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Literature Review: Solar Photovoltaics Recycling/es

From Appropedia

Fondo

En la transición hacia fuentes de energía sostenibles, la energía solar fotovoltaica (FV) se ha convertido en una industria clave. A finales de 2019, la capacidad instalada de sistemas FV superó los 600 GW en todo el mundo gracias al rápido desarrollo y la reducción de costes de la industria. La capacidad eléctrica de los paneles solares puede disminuir un 20 % a lo largo de su vida útil. Entre los primeros 10 y 12 años, la disminución máxima de la eficiencia es del 10 %, y del 20 % al llegar a los 25 años. La mayoría de los fabricantes ofrecen garantías para estas cifras. Sin embargo, la experiencia indica que, después de 25 años, la eficiencia solo disminuye entre un 6 % y un 8 %. Los retos que supone la gestión del fin de la vida útil (EoL) de los sistemas FV actuales pondrán a prueba la industria FV en los próximos 10 años en términos de sostenibilidad y gestión responsable de los productos, a pesar de que los sistemas FV pueden suministrar electricidad limpia durante 20 a 30 años.

En 2017, se generaron alrededor de 430.500 toneladas de residuos fotovoltaicos en todo el mundo. Los residuos de paneles fotovoltaicos siguen clasificándose como residuos generales según la normativa. De hecho, la Agencia Internacional de la Energía (AIE) y la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) estiman que, para el año 2050, los vertederos retendrían entre 60 y 78 millones de toneladas de residuos de paneles fotovoltaicos. Dado que todas las células fotovoltaicas contienen cierta cantidad de sustancias tóxicas, esto se convertiría en un método insostenible de obtención de energía. A nivel de la UE, los paneles fotovoltaicos son la única excepción, ya que están clasificados como residuos electrónicos según la Directiva sobre Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE). Por lo tanto, además de los marcos legales existentes, esta normativa regula la eliminación de paneles fotovoltaicos usados.

Además, un estudio de IRENA de 2016 estimó que para el año 2050 se podrían recuperar alrededor de 15 000 millones de dólares (equivalentes a 2 000 millones de módulos o 630 GW) del reciclaje de módulos solares. Al reciclar paneles solares, se pueden reutilizar materiales importantes que pueden utilizarse para fabricar nuevos paneles, lo que alivia las limitaciones de la cadena de suministro y, en última instancia, reduce el coste de los paneles solares. Por lo tanto, la aplicación de tecnologías fotovoltaicas en el futuro depende de un plan sostenible de fin de vida útil de los módulos.

solares se pueden reciclar?

  • Células solares
  • Estructura de metal
  • Láminas de vidrio
  • Cables
  • Plexiglás

dificulta el reciclaje de paneles

  • Los materiales con los que están hechos no son difíciles de reciclar.
  • Sin embargo, están construidos a partir de muchas partes que se utilizan juntas en un solo producto para unir las capas.
  • El módulo c-Si estándar está unido mediante dos capas de EVA
  • Separar y reciclar esos materiales de forma única es un proceso complejo y costoso.

la vida de un panel solar después de su

https://www.greenmatch.co.uk/media/2233925/reciclaje-de-paneles-solares-vida-despues-de-la-muerte.png

energía solar fotovoltaica por país

Mapa interactivo para ver qué países producen más residuos de paneles solares

Cantidad de residuos de paneles solares (en toneladas)
País20162020203020402050
Japón7.000 toneladas15.000 toneladas200.000 toneladas1.800.000 toneladas6.500.000 toneladas
Porcelana5.000 toneladas8.000 toneladas200.000 toneladas2.800.000 toneladas13.500.000 toneladas
India1.000 toneladas2.000 toneladas50.000 toneladas620.000 toneladas4.400.000 toneladas
Alemania3.500 toneladas20.000 toneladas400.000 toneladas2.200.000 toneladas4.300.000 toneladas
Italia850 toneladas5.000 toneladas140.000 toneladas1.000.000 toneladas2.100.000 toneladas
Francia650 toneladas1.500 toneladas45.000 toneladas400.000 toneladas1.500.000 toneladas
Reino Unido250 toneladas650 toneladas30.000 toneladas350.000 toneladas1.000.000 toneladas
Estados Unidos6.500 toneladas13.000 toneladas170.000 toneladas1.700.000 toneladas7.500.000 toneladas
Canadá350 toneladas700 toneladas13.000 toneladas150.000 toneladas650.000 toneladas
Australia900 toneladas2.000 toneladas30.000 toneladas300.000 toneladas900.000 toneladas
Sudáfrica350 toneladas450 toneladas8.500 toneladas150.000 toneladas750.000 toneladas

