2025台灣綠能要占20%!工研院三明治能源板拆解 回收效益上看12億元

▲工研院、太陽能。(圖/記者陳凱力攝)
▲工研院發表可以將能源板快速拆解的新技術。(圖/記者陳凱力攝)

記者陳凱力/新竹報導

台灣能源有98% 需靠進口,發展再生能源是必經之路。近年來,在全球氣候暖化衝擊下,各國也紛紛降低對石化燃料依賴度、積極發展再生能源;國際大廠等也開始要求下游的供應鏈廠商使用綠電,如此一來,也直接影響台灣廠商出口之國際競爭力。

▲工研院、太陽能。(圖/記者陳凱力攝)

▲傳統能源板拆解後會碎掉,無法直接再利用。

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為了因應台灣訂出2025年再生能源占比20%的目標,其中又以太陽能綠電來源為再生能源的最大占比。為促進國內太陽能產業發展,工研院發展出多項對環境友善的循環科技,從太陽能回收、設計、測試、發電,以及儲能系統等五項關鍵技術的精進、再生級,期望打造台灣永續新未來。

根據工研院 IEK Consulting 估計,全球太陽能市場規模將從2019年的1179億美元,到2021年將成長至1368億美元,成長幅度逾16%,而行政院主計總處也統計,太陽光電2018年底總裝置容量已超越水力發電,躍居再生能源之首,至2019年4月底為止達 312 萬瓩,年增 53.7%,占整體再生能源總裝置容量比重高達47%,成為台灣再生能源發展的主要推手。

▲工研院、太陽能。(圖/記者陳凱力攝)

▲傳統能源板拆下來,必須再經過絞碎等多重手續,才能將金屬、玻璃等分類。

工研院於2日發表讓太陽能模組可回收再生的「太陽能模組資源化科技」、從太陽能模組製造源頭導入循環科技概念的「易拆解太陽光電模組循環新設計」、提供國際檢驗標準的「太陽光電測試實驗室」、以及利用室內微弱光源發電的「染料敏化電池技術」、讓新舊電池可以互相搭配的「RAIBA可動態重組與自我調節之電池陣列系統」。

▲工研院、太陽能。(圖/記者陳凱力攝)

▲新一代的能源板可像三明治一樣一片一片拆開。

「太陽能模組資源化科技」-打造太陽能模組回收示範線,讓回收效益翻倍
隨著政府推動再生能源政策,國內太陽能模組裝置量持續大幅增加,太陽能板設計壽命約20至30年,為及早因應未來必將發生之爆量廢棄問題,工研院開發「太陽能模組資源化技術」,佈局傳統模組(已裝置)高值回收技術,提升傳統太陽能板廢棄後之材料回收價值,這項技術將廢棄太陽能模組突破傳統全部絞碎再分解的限制,可直接將能源板像三明治透過拆解、破碎、分解與綠色濕法有價金屬提取技術,讓廢棄太陽能板可以回收再生,預估回收資源化效益可從6億元提升到12億元。

易拆解太陽光電模組循環新設計-製造源頭端導入循環科技,讓太陽能板達到近封閉循環的永續目標
既有的「太陽能模組資源化技術」主要是從廢棄端找出回收價值,而工研院新型的「易拆解太陽光電模組循環新設計」則是從太陽能模組製造端,就以易拆解之循環經濟思維導入新材料與新結構設計,讓新型太陽能模組從生產起就考量到後續之資源循環與元件回用。新型易拆解太陽能板,除提升原有發電特性外,汰役廢棄後,更能完整提取高純度銀、矽晶片與玻璃板,大大提高太陽能循環利用價值。

「易拆解太陽光電模組循環新設計」本年度已完成可行性評估與材料測試,2020年起在經濟部技術處支持下,將擴大關鍵材料試量產規模,並同步啟動原型模組實驗室與場域測試驗證,並將結合產業界與學界力量,加速易拆解新模組之可靠度與商業化推動,期望以太陽能電池模組的封閉循環設計,提供更潔淨的再生能源,創造人類永續的未來。

▲工研院、太陽能。(圖/記者陳凱力攝)

▲絞碎後的太陽能板碎片,必須再經由機氣分選。

太陽光電測試實驗室—接軌國際,提供國際標準的在地太陽光電檢測服務
工研院為配合國家再生能源政策推動,建立台灣第一座國際太陽光電測試實驗室提供太陽光電產品全方位技術服務,藉此強化我國技術優勢,並透過檢測驗證、國際標準平台互動交流,提升技術擴散範圍及影響力,同時以技術溝通平台連結產業上中下游的意見,在實驗室系統長期運轉有效性、組件的對應規格以及配合場域驗證,發展最迫切需要的驗證與評估技術,並建立相關國際連結,協助我國產業接軌國際市場。

工研院太陽光電測試實驗室依據IEC(國際電工委員會)所制訂定IEC 61215、IEC 61730、美規標準UL1703及台灣CNS (國家標準檢索系統)等標準進行太陽光電測試驗證服務,除常規測試,也提供水質、鹽霧、吹塵與氨氣測試等逾40項特殊加嚴測試,實地模擬自然環境的日照、濕度、水分、風力等因素對太陽能產品的影響。對於台灣沿海侵蝕、水質污染與颱風襲擊等問題,可提供對症下藥的特殊測試項目,協助解決產品開發的難題。

▲工研院、太陽能。(圖/記者陳凱力攝)

▲分選前的太陽能板碎片。

染料敏化電池技術-只要三根蠟燭的燭光亮度 在室內一樣能發電
工研院染料敏化電池技術,打破過去太陽能只能在戶外發電,透過室內LED、蠟燭等微弱照明,就能產生電力,工研院也與台塑共同研發染料敏化電池驅動電動窗簾,白天利用室內與窗邊的光線即可自主充電;晚間窗簾僅待機與無線傳輸元件耗電,白天所充的電可供電動窗簾 100% 用電需求。這款電動窗簾不靠手動,全憑光源驅動馬達運作。染料敏化電池特色在發電門檻低、可撓化、輕量化、低成本及技術100%掌握等4大優勢,不需昂貴的真空設備與廠房設施即可生產,除了電動窗簾,未來結合AI智能化感測元件,更可擴增染料敏化電池技術應用層面。像是充電桌、智慧家電感測器、自動芳香噴霧器等。目前工研院跟台塑在台南沙崙綠能科學城打造新一代年產量可望達12萬片的試量產線,朝商品化邁進一大步。

RAIBA可動態重組與自我調節之電池陣列系統-讓新舊電池可以互相搭配,延長壽命
全球首創的「RAIBA可動態重組與自我調節之電池陣列系統」,透過人工智慧控制電池模組的放電負載,可整合新、舊電池模組的儲能系統,讓不同電池模組以有效率的方式互相搭配,減少電池系統無效能量並延長系統循環壽命。例如應用於大型太陽能儲能時,透過RAIBA技術自我電力調節功能下,可免除直流與交流電力間的轉換設備,降低成本約45%,可改善64%的系統衰退程度,延長系統循環壽命223%,更可提高電池系統穩定度。目前已與致茂電子、華城電機、加油站轉型充電站之業者合作。

▲工研院、太陽能。(圖/記者陳凱力攝)

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