بهبود راندمان اقتصادی و زیست‌محیطی بازیافت پنل‌های فتوولتائیک با استفاده از ترکیب هزینه‌یابی جریان مواد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی صنایع،واحد رودهن، دانشگاه آزاد اسلامی، رودهن، ایران

2 گروه مهندسی صنایع،واحد بناب، دانشگاه آزاد اسلامی، بناب، ایران

10.22034/jrenew.2026.250350
چکیده
رشد سریع فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر، به‌ویژه سیستم‌های فتوولتائیک، مدیریت پایان عمر این تجهیزات را به چالشی مهم در حوزه محیط زیست و اقتصاد تبدیل کرده است. اگرچه بازیافت پنل‌های خورشیدی در مرحله پایان عمر آن‌ها منبعی ارزشمند از مواد قابل بازیافت به شمار می‌رود، اما فرآیندهای بازیافت موجود غالباً از کارایی پایینی برخوردارند و منجر به اتلاف قابل توجهی در انرژی، مواد و هزینه‌ها می‌شوند. این پژوهش، از روش هزینه‌یابی جریان مواد به ‌عنوان ابزاری تحلیلی مؤثر برای بررسی فرآیند بازیافت پنل‌های فتوولتائیک استفاده می‌کند روش هزینه‌یابی جریان مواد با شفاف‌سازی هزینه‌ها و بهینه‌سازی سیستم، جریان‌های مواد با ارزش و بی‌ارزش را شناسایی کرده و به ارتقای عملکرد کمک می‌نماید. هم‌چنین، با تلفیق مفهوم زنجیره تأمین حلقه بسته چارچوبی ارائه می‌شود، که در آن بازیافت به جزء جدایی‌ناپذیری از کل زنجیره تأمین تبدیل می‌گردد. هدف اصلی این پژوهش، توسعه رویکردی جامع برای بهبود عملکرد اقتصادی و زیست‌محیطی بازیافت پنل‌های فتوولتائیک از طریق کاربرد تلفیقی روش‌های روش هزینه‌یابی جریان مواد و زنجیره تأمین حلقه بسته است. مدل پیشنهادی زنجیره تأمین حلقه بسته نشان می‌دهد که ایجاد مراکز جمع‌آوری محلی و اعمال مشوق‌های اقتصادی می‌تواند بهره‌وری بازیافت را افزایش دهد. در این مطالعه توجه به شرایط اقلیمی و محیطی از جمله مهمترین محدودیت‌های تحقیق به شمار می‌رود. سه مرکز کمی تعریف شده، دمونتاژ، عملیات حرارتی و شیمیایی و استفاده مجدد صنعتی به ترتیب 30%، 28، 25.2% تلفات را در هزینه‌یابی بازیافت پنل‌های فتوولتائیک نشان می‌دهند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