Términos de búsqueda y palabras clave

Procesos de reciclaje de energía solar fotovoltaicaReciclaje de paneles fotovoltaicos mediante operaciones físicasPaneles solares fotovoltaicos de "reciclaje de materiales""remanufactura" "fotovoltaica"
obleas de silicio recicladas "paneles solares"obleas de silicio con método ecológicoFabricación de células con métodos ecológicosReparación, reutilización y reciclaje de módulos solares fotovoltaicos
"Proceso de reciclaje" de paneles fotovoltaicos de silicio cristalinocélulas solares híbridas de perovskitacélulas solares "reciclables"Gestión del fin de la vida útil (EoL) de los paneles solares
Materiales eficientes y rentables para fabricar módulos solares fotovoltaicosProceso de recuperación química del reciclaje de módulos fotovoltaicosMódulos fotovoltaicos de desecho "reciclaje de silicio"Evaluación del ciclo de vida de la energía solar fotovoltaica


de literatura

Una revisión de los procesos de reciclaje

Lunardi, Marina Monteiro, Juan Pablo Álvarez-Gaitán, José I. Bilbao y Richard Corkish. Revisión de los procesos de reciclaje de módulos fotovoltaicos. Paneles solares y materiales fotovoltaicos. IntechOpen, 2018. https://doi.org/10.5772/intechopen.74390 .

Abstracto

Las instalaciones de módulos solares fotovoltaicos (FV) están creciendo a un ritmo vertiginoso. Como resultado de este aumento, el volumen de módulos que llegan al final de su vida útil crecerá al mismo ritmo en un futuro próximo. Se prevé que para 2050 esta cifra alcance los 5,5-6 millones de toneladas. En consecuencia, se están desarrollando métodos de reciclaje de módulos solares en todo el mundo para reducir el impacto ambiental de los residuos fotovoltaicos y recuperar parte del valor de los módulos antiguos. Los métodos de reciclaje actuales solo recuperan una parte de los materiales, por lo que existe un amplio margen de progreso en este ámbito. Actualmente, Europa es la única jurisdicción que cuenta con un marco regulatorio sólido y claro que respalda el proceso de reciclaje fotovoltaico. Este análisis presenta un resumen de los posibles procesos de reciclaje fotovoltaico para módulos solares, incluyendo las tecnologías de silicio cristalino y de película fina, así como una visión general de la legislación mundial. Hasta el momento, los procesos de reciclaje de módulos de silicio cristalino no son rentables, pero es probable que se exijan en más jurisdicciones. Existe potencial para desarrollar nuevas vías para el desarrollo de la industria de la gestión de residuos fotovoltaicos y ofrecer empleo y perspectivas a inversores tanto del sector público como del privado.

Reflejos

  • La tecnología solar predominante (aproximadamente el 90% del mercado) es el silicio cristalino (c-Si)
  • La capacidad instalada estimada en 2050 es de 4500 GW según la Hoja de Ruta Tecnológica Internacional para la Energía Fotovoltaica (ITRPV).
  • Los residuos fotovoltaicos actualmente terminan en vertederos costosos
  • El plomo y el estaño presentes en los sistemas fotovoltaicos pueden provocar daños ambientales
  • Se deben recuperar metales valiosos como la plata, el cobre, el galio, el cadmio, el aluminio y el silicio.
  • Los métodos de reciclaje actuales se basan principalmente en procesos de infrarreciclaje.
  • El proceso de reciclaje de silicio mono o policristalino está más desarrollado que otras tecnologías fotovoltaicas.
  • Solo el 10% de los módulos fotovoltaicos se reciclan a nivel mundial debido a la falta de regulaciones
  • A excepción de la Unión Europea, ninguno tiene un marco regulatorio sólido
  • Muchos países aún consideran que los residuos fotovoltaicos son insignificantes en comparación con otros RAEE y que los procesos de reciclaje son antieconómicos.
  • El reciclaje puede garantizar la sostenibilidad de la cadena de suministro a largo plazo
  • La recuperación de materiales de hasta el 90% no es suficiente en comparación con el coste de producción de los módulos solares de película delgada
  • FirstSolar, Pilkington, Sharp Solar y Siemens Solar están invirtiendo en la investigación de módulos solares al final de su vida útil.

