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太陽光パネル処理

太陽光パネル処理

太陽光パネルについて

マスコット『ブルドッグのアビー』
今では日本のどの場所でも「太陽光パネル」を見かけるようになりました。
資源の乏しい我が国にとって、どこにでも降り注ぐ太陽の光から電気を作る『太陽光パネル』はまさに希望の光です。

そのような太陽光パネルについて、当社のマスコット『ブルドッグのアビー』が簡単に説明します。

1.太陽光パネルっていつからあるの?

アレクサンドル・エドモン・ベクレル
アレクサンドル・エドモン・ベクレル
1839年にフランスの学者アレクサンドル・エドモン・ベクレルが、金属板に光を当てると電気が発生する仕組みを発見したのが最初です。
これを「光起電力効果」といい、太陽光発電の元祖でした。
ヴァンガード1号
ヴァンガード1号
その後数々の改良を経て、最初に実用化されたのは1958年アメリカの人工衛星「ヴァンガード1号」です。
この衛星は、太陽電池を主電源として20日間宇宙空間で活動しました。
日本のオイルショック時の写真
日本のオイルショック時の写真
日本で注目されたのは、1973年のオイルショックがきっかけです。
石油だけに頼っている状況に、日本中が不安を感じ始めました。
政府は風力発電・地熱エネルギー・太陽光発電の20年後の実用化を目指して「サンシャイン計画」を発表し、技術開発を進め始めました。
そして、1993年に初めて家庭用太陽光発電が発売されましたが、コストは4kWでおおよそ1500万円もしたので、なかなか一般家庭には普及しませんでした。
マスコット『ブルドッグのアビー』
その後「環境基本法」が制定され、1994年に政府の補助金制度のスタートに後押しされる形で技術革新が進みました。
生産効率と性能の向上でコストを下げることに成功し、1999年には日本が生産量で世界一になります。

2.どんな仕組みなの?

太陽光パネルの仕組み
マスコット『ブルドッグのアビー』
太陽電池は、表面ガラスカバーの下に「p型半導体」と「n型半導体」という2種類の半導体をはり合わせて作られています。

太陽電池に光が照射されると、p型半導体にはプラスの電気を帯びた「正孔(せいこう)」が、n型半導体にはマイナスの電気を帯びた「電子」が集まり、プラス極とマイナス極が形成されます。電子が導線を伝わって移動することで、電気の流れが生じます。
これが太陽光発電で電気を発生させる仕組みとなります。

3.電気を売るってどういうこと?

電力買取制度
2009年にスタートした「余剰電力買取制度」は、家庭で余った電気を、電力会社が10年間一定価格で買い取ることを義務付けた制度でした。
当初は1kWhあたり48円と設定され、補助金制度も手伝って太陽光発電を導入する家庭が急増し、販売業者も相次いで誕生します。
マスコット『ブルドッグのアビー』
しかし2017年に、当初の予定より膨らんだ太陽光発電による固定価格買取を抑えるためにFIT法(正式名称:電気事業者による再生可能エネルギー電気の調達に関する特別措置法)が改正されました。

電力の買取原資は国民が払う電気代に上乗せされていましたが(最エネ賦課金)、その負担が制度開始以来、わずか5年で10倍にも膨らんだため、見直しを迫られたのが改正の要因の一つです。

また政府は、日差しのある時間帯しか発電できない太陽光だけでなく、風力・地熱発電も均等に開発を促し買い取りを予定していたのですが、比較的参入障壁が低く開発のリードタイムも短かった太陽光に人気が集中し、全体の9割を占めてしまったことも誤算だったようです。
太陽光発電買取価格の下落
太陽光発電買取価格の下落
FIT法に関しては、2020年にも再改正がされました。
10年間の固定買取期間を満了した太陽光パネル設置者は、それぞれ各電力会社と新契約を結ぶことになり「卒FIT」と呼ばれます。
約10年前に固定買取制度がスタートしたころの価格は48円/kWhでしたが、卒FIT後は8円前後/kWhとなり、当初の1/6程度になっています。

売電しても以前ほど収益がないため、今後は余った電力は蓄電池にためて自家消費する流れへと変わっていくと思われます。

4.太陽光パネルの寿命は?

壊れた太陽光パネル
壊れた太陽光パネル
壊れた太陽光パネル
壊れた太陽光パネル
太陽光発電システムの法定耐用年数は、国税局の定めで17年となっています。
可動部分がない太陽光パネルは、比較的期待寿命が長いとされていますが、強い紫外線と風雨にさらされるためどうしても経年劣化は避けられません。

また技術の革新も目覚ましいことから、生産効率と性能の向上の観点でも、初期の太陽光パネルに関してはそろそろ一斉に役目を終える時期でもあります。

建物の解体等で撤去された太陽光パネルのうち、状態の良いものはリユース・リサイクルに回されることが予想されます。
買い取り業者は今のところ多くはありませんが、今後は増えてくる可能性があります。

5.太陽光パネルの廃棄方法は?