[1] Fthenakis VM, Kim HC. Photovoltaics: Life-cycle analyses. Solar Energy. 2011 Aug 1;85(8):1609-28.
[2]  Mozafari M, Savari J. Designing a green closed-loop supply chain network for pharmaceutical products using cuckoo search algorithm. System Engineering and Productivity. 2025 May 22;5(1):135-53.
[3] Pishdar M, Seyyed Hashemi MR, Pourghader Chobar A, Sadri MS. Identify and Evaluate Strategies Related to Reducing Fruit and Vegetable Waste at the Retail and Consumer Levels. System Engineering and Productivity. 2024 Sep 21;4(2):17-30. https://doi.org/10.22034/msb.2024.2031452.1213. (in Persian)
[4] Razzaghy S, Ahmadvand AM, Samadi Foroushani M. Presenting a Dynamic Model of Iran's Electrical Energy Supply System Based on the Water-Food-Energy-Climate Change Nexus. System Engineering and Productivity. 2024 Mar 15;3(4):36-80.
[5] Sasikumar P, Kannan G. Issues in reverse supply chain, part III: classification and simple analysis. International Journal of Sustainable Engineering. 2009 Mar 1;2(1):2-7.
[6] Hsu DD, O’Donoughue P, Fthenakis V, Heath GA, Kim HC, Sawyer P, Choi JK, Turney DE. Life cycle greenhouse gas emissions of crystalline silicon photovoltaic electricity generation: systematic review and harmonization. Journal of Industrial Ecology. 2012 Apr;16:S122-35.
[7] Panwar NL, Kaushik SC, Kothari S. A review on energy and exergy analysis of solar dying systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2012 Jun 1;16(5):2812-9.
[8] Dai J, Chen B, Hayat T, Alsaedi A, Ahmad B. Sustainability-based economic and ecological evaluation of a rural biogas-linked agro-ecosystem. Renewable and sustainable energy reviews. 2015 Jan 1;41:347-55.
[9] Dai J, Chen B, Hayat T, Alsaedi A, Ahmad B. Sustainability-based economic and ecological evaluation of a rural biogas-linked agro-ecosystem. Renewable and sustainable energy reviews. 2015 Jan 1;41:347-55.
[10] Dai J, Chen B, Hayat T, Alsaedi A, Ahmad B. Sustainability-based economic and ecological evaluation of a rural biogas-linked agro-ecosystem. Renewable and sustainable energy reviews. 2015 Jan 1;41:347-55.
[11] Burg V, Bowman G, Haubensak M, Baier U, Thees O. Valorization of an untapped resource: Energy and greenhouse gas emissions benefits of converting manure to biogas through anaerobic digestion. Resources, Conservation and Recycling. 2018 Sep 1;136:53-62
[12] Xi H, Jiang H, Zhao D, Zhang AH, Fan B, Yang Y, Zhang J. Highly selective adsorption of phosphate from high-salinity water environment using MgO-loaded and sodium alginate-immobilized bentonite beads. Journal of Cleaner Production. 2021 Sep 1;313:127773.
[13] He J, Li J, Zhao D, Chen X. Does oil price affect corporate innovation? Evidence from new energy vehicle enterprises in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2022 Mar 1;156:111964.
[14] Shahir NS, Masjuki NH, Kalam MA, Imran A, Ashraful AM. Performance and emission assessment of diesel–biodiesel–ethanol/bioethanol blend as a fuel in diesel engines: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015 Aug 1;48:62-78.
[15] Dunant CF, Drewniok MP, Sansom M, Corbey S, Cullen JM, Allwood JM. Options to make steel reuse profitable: An analysis of cost and risk distribution across the UK construction value chain. Journal of cleaner production. 2018 May 10;183:102-11.
[16] Weckend S, Wade A, Heath GA. End of life management: solar photovoltaic panels. National Renewable Energy Laboratory (NREL), Golden, CO (United States); 2016 Jun 1.
[17] D. Swies, G. Cecere, I. Mignon, Recycling silicon photovoltaic panels: Insights from empirical data and scenario analysis, Resources, Conservation & Recycling, Vol. 181, 106239, 2022.
[18] Buker MS, Riffat SB. Building integrated solar thermal collectors–A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015 Nov 1;51:327-46.
[19] Liu P, Gao Y, Wang F, Yang L. Preparation of pervious concrete with 3-thiocyanatopropyltriethoxysilane modified fly ash and its use in Cd (II) sequestration. Journal of Cleaner Production. 2019 Mar 1;212:1-7.
[20] Herez A, El Hage H, Lemenand T, Ramadan M, Khaled M. Parabolic trough photovoltaic thermoelectric hybrid system: Thermal modeling, case studies and economic and environmental analyses. Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2021 Oct 1;47:101368.
[21] Onishi Y, Kokubu K, Nakajima M. Implementing material flow cost accounting in a pharmaceutical company. InEnvironmental management accounting for cleaner production 2008 Oct 10 (pp. 395-409). Dordrecht: Springer Netherlands.
 [22] Wang Y, Zhang D, Ji Q, Shi X. Regional renewable energy development in China: A multidimensional assessment. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2020 May 1;124:109797.
 [23] Diaz-Farina E, Díaz-Hernández JJ, Padrón-Fumero N. The contribution of tourism to municipal solid waste generation: A mixed demand-supply approach on the island of Tenerife. Waste Management. 2020 Feb 1;102:587-97.
[24Su R, Lough JM, Sun D. Variations in massive Porites growth rates at Hainan Island, northern South China Sea. Marine Ecology Progress Series. 2016 Mar 21;546:47-60.
 [25] N. A. Chowdhury, S. Rahman, E-waste management and recycling in developing countries, Environmental Science and Pollution Research, Vol. 24, No. 27, pp. 21460–21474, 2017.
[26] Grandell L, Lehtilä A, Kivinen M, Koljonen T, Kihlman S, Lauri LS. Role of critical metals in the future markets of clean energy technologies. Renewable energy. 2016 Sep 1;95:53-62.
[27] Peng J, Lu L, Yang H. Review on life cycle assessment of energy payback and greenhouse gas emission of solar photovoltaic systems. Renewable and sustainable energy reviews. 2013 Mar 1;19:255-74.
[28] T.L. Saaty, The analytic hierarchy process mcgraw hill, New York. Agricultural Economics Review, No. 70(804), pp. 10-21236, 1980.
[29] Akinola AO, Osasona AB, Aina OA, Sholesi JB, Dunmoye OJ. Design of the Charging, Power Train and Control System of a Solar-Powered Geared Tricycle. Engineering Headway. 2026 Feb 20;33:267-75.

  • تاریخ دریافت 08 آبان 1404
  • تاریخ بازنگری 07 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 07 تیر 1405