität im Solarzellen-Recycling. Als eines der ersten Unternehmen weltweit hat Flaxres aus Dresden einen Weg gefunden, das laminierte Polymer-Solarzellen-Sandwich zu trennen. So wird die sortenreine Auftrennung eines PV-Moduls in Glas, Aluminium, Kunststoffen, Silizium mit Silber, Anschlussdose, Kabel, Stromsammelschienen ermöglicht. Für ein noch nachhaltigeres Solarmodule-Recycling soll sich langfristig der Transport der Altmodule reduzieren. Das will das Dresdner Unternehmen erreichen, indem es Module der oben abgebildeten Pilotanlage FLAXTHOR® bei internationalen Kunden aus der Recycling- und Energiebranche errichtet und so ein lokales Solarmodule-Recycling erlaubt.
Solarmodul-Recycling: Noch Luft nach oben
Es existieren bereits einige Verfahren zum Solarzellen- und Solarmodule-Recycling, die mit weiteren Verbesserungen noch höhere Rückgewinnungsraten und bessere Materialqualität ermöglichen würden. Insbesondere die Rückgewinnung und Wiederverwendung von Silizium aus alten Solarzellen könnten die Herstellung neuer Module nachhaltiger und kostengünstiger machen. Insgesamt bietet das Solarmodul-Recycling die Chance, die Ressourceneffizienz der Solarindustrie zu erhöhen, Umweltbelastungen zu reduzieren und den Weg zu einer noch nachhaltigeren Energiezukunft zu ebnen.