壊れた太陽光パネル
壊れた太陽光パネル
壊れた太陽光パネル
壊れた太陽光パネル
太陽光パネルの設置と撤去は、建設会社や工務店など有資格の施工業者が行います。
撤去したものはすべて「産業廃棄物」となり、取り外した業者が排出事業者となります。

万一、台風や豪雨などで一般家庭の屋根から落ちて破損した場合でも、太陽光パネルだけは不燃ごみや粗大ごみとして取り扱うことができず、専門業者に回収と廃棄を依頼しなければなりません。

経済産業省の試算では、太陽光パネルの寿命を25年とすると、2020年で約3千トン、2030年では10倍の3万トンに増加することが見込まれています。
さらに、固定価格買取制度がスタートした2012年以降のパネルが寿命を迎える、2037年からの排出はピークを迎え、2039年には80万トンにも上るとされています。これは最終処分場の6%を締め、深刻なひっ迫状態が予想されます。
よって役目を終えた太陽光パネルの廃棄については、そのまま放置もしくは不法投棄が懸念されます。
本来、太陽光パネルの廃棄処理については、発電者や解体事業者が責任を持つことが原則です。
だからこそFIT法では、廃棄に必要な費用を盛り込む形で設定されています。
マスコット『ブルドッグのアビー』
しかし課題も多く、今後はFITの認定事業者には、廃棄費用に関する積立計画・進捗状況報告の義務化、またその状況公表とあわせ、必要に応じて報告徴収・指導・改善命令を行うなどの強化が検討されています。

6.太陽光パネルには銀が含まれている?

太陽光パネルモジュール
太陽光パネルモジュールイメージ
太陽光パネルの仕組み
太陽光パネルの仕組み
太陽光パネルモジュールとガラスをわけた写真
太陽光パネルモジュールとガラスをわけた写真
結晶系シリコン型太陽電池モジュールのセルは、有用資源として「銀」が使用されています。

モジュールのセルはp型シリコン層とn型シリコン層が結合されていて、光を受けることで起電力が生じ、表面と裏面のそれぞれに電極が構成されています。
表面は光を受けることから、電極をより細くする必要があり、そのため表面に縞状の「フィンガー電極」が構成されています。
このフィンガー電極に「銀ペースト」が使用されているのです。
銀ペーストは、スクリーン印刷により表面に塗布された後に乾燥・焼成されます。そうすることでペーストの樹脂分を揮発させ、フィンガー電極が構成されるのです。
太陽光パネル
太陽光パネルに含まれる銀の含有量に関しては、各メーカーの生産技術や材料に違いがあり、データなどは公表されていません。
環境省の含有試験結果でもサンプル数が少なく正確な全体像は把握できませんが、銀の含有量はパネル1枚のうち0.4%と試算されます。
その1%にも満たない銀が、材料コストの中では約半分を占めています。
マスコット『ブルドッグのアビー』
技術の向上等により、太陽光パネル1枚あたりの銀消費量は減少傾向にあるものの、世界的な太陽光発電の普及により全体的な銀消費量は増加の一途をたどっています。

今後、確実に「太陽光パネルの大量廃棄」時代が訪れます。
パネルのバックシート・セルから銀を回収することで、完全な太陽光パネルの循環リサイクルが実現します。
優秀な工業資源である「銀」は、次世代の貴重な製品原料として後世に残さなければなりません。
当社は、太陽光パネルの処理を行っています。ご不明点やお見積もり依頼などありましたらお問い合わせください。

当社の処理フローについて

当社では、SDGs活動に根差した『地球にやさしい太陽光パネル処理』をめざして資源の再利用に挑戦します。
処理には未来創造社製『コンベア式ガラス剥離装置』と『フレーム外し機』を併用します。

挑戦①/3 アルミ枠の自動除去
     ⇒アルミスクラップとして再利用します。
挑戦②/3 ガラス面を自動除去
     ⇒除去率99%!不純物のないガラスは再利用が可能です。

    太陽光パネル自動アルミ枠除去装置
        太陽光パネル処理装置
  2023年1月23日発行の循環経済新聞に掲載
      クリックすると拡大します。
一概に『太陽光パネル』といっても製造された年代の違いや、国内・国外製造品など多種多様です。

すべてのパネルが銀を含有しているわけではなく、また有害物質である鉛・セレン・カドミウムを微量に含むパネルもあると注意喚起する行政の指導もあります。

そこで当社では、さまざまな廃棄パネルが持ち込まれる中、従来より最大の難関であった個々のパネルの分析を元素分析デジタルマイクロスコープの導入により飛躍的に解決することができました。
物質の組成、含有物質のパーセンテージまで当社内で測定し分析表を作成します。

挑戦③/3 元素分析デジタルマイクロスコープによりモジュールの成分を即時分析
     ⇒セル部分の銀含有率・ガラス部分の有害物質の有無を自社で分析します。
     診断が早いので、見積り・処理が迅速です。
デジタルマイクロスコープ
有限会社水谷ケミカル
〒490-1435
愛知県海部郡飛島村梅之郷字東梅26番地31


TEL.0567-56-0777
FAX.0567-55-0277

国際規格 ISO14001
(環境マネジメントシステム)認証
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