Zużyte panele fotowoltaiczne mogą zasilać domową produkcję wodoru

• Drugie życie paneli PV. Nawet zużyte moduły zachowują do 80–90% sprawności, co pozwala je ponownie wykorzystać. W tym przypadku pracują bezpośrednio z elektrolizerem do produkcji wodoru.
• Mniej technologii, niższy koszt. Naukowcy zrezygnowali z części elektroniki, upraszczając cały system. Dzięki temu rozwiązanie jest tańsze i łatwiejsze do wdrożenia.
• Wydajność wystarczająca dla domu. System może produkować nawet 345 litrów wodoru dziennie, co przekracza podstawowe potrzeby gospodarstwa. To pokazuje potencjał dla małych, zdecentralizowanych instalacji.

Zielony wodór z użytych paneli PV. Chilijczycy pokazali prostszy sposób dla domów

Chilijski zespół badawczy opracował system produkcji zielonego wodoru na skalę mieszkalną, który wykorzystuje zużyte moduły fotowoltaiczne. To o tyle ciekawe, że mowa o panelach wycofanych z eksploatacji, które wciąż zachowują od 80 do 90% swojej pierwotnej wydajności. Naukowcy połączyli je z elektrolizerem PEM, czyli elektrolizerem z membraną do wymiany protonów, tworząc rozwiązanie prostsze niż typowe instalacje tego typu.

W klasycznych układach potrzebna jest dodatkowa elektronika mocy, na przykład inwertery czy układy śledzenia punktu maksymalnej mocy. Chilijczycy poszli inną drogą. Zamiast dokładania kolejnych elementów, zmodyfikowali samą architekturę elektryczną panelu. W praktyce chodzi o wewnętrzną rekonfigurację modułu fotowoltaicznego tak, aby lepiej dopasować jego charakterystykę prądowo-napięciową do wymagań elektrolizera. Dzięki temu system staje się mniej skomplikowany, a jednocześnie tańszy i łatwiejszy w obsłudze.

Mniej elektroniki, więcej elastyczności – co wymyślili naukowcy z Chile?

Proponowana konfiguracja polega na równoległym połączeniu wybranych podzbiorów ogniw wewnątrz modułu, co umożliwia lepsze dopasowanie panelu do elektrolizera. Autorzy zaznaczają również, że podejście to ma szersze zastosowanie i może być wykorzystane nie tylko w jednym rodzaju paneli, lecz także w innych standardowych konstrukcjach, na przykład modułach 60- lub 96-ogniwowych.

Rynek odpadów fotowoltaicznych jest bardzo niejednorodny. Różne typy modułów, różny stopień degradacji, lokalne uszkodzenia ogniw – wszystko to utrudnia ich ponowne wykorzystanie. Właśnie dlatego elastyczność nowego podejścia może być jego dużą zaletą. System ma bowiem umożliwiać indywidualne dopasowanie napięcia i izolowanie lokalnych awarii ogniw w różnych technologiach PV.

Wyniki są obiecujące. Nawet 345 litrów wodoru dziennie

Naukowcy z Chile przekonują, że ich system osiąga roczną wydajność energetyczną na poziomie 88% tego, co można uzyskać przy zastosowaniu bardziej zaawansowanej optymalizacji opartej na elektronice mocy. To wynik wyraźnie słabszy od najbardziej rozbudowanych systemów, ale jednocześnie bardzo dobry, jeśli weźmiemy pod uwagę prostotę całego rozwiązania.

W testach prowadzonych w rzeczywistych warunkach zewnętrznych instalacja produkowała około 345 litrów wodoru dziennie. To znacznie więcej niż szacowane podstawowe potrzeby gospodarstwa domowego związane z gotowaniem i ogrzewaniem, które określono na około 120 litrów dziennie. System osiągnął też sprawność konwersji energii słonecznej na wodór na poziomie około 7%, co według autorów stanowi ponad 70% teoretycznego maksimum dla tak uproszczonej konfiguracji.

Drugie życie paneli i niższy koszt wodoru

Ciekawie wygląda również strona ekonomiczna. Uśredniony koszt produkcji wodoru oszacowano na około 5,79 USD za kilogram. To o 18% mniej niż w przypadku bardziej złożonych systemów referencyjnych. Tę przewagę kosztową zapewnia przede wszystkim wyeliminowanie dodatkowej elektroniki mocy i ponowne wykorzystanie istniejących modułów fotowoltaicznych.

Koncepcja chilijskich naukowców może pomóc rozwiązać dwa problemy jednocześnie. Z jednej strony ogranicza rosnącą ilość odpadów PV, z drugiej – obniża koszt zielonego wodoru. Oczywiście nie brakuje też ograniczeń. System jest mniej wydajny od najbardziej zaawansowanych rozwiązań i zależy od zmiennego nasłonecznienia. Mimo to badacze oceniają, że prostota, niski koszt i łatwość integracji czynią go obiecującą opcją dla zdecentralizowanych zastosowań domowych.

Opracowano na podstawie:
[1] Flores, R., Cárdenas-Bravo, C., Sánchez-Squella, A., Gonzalez Becerra, V., Barrueto, A., & Valdivia-Lefort, P. (2026). Green hydrogen production using discarded photovoltaic panels for domestic application. Energy Conversion and Management, 357, 121455.