Forschungsprojekt der Universität Stuttgart untersucht Schadstoffe aus Photovoltaik-Modulen

Photovoltaik-Anlagen gelten als umweltfreundlich, doch die meisten Solarmodule enthalten Schadstoffe, darunter Cadmium und Blei. Diese können bei der Entsorgung in den Boden oder das Grundwasser gelangen. Wissenschaftler der Universität Stuttgart untersuchen nun, auf welchen Wegen die Gifte austreten und wie dies verhindert werden kann.

Die Nutzungsdauer heutiger Photovoltaik-Module wird auf 20 bis 25 Jahre geschätzt. Das scheine zwar lang, aber dennoch sei diese Zeitspanne begrenzt. Es stelle sich also die Frage, was mit den Modulen nach ihrer Nutzung passiert. Leider würden die meisten Module Schadstoffe enthalten – ohne, dass dafür eine technische Notwendigkeit bestehe, so die Stuttgarter Wissenschaftler.

Lötbändchen der Solarzellenverbindungen enthalten Blei
So würden in allen Modultechnologien Lötbändchen verwendet, die im Lötzinn das Schwermetall Blei enthalten. Den Großteil an Lötbändchen nutzen Module aus kristallinem Silizium durch die Zell-zu-Zell-Verbindungen.
Auch in der Dünnschicht-Photovoltaik kommen die Lötbändchen zum Einsatz, um die Modulbox mit den Solarzellen zu verbinden. Weltweit verkaufen nur ganz wenige Unternehmen bleifreie Photovoltaik-Module, betonen die Stuttgarter Forscher.

Cadmium und Blei in Photovoltaik-Modulen sind in der EU nicht verboten
Neben Blei kommen noch andere Schadstoffe vor, darunter Cadmiumsulfid, das in der Dünnschicht-Technologie mit Zellen aus Kupferindiumgallium-Diselenid oft als Pufferschicht zum Einsatz kommt. Bei Cadmiumtellurid- Modulen besteht sogar das aktive Zellmaterial selbst aus Schadstoffen. Nur Module aus amorphem Silizium sind schadstofffrei, solange sie keine bleihaltigen Lötbändchen verwenden. Im Gegensatz zu sonstigen elektrischen oder elektronischen Produkten seien Cadmium und Blei ausgerechnet in Photovoltaik-Modulen bisher innerhalb der Europäischen Union nicht verboten.

Institute für Photovoltaik und Abfallwirtschaft untersuchen Schwachstellen
Vor diesem Hintergrund werden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Institute für Photovoltaik (ipv) und für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA) der Universität Stuttgart gemeinsam untersuchen, auf welchen Wegen die Schadstoffe aus den Modulen austreten können und Schwachstellen identifizieren.
Ihr Ziel ist es, die Mechanismen der Schadstofffreisetzung so gut zu verstehen, dass das Austreten in Zukunft verhindert oder verlangsamt werden kann – zumindest, so lange Blei und Cadmium auch weiterhin eingesetzt werden.
Das Projekt mit dem Namen „Schadstofffreisetzung aus Photovoltaik-Modulen“, kurz PV Schadstoffe, wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit rund 800.000 Euro gefördert.
Bereits in einer vorausgegangenen Worst-Case-Studie für das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg haben die beiden Institute gemeinsam gezeigt, dass die Schadstoffe austreten können, wenn die Module nicht mehr intakt sind und über die Defekte wässrige Lösungen in das Modul eindringen. Um das Auslaugen zu quantifizieren, untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Modulstücke in wässrigen Lösungen mit unterschiedlichen pH-Werten, die unterschiedliche Umweltbedingungen simulieren.

19.11.2014 | Quelle: Universität Stuttgart | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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