Enfoques principales del proceso de reciclaje solar

  1. Prevención de daños en las células fotovoltaicas y los materiales
  2. Viabilidad económica
  3. Alta tasa de recuperación de materiales que tienen
    • alto valor monetario
    • son aterradores o peligrosos
    • se puede reutilizar en la cadena de suministro
  4. Para crear un diseño de módulo "amigable con el reciclaje"

Marco legislativo de la Directiva 2012/19/UE sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE)

  • Objetivos y metas
    • preservar, proteger y mejorar la calidad del medio ambiente
    • para proteger la salud humana y
    • utilizar los recursos naturales de forma prudente y racional
  • Cada estado miembro de la UE tiene regulaciones que regulan la recogida, el transporte y el reciclaje de módulos fotovoltaicos que hayan llegado al final de su vida útil a partir de febrero de 2014.

Desarrollo reciente del marco en otros países

Japón

  • La causa principal de la rápida expansión de la instalación de módulos solares en Japón, que tiene el potencial de generar un grave problema de residuos, es la "tarifa de alimentación" que implementó el gobierno japonés en 2012.
  • Para desechar adecuadamente los módulos fotovoltaicos al final de su vida útil, la Asociación Japonesa de Energía Fotovoltaica (JPEA) desarrolló pautas voluntarias en 2017.

EE.UU

  • Algunos estados van más allá de la Ley de Conservación y Recuperación de Recursos, que regula la gestión de residuos.
  • Según el Proyecto de Ley 489 del Senado, que clasifica los módulos fotovoltaicos al final de su vida útil como residuos universales, California tiene un umbral adicional para la categorización de materiales peligrosos (lo que facilita su transporte).

Australia

  • El gobierno de Australia reconoce la importancia de regular los residuos fotovoltaicos.
  • El estado de Victoria impulsará medidas creativas para minimizar las consecuencias ambientales de los sistemas solares. Estas iniciativas forman parte de un marco voluntario de gestión de productos, liderado por la industria, para abordar los riesgos de los sistemas fotovoltaicos y sus residuos.
  • Los módulos fotovoltaicos están incluidos en la Ley de Administración Nacional de Productos para indicar que existe un plan para abordar los residuos.

Tecnologías solares fotovoltaicas

300px-Silicon_solar_module_basic_structure.png
Estructura básica del módulo solar de silicio
300px-Thin-film_solar_module_basic_structures.png
Estructuras básicas de los módulos solares de película delgada

Tecnologías de reciclaje fotovoltaico

  • Los métodos más comunes para reciclar c-Si PV
    1. Proceso mecánico
    2. Proceso térmico
    3. Proceso químico

Ciclo fotovoltaico

  • Primeros en establecer un proceso comercial de reciclaje de silicio cristalino y logística de residuos fotovoltaicos en toda la UE.
  • logró una tasa récord de reciclaje del 98%
766px-Summary_of_PV_cycle_recycling_process_for_c-Si_modules.png
Resumen del proceso de reciclaje del ciclo fotovoltaico para módulos de silicio cristalino [ 1 ]

FirstSolar

  • Se desarrolló un proceso de reciclaje para módulos de CdTe
  • Recupera el 90% del vidrio y el 95% de los materiales semiconductores.
300px-Summary_of_first_solar_recycling_process_for_CdTe_modules.png
Resumen del primer proceso de reciclaje solar de módulos de CdTe

ANTEC Solar GmbH

  • Se ha diseñado un proyecto piloto para el reciclaje de módulos de CdTe
300px-Summary_of_ANTEC_solar_GmbH_recycling_process_for_CdTe_modules.png
Resumen del proceso de reciclaje de módulos CdTe de ANTEC solar GmbH [ 1 ]

