L’industria energetica sta vivendo un cambiamento radicale e lo spostamento graduale verso l’approvvigionamento di energia rinnovabile è più che evidente. Tuttavia, non tutto ciò che sembra sostenibile rimane tale alla fine del suo ciclo di vita. Almeno questa è la preoccupazione più comune per quanto riguarda i pannelli solari fotovoltaici (PV). Sono una fonte di energia sostenibile, dipendente solo dalla radiazione solare e capace di fornire elettricità alle nostre case. Tuttavia, cosa succede ai pannelli solari quando non riescono a funzionare in modo efficiente? Esplora il loro viaggio attraverso il processo di riciclaggio nell’infografica qui sotto:
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La durata dei pannelli solari
Quanto durano i pannelli solari? Una domanda che la maggior parte delle persone ha in mente quando considera i pannelli solari. Secondo gli studi, l’aspettativa di vita dei pannelli solari è di circa 30 anni prima della disattivazione.
Durante la vita dei pannelli fotovoltaici, potrebbe verificarsi una diminuzione del 20% della capacità di potenza. Tra i primi 10-12 anni, la diminuzione massima dell’efficienza è del 10 per cento, e del 20 per cento quando si raggiungono i 25 anni. Queste cifre sono garantite dalla maggior parte dei produttori.
Ancora, l’esperienza dimostra che, in realtà, l’efficienza diminuisce solo del 6-8 per cento dopo 25 anni. La durata di vita dei pannelli solari può quindi essere molto più lunga di quanto dichiarato ufficialmente. La durata di vita dei pannelli fotovoltaici di alta qualità può anche raggiungere i 30-40 anni, ed essere ancora funzionale dopo, anche se con un’efficacia decrescente.
Smaltimento dei pannelli solari
Da un punto di vista normativo, i rifiuti dei pannelli fotovoltaici rientrano ancora nella classificazione generale dei rifiuti. Un’unica eccezione esiste a livello UE, dove i pannelli fotovoltaici sono definiti come rifiuti elettronici nella direttiva sui rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche (WEEE). La gestione dei rifiuti dei pannelli fotovoltaici è quindi regolata da questa direttiva, oltre ad altri quadri giuridici.
I produttori di celle solari sono tenuti per legge a soddisfare specifici requisiti legali e standard di riciclaggio per assicurarsi che i pannelli solari non diventino un peso per l’ambiente. È allora che le tecnologie per riciclare i pannelli solari hanno cominciato ad emergere.
I produttori fotovoltaici hanno collaborato con le istituzioni governative e hanno escogitato alcuni modi per affrontare i rifiuti solari.
Rifiuti dei pannelli solari
In effetti, se i processi di riciclaggio non fossero messi in atto, ci sarebbero 60 milioni di tonnellate di rifiuti di pannelli fotovoltaici nelle discariche entro l’anno 2050; poiché tutte le cellule fotovoltaiche contengono una certa quantità di sostanze tossiche, questo diventerebbe davvero un modo non troppo sostenibile di ottenere energia.
Nella seguente mappa interattiva, potete controllare quali paesi producono più rifiuti di pannelli solari:
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La credenza comune che i pannelli solari non siano riciclabili è, dunque, un mito. È, tuttavia, un processo che ha bisogno di tempo per essere ampiamente implementato e richiede ulteriori ricerche per raggiungere il suo pieno potenziale di riciclare adeguatamente tutti i componenti del pannello solare. Per questo motivo, è necessario che le unità di progettazione e riciclaggio collaborino strettamente in modo che la capacità di riciclare sia assicurata da eco-progetti attenti.
Processi di riciclaggio dei pannelli solari
Ci sono due tipi principali di pannelli solari, che richiedono approcci di riciclaggio diversi. Entrambi i tipi – a base di silicio e a film sottile – possono essere riciclati utilizzando processi industriali distinti. Attualmente, i pannelli a base di silicio sono più comuni, anche se questo non significa che non ci sarebbe un grande valore nei materiali delle celle a film sottile.
