A LifeCycle Analysis of Monocrystalline silicon PV Panels

Abstract

Masteroppgaven gir en omfattende evaluering av miljøpåvirkningene forbundet med monokrystallinske silisium solcellepaneler fra produksjon til end-of-life (EoL) behandlinger. Oppgaven bruker livssyklusanalyse (LCA) metodikk for å analysere ulike stadier av solcelleproduksjon og bruk, inkludert utvinning av råmaterialer, produksjon, bruk, og EoL scenarier. EoL behandlingene innebærer deponering, materialgjenvinning, og avanserte gjenvinningsprosesser som Full Recovery End of Life Procedure (FRELP) og Laminated Glass Recycling Facility (LGRF).

Nøkkelfunn viser at avanserte gjenvinningsmetoder, spesielt FRELP, reduserer miljøpåvirkninger betydelig sammenlignet med deponering. Studien understreker viktigheten av å vedta bærekraftige avfallshåndteringspraksiser og forbedre gjenvinningsteknologier for å støtte en sirkulær økonomi i solindustrien. Oppgaven oppfordrer til investeringer i avanserte gjenvinningsteknologier, effektive innsamlingssystemer og politisk støtte for å oppmuntre til bærekraftige praksiser.

Oppgaven fremhever den betydelige miljøbelastningen fra konvensjonelle materialer som monokrystallinsk silisium og sølv, spesielt på grunn av deres intensive produksjonsprosesser som i stor grad avhenger av ikke-fornybare energikilder. I tillegg ble det utført en følsomhetsanalyse. Ved å redusere sølvinnholdet med 20 %, ble de samlede miljøkategoriene redusert med 7,9 %. Det antyder at disse nøkkelproblemene kan adresseres ved å overgå til mer bærekraftige energikilder i produksjonen og forbedre materialegenskapene for å redusere det samlede miljøavtrykket.

Sammenlagt bidrar oppgaven til en dypere forståelse av miljøpåvirkningene av solcelleproduksjon og gir en omfattende evaluering av potensialet for å forbedre bærekraft gjennom bedre EoL-håndtering og gjenvinningspraksiser.

The master thesis provides an extensive evaluation of the environmental impacts associated with monocrystalline silicon solar panels from production through to End-of-Life (EoL) treatments. The thesis uses Life Cycle Assessment (LCA) methodology to analyze various stages of solar panel production and use, including raw material extraction, manufacturing, usage, and EoL scenarios. EoL treatments include landfilling, energy recycling, and advanced recycling processes such as Full Recovery End of Life Procedure (FRELP) and Laminated Glass Recycling Facility (LGRF).

Key findings highlight that advanced recycling methods, notably FRELP, significantly reduce environmental impacts compared to landfilling. The study underscores the importance of adopting sustainable waste management practices and enhancing recycling technologies to support a circular economy in the solar industry. The thesis calls for investment in advanced recycling technologies, efficient collection systems, and policy support to encourage sustainable practices.

The thesis highlights the significant environmental burden of conventional materials like monocrystalline silicon and silver, especially due to their intensive manufacturing processes that heavily rely on non-renewable energy sources. In addition, a sensitivity analysis was conducted. By reducing the silver content by 20%, the overall impact categories were reduced by 7.9%. It suggests that addressing these key issues involves transitioning to more sustainable energy sources in production and improving material efficiency to reduce the overall environmental footprint.

Overall, the thesis contributes to a deeper understanding of the environmental impacts of solar panel production and provides a comprehensive evaluation of the potential for improving sustainability through better EoL management and recycling practices.