Mundo Solar

  • Esta empresa tiene un proceso de reciclaje de c-Si bien establecido.
  • Comenzó a reciclar en 2003 con un proyecto piloto utilizando un proceso térmico
  • El proceso comienza con la pirolización del módulo.
  • Se puede recuperar el 84% del peso del módulo
  • Puede recuperar hasta el 98% de las células intactas
300px-Summary_of_SolarWorld_recycling_process_for_Si_modules.png
Resumen del proceso de reciclaje de módulos de Si de SolarWorld [ 1 ]

Organización para el Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnologías Industriales (NEDO)

  • El proyecto piloto fue financiado por el gobierno japonés.
  • El proceso para Si o CIS se basa en la pirólisis de los polímeros en un horno.
300px-Summary_of_NEDO_recycling_process_for_Si_modules_%28pilot_project%29.png
Resumen del proceso de reciclaje de módulos de Si de NEDO (proyecto piloto) [ 1 ]

NPC Incorporated

  • fabrica equipos de reciclaje solar
  • El proceso llamado "método del cuchillo caliente"
  • Puede separar la célula del vidrio en solo 40 segundos.
Archivo:Resumen del proceso de reciclaje de módulos fotovoltaicos con cuchilla caliente.png
Resumen del proceso de reciclaje de módulos fotovoltaicos con cuchilla caliente [ 1 ]

Perdedor Chemie

  • Esta empresa cuenta con procesos originales desarrollados y patentados.
  • Se utilizan tratamientos mecánicos y químicos para reciclar las células solares.
300px-Summary_of_loser_Chemie_recycling_process_for_PV_modules_%28pilot_project%29.png
Resumen del proceso de reciclaje de módulos fotovoltaicos de Loser Chemie (proyecto piloto) [ 1 ]

Recuperar energía fotovoltaica

  • se asoció con los principales fabricantes de módulos solares de Australia
  • Desarrolló un proceso de recuperación de células solares eficientes a partir de módulos dañados
300px-The_Reclaim_PV_Recycling_Process.png
El proceso de reciclaje de PV Reclaim

Tecnologías de reciclaje fotovoltaico estudiadas en todo el mundo

Procesos de reciclaje de módulos solares de silicio [ 1 ]
ProcesoVentajasDesventajasEstado
Disolución de disolventes orgánicosFácil acceso al EVA

Menor daño celular Recuperación de vidrio

El tiempo de delaminación depende del área.

Emisiones y residuos nocivos

Investigación
Disolvente orgánico e irradiación ultrasónicaMás eficiente que el proceso de disolución de disolventes.

Fácil acceso al EVA

Equipo costoso

Emisiones y residuos nocivos

Investigación
Calefacción electrotérmicaFácil extracción del vidrioProceso lentoInvestigación
Separación mecánica mediante corte con hilo calienteBajo daño celular

Recuperación de vidrio

Otros procesos de separación necesarios para la eliminación completa de EVAInvestigación
Pirólisis (horno de cinta transportadora y reactor de lecho fluidizado)Separar el 80% de las obleas y casi el 100% de las láminas de vidrio

Proceso de reciclaje industrial rentable

Texturización ligeramente peor (daño a la superficie celular)Investigación (piloto)
Disolución de disolvente (ácido nítrico)Eliminación completa del recubrimiento de EVA y metal de la oblea.

Es posible recuperar células intactas

Puede causar defectos celulares debido al ácido inorgánico.

Genera emisiones y residuos nocivos

Investigación (piloto)
Desintegración físicaCapaz de tratar residuosOtros procesos de separación necesarios para la eliminación completa de EVA

Polvos que contienen metales pesados ​​Rotura de células solares Corrosión de equipos

Comercial
Proceso mecánico seco y húmedoSin productos químicos de proceso

Equipos ampliamente disponibles Bajos requerimientos de energía

Sin eliminación de sólidos disueltosComercial
Tratamiento térmico (calentamiento en dos etapas)Eliminación completa de EVA

Posible recuperación de célula intacta Proceso económicamente viable

Emisiones nocivas

Altos requerimientos de energía Defectos celulares y degradación debido a altas temperaturas

Comercial
Grabado químicoRecuperar materiales de alta pureza

Proceso simple y eficiente

Uso de productos químicosComercial
Procesos de reciclaje de módulos solares de película fina [ 1 ]ProcesoVentajasDesventajasEstado
Disolución de disolventes orgánicosFácil acceso al encapsulante

Menor daño celular Recuperación de vidrio

El tiempo de delaminación depende del área.