Gli studi di ricerca condotti sul tema del riciclaggio dei pannelli solari hanno portato a numerose tecnologie. Alcune di esse raggiungono addirittura un’efficienza di riciclaggio sorprendente del 96%, ma l’obiettivo è quello di alzare l’asticella più in alto in futuro.
Riciclaggio dei pannelli solari a base di silicio
Il processo di riciclaggio dei pannelli fotovoltaici a base di silicio inizia con lo smontaggio del prodotto attuale per separare le parti in alluminio e vetro. Quasi tutto il vetro (95%) può essere riutilizzato, mentre tutte le parti metalliche esterne vengono utilizzate per il ri-stampaggio dei telai delle celle. I materiali rimanenti vengono trattati a 500°C in un’unità di trattamento termico per facilitare il legame tra gli elementi delle celle. A causa del calore estremo, la plastica incapsulante evapora, lasciando le celle di silicio pronte per essere ulteriormente lavorate. La tecnologia di supporto assicura che nemmeno questa plastica venga sprecata, quindi viene riutilizzata come fonte di calore per un ulteriore trattamento termico.
Dopo il trattamento termico, l’hardware verde viene fisicamente separato. L’80% di questi può essere facilmente riutilizzato, mentre il resto viene ulteriormente raffinato. Le particelle di silicio, chiamate wafer, vengono rimosse con l’acido. I wafer rotti vengono fusi per essere riutilizzati nella produzione di nuovi moduli di silicio, ottenendo un tasso di riciclaggio dell’85% del materiale di silicio.
Riciclaggio dei pannelli solari a film sottile
In confronto, i pannelli a film sottile vengono trattati in modo più drastico. Il primo passo è quello di metterli in un trituratore. In seguito, un mulino a martelli assicura che tutte le particelle non siano più grandi di 4-5 mm, che è la dimensione in cui la laminazione che tiene insieme i materiali interni si rompe, e quindi può essere rimossa. Contrariamente ai pannelli fotovoltaici a base di silicio, la sostanza rimanente consiste di materiale solido e liquido. Per separarli, viene utilizzata una vite rotante, che fondamentalmente mantiene le parti solide in rotazione all’interno di un tubo, mentre il liquido gocciola in un contenitore.
Il liquido passa attraverso un processo di precipitazione e disidratazione per garantire la purezza. La sostanza risultante passa attraverso la lavorazione dei metalli per separare completamente i diversi materiali semiconduttori. Quest’ultima fase dipende dalla tecnologia effettiva utilizzata nella produzione dei pannelli; tuttavia, in media il 95% del materiale semiconduttore viene riutilizzato.
I materiali solidi sono contaminati dai cosiddetti materiali intercalari, che sono più leggeri in massa e possono essere rimossi attraverso una superficie vibrante. Infine, il materiale passa attraverso il risciacquo. Ciò che rimane è vetro puro, risparmiando il 90% degli elementi di vetro per una facile rilavorazione.
I benefici futuri della gestione dei rifiuti solari
Ora che sappiamo che i pannelli solari possono essere riciclati, la domanda è quali altri benefici porta all’economia, se ce ne sono. Ovviamente, un’adeguata infrastruttura di riciclaggio dei pannelli solari dovrà essere stabilita per gestire i grandi volumi di moduli fotovoltaici che saranno smaltiti nel prossimo futuro. Una volta che questo sarà in atto, assisteremo a diversi fattori positivi e nuove opportunità all’interno dell’economia.
Non solo il riciclaggio del fotovoltaico creerà più opportunità di lavoro verde ma anche circa 11 miliardi di sterline in valore recuperabile entro il 2050. Questo afflusso permetterà di produrre 2 miliardi di nuovi pannelli senza la necessità di investire in materie prime. Ciò significa che ci sarà la capacità di produrre circa 630 GW di energia solo dal riutilizzo di materiali usati in precedenza.
Grazie al costante calo dei prezzi dell’energia solare, sempre più famiglie e imprese scelgono di investire in impianti solari. Di conseguenza, emergeranno ancora più opportunità economiche nel settore del riciclaggio delle celle solari.