Emisiones y residuos nocivos

Investigación
Irradiación por láserFácil acceso al encapsulanteProceso lento

Equipos muy caros

Investigación
Separación mecánica mediante corte con hilo calienteBajo daño celular

Recuperación de vidrio

Otros procesos de separación necesarios para el encapsulanteInvestigación
Chorro de vacíoEliminación de capas semiconductoras sin productos químicos

Recuperación de vidrio limpio

Proceso relativamente lento

Emisión de metales Tratamientos químicos/mecánicos posteriores

Investigación

(piloto)

DesgasteSin uso de productos químicos

Recuperación de vidrio limpio

Se necesitan tratamientos químicos o mecánicos adicionalesInvestigación

(piloto)

FlotaciónProceso relativamente simple

Bajo uso de productos químicos

Grandes pérdidas de objetos de valor durante el proceso de enjuague y tamizado

Se requiere proceso de flotación

Investigación

(piloto)

Grabado en secoProceso simpleAlta demanda de energía

Alto esfuerzo de purificación

Comercial
Desintegración físicaCapaz de tratar residuosOtros procesos de separación necesarios para el encapsulante

Polvos que contienen metales pesados ​​Rotura de células solares Corrosión de equipos

Comercial
Proceso mecánico seco y húmedoSin productos químicos de proceso

Equipos ampliamente disponibles Bajos requerimientos de energía

Sin eliminación de sólidos disueltosComercial
Grabado químicoMateriales de alta pureza

Proceso simple y eficiente

Uso de productos químicosComercial
Tratamiento térmicoEliminación completa del encapsulante

Recuperación de célula intacta Sencilla y económica

Emisiones nocivas

Altos requerimientos de energía Defectos celulares y degradación

Comercial
LixiviaciónEliminación completa de metalesAlto uso de productos químicos

Generación de humos ácidos Control complejo de productos químicos

Comercial

reciclaje de módulos solares fotovoltaicos

Tao, Jing y Suiran Yu. "Revisión de vías y tecnologías viables de reciclaje de módulos solares fotovoltaicos". Solar Energy Materials and Solar Cells 141 (31 de octubre de 2015). https://doi.org/10.1016/j.solmat.2015.05.005 .

Abstracto

Dado el rápido aumento en la producción e instalación de sistemas fotovoltaicos, el reciclaje de módulos fotovoltaicos cobra cada vez mayor importancia. En este artículo, se investigan tres tipos de vías de reciclaje desde la perspectiva de un ciclo de vida de circuito cerrado: el reciclaje de residuos de fabricación, la remanufactura de módulos desechados y el reciclaje. Para cada vía, se presentan tecnologías probadas y se describen sus ventajas e inconvenientes. Los resultados muestran que las tecnologías de reciclaje para residuos de fabricación fotovoltaica y módulos al final de su vida útil se han explorado ampliamente y algunas están disponibles comercialmente, aunque aún persisten desafíos en la eficiencia del proceso, la reducción de la complejidad del proceso, los requisitos energéticos y el uso de productos químicos. Se han realizado algunas investigaciones sobre la remanufactura y la reutilización de módulos fotovoltaicos. El diseño fácil de desmontar puede mejorar la reutilización de componentes valiosos. También se encontró que, si bien los estudios mostraron que el reciclaje de desechos de fabricación de módulos fotovoltaicos y el reciclaje de módulos al final de su vida útil tienen impactos positivos significativos en la reducción de las cargas ambientales, la viabilidad económica del reciclaje de módulos fotovoltaicos aún es desfavorable y se necesitan políticas para alentar la responsabilidad del productor no solo en el sector de fabricación de módulos fotovoltaicos sino también en toda la industria energética, y una red de recolección eficiente debería ser importante para la viabilidad económica del negocio de reciclaje de módulos fotovoltaicos.

Reflejos

  • Ventajas y desventajas del reciclaje de energía solar fotovoltaica
  • Motivación económica desfavorable
  • Tres tipos de vías de reciclaje
    • reciclaje de residuos de fabricación
    • remanufactura de módulos desechados
    • reciclaje de módulos desechados
  • Necesidad de una política para establecer una red de recolección eficiente

de materiales al final de la vida útil de los paneles

Abstracto

Los paneles solares al final de su vida útil (EOL) pueden convertirse en una fuente de residuos peligrosos, aunque el crecimiento de la generación de energía solar ofrece enormes beneficios a nivel mundial. La capacidad fotovoltaica instalada a nivel mundial alcanzó alrededor de 400 GW a finales de 2017 y se espera que aumente aún más hasta los 4500 GW para 2050. Considerando una vida útil promedio de los paneles de 25 años, se prevé que los residuos solares fotovoltaicos a nivel mundial alcancen entre el 4% y el 14% de la capacidad total de generación para 2030 y superen el 80% (alrededor de 78 millones de toneladas) para 2050. Por lo tanto, la eliminación de paneles fotovoltaicos se convertirá en un problema ambiental pertinente en las próximas décadas. Eventualmente, habrá un gran alcance para investigar cuidadosamente la eliminación y el reciclaje de paneles fotovoltaicos al final de su vida útil. La UE ha sido pionera en la regulación de los residuos electrónicos fotovoltaicos, incluyendo objetivos específicos de recolección, recuperación y reciclaje para este sector. La Directiva de la UE sobre Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE) implica que todos los productores que suministran paneles fotovoltaicos al mercado de la UE financien los costos de recolección y reciclaje de paneles fotovoltaicos al final de su vida útil en Europa. Se pueden extraer lecciones de la participación de la UE en la creación de su marco regulatorio para ayudar a otros países a desarrollar enfoques localmente adecuados. Este análisis se centró en la situación actual del reciclaje de residuos de paneles solares, la tecnología de reciclaje, la protección ambiental, la gestión de residuos, las políticas de reciclaje y los aspectos económicos del reciclaje. También ofreció recomendaciones para futuras mejoras en la tecnología y la formulación de políticas. Actualmente, la gestión del reciclaje fotovoltaico en muchos países prevé ampliar las obligaciones de los fabricantes de materiales fotovoltaicos para abarcar su eliminación o reutilización. Sin embargo, es indispensable seguir mejorando la viabilidad económica, la viabilidad, la alta tasa de recuperación y el rendimiento ambiental de la industria fotovoltaica en lo que respecta al reciclaje de sus productos.

reciclaje de paneles solares usados:

Abstracto

Con el enorme crecimiento en el desarrollo y la utilización de recursos de energía solar, la proliferación de paneles solares de desecho se ha vuelto problemática. Si bien la investigación actual sobre paneles solares se ha centrado en cómo mejorar la eficiencia de la capacidad de producción, el desmantelamiento y el reciclaje de los paneles al final de su vida útil (EOL) rara vez se consideran, como lo demuestra, por ejemplo, la falta de plantas especializadas en el reciclaje de paneles solares. El reciclaje de paneles solares al final de su vida útil puede ahorrar recursos naturales y reducir el costo de producción. Para abordar los problemas de conservación ambiental y reciclaje de recursos que plantea la enorme cantidad de paneles solares de desecho, en este artículo se revisa y analiza sistemáticamente el estado de las tecnologías de gestión y reciclaje de paneles solares de desecho. Esta revisión puede proporcionar una base cuantitativa para respaldar el reciclaje de paneles fotovoltaicos y sugerir futuras direcciones para los responsables de las políticas públicas. Actualmente, desde el punto de vista técnico, la investigación sobre la recuperación de paneles solares enfrenta numerosos problemas, y es necesario seguir desarrollando una tecnología económicamente viable y no tóxica. La investigación sobre la gestión de los paneles solares fotovoltaicos al final de su vida útil recién está comenzando en muchos países, y es necesario seguir mejorando y ampliando la responsabilidad de los productores.

Reciclaje y recuperación de alto rendimiento de cobre, indio y galio a partir de paneles solares de película delgada de seleniuro de cobre, indio

Abstracto

En este estudio se propone un proceso de separación para paneles solares de película delgada basados ​​en Cu, In, Ga y Se (CIGS). Inicialmente, el proceso de separación, mediante el desprendimiento de los paneles capa por capa, se logró aprovechando las diferentes tensiones térmicas de los materiales dentro de los paneles solares CIGS. Posteriormente, el proceso de recuperación se realizó mediante el recocido de las capas de CIGS para la eliminación de Se, y luego se realizó una lixiviación con ácido nítrico, seguida de la extracción individual de metales valiosos. Se investigaron en detalle los valores de pH, las concentraciones de extractante, los agentes de decapado, las relaciones orgánico-acuosas y el tiempo de reacción para optimizar las condiciones de separación de Cu, In y Ga. Primero, se extrajo In utilizando ácido di-(2-etilhexil) fosfórico en la fase orgánica, mientras que Cu y Ga permanecieron en la fase acuosa, controlando las condiciones de extracción. Después de la extracción de In, se extrajo Ga utilizando el mismo agente de extracción en diferentes condiciones, y Cu casi puro permaneció en la solución acuosa residual. Se añadió hidróxido de amonio a tres soluciones para formar precipitados de hidróxido metálico. En condiciones óptimas, se logró una tasa de recuperación superior al 90 % para In, Ga y Cu. Además, todos los hidróxidos recién formados se reciclaron y se convirtieron en óxidos metálicos con una pureza superior al 99 % mediante calcinación. Estos hallazgos pueden proporcionar una vía para el reciclaje y la recuperación eficaces de Cu, In y Ga de los paneles solares de película delgada CIGS de desecho.

Reflejos

i. Se demostró un método fácil y práctico para separar y recuperar metales valiosos respectivamente del panel solar comercial real de película delgada.

ii. Se indujo un proceso de separación física novedoso y de bajo costo para separar el panel solar capa por capa mediante el tratamiento con nitrógeno líquido a temperatura extremadamente baja.

iii. Se diseñó un proceso de extracción y desorción para separar Cu, In y Ga de un sistema multielemento complejo de forma individual.

iv. Se recuperaron óxidos metálicos valiosos de alta pureza como productos finales, estableciendo un posible modelo de economía circular para el reciclaje y la recuperación de paneles solares de desecho.

en la Unión Europea: evaluación del potencial de reciclaje de

Abstracto

La Directiva sobre Energías Renovables define políticas para que la producción de energía a partir de fuentes renovables alcance al menos un 32% en la Unión Europea (UE) para 2030. Todos los Estados miembros han establecido Planes Nacionales de Energía y Clima (PNEC) para el período 2021-2030 con el fin de determinar cómo cubrirán sus necesidades energéticas a partir de fuentes renovables. Este trabajo considera los objetivos establecidos por cada uno de los 27 países de la UE para implementar, en particular, módulos solares fotovoltaicos (FV) para cubrir sus necesidades energéticas. A continuación, se evalúan las futuras cantidades de residuos fotovoltaicos considerando los escenarios de pérdida temprana y pérdida regular, ampliamente utilizados, así como el escenario destacado propuesto por la Directiva RAEE de la UE. El estudio aborda las preguntas "¿cuándo se generarán grandes cantidades de residuos de paneles en los países de la UE y cuál será su composición?". Además, se estima un plazo para el inicio de una industria de reciclaje económicamente viable para los residuos de paneles fotovoltaicos en la UE, basándose en los residuos fotovoltaicos anuales generados en cada país. Para 2050, se generarán entre 14,3 y 18,5 Mt de residuos fotovoltaicos en la UE-27, mientras que el beneficio de los materiales fotovoltaicos recuperados ascenderá a entre 21 980 y 27 360 millones de dólares. Los resultados contribuyen a la gestión eficiente de la futura categoría de residuos electrónicos, de acuerdo con los principios de la economía circular, garantizando así el camino hacia la sostenibilidad.

Reflejos

i. "¿Cuándo se generarán grandes cantidades de residuos de paneles en los países de la UE y cuál será su composición?" por EU WEEE

ii. un cronograma para iniciar una industria de reciclaje económicamente viable para los residuos de paneles fotovoltaicos

los paneles solares fotovoltaicos

Abstracto

El potencial técnico de los materiales recuperados de los paneles solares fotovoltaicos al final de su vida útil podría superar los 15 000 millones de dólares para 2050. El auge mundial de la energía solar fotovoltaica (FV) actualmente en curso representará una importante oportunidad de negocio sin explotar a medida que los paneles solares desmantelados entren en el flujo de residuos en los próximos años, según un informe publicado hoy por la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) y el Programa de Sistemas de Energía Fotovoltaica de la Agencia Internacional de Energía (IEA-PVPS). El informe, End-of-Life Management: Solar Photovoltaic Panels, es la primera proyección de los volúmenes de residuos de paneles fotovoltaicos hasta 2050 y destaca que el reciclaje o la reutilización de los paneles solares fotovoltaicos al final de su vida útil de aproximadamente 30 años puede liberar una gran cantidad de materias primas y otros componentes valiosos. Se estima que los residuos de paneles fotovoltaicos, compuestos principalmente de vidrio, podrían totalizar 78 millones de toneladas a nivel mundial para 2050. Si se inyecta completamente de nuevo en la economía, el valor del material recuperado podría superar los USD 15 mil millones para 2050. Esta afluencia potencial de material podría producir 2 mil millones de paneles nuevos o venderse en los mercados mundiales de materias primas, lo que aumenta la seguridad del futuro suministro de PV u otros productos que dependen de la materia prima. El informe sugiere que abordar el creciente desperdicio de energía solar fotovoltaica e impulsar el establecimiento de una industria para manejarlo requeriría: la adopción de una regulación de residuos eficaz y específica para PV; la expansión de la infraestructura de gestión de residuos existente para incluir el tratamiento al final de la vida útil de los paneles fotovoltaicos y; la promoción de la innovación continua en la gestión de residuos de paneles. En la mayoría de los países, los paneles fotovoltaicos se clasifican como "residuos generales", pero la Unión Europea (UE) fue la primera en adoptar regulaciones de residuos específicas para PV, que incluyen objetivos de recolección, recuperación y reciclaje específicos para PV. La directiva de la UE exige a todos los fabricantes de paneles que suministran paneles fotovoltaicos al mercado de la UE (independientemente de su ubicación) que financien los costes de recogida y reciclaje de los paneles fotovoltaicos al final de su vida útil que se comercializan en Europa. Gestión del final de la vida útil: Paneles solares fotovoltaicos es la segunda de varias publicaciones centradas en la energía solar que IRENA publicará este verano. La semana pasada, IRENA publicó El poder del cambio, que predice que los costes medios de la electricidad generada por las tecnologías solar y eólica podrían disminuir entre un 26 % y un 59 % para 2025. A finales de esta semana, IRENA publicará Dejando entrar la luz: Cómo la energía solar fotovoltaica revolucionará el sistema eléctrico, que ofrece una visión general completa de la energía solar fotovoltaica en todo el mundo y sus perspectivas de futuro.

módulos solares

Abstracto

Desde junio de 2003, Deutsche Solar AG opera una planta de reciclaje para módulos con células cristalinas. El objetivo del proceso es recuperar las obleas de silicio para que puedan ser reprocesadas e integradas nuevamente en módulos. Los objetivos del Análisis del Ciclo de Vida de dicho proceso son (i) verificar si el proceso es beneficioso en términos ambientales, (ii) compararlo con otros escenarios de fin de vida útil, (iii) poder incluir la fase de fin de vida útil de los módulos en futuros ACV de módulos fotovoltaicos. Los resultados muestran que el proceso de reciclaje es ecológico, ya que la carga ambiental durante la fase de producción de componentes reutilizables es mayor que la carga debida al proceso de reciclaje. Además, se determinó el Tiempo de Retorno Energético de los módulos con células recicladas.

Análisis comparativo del ciclo de vida de módulos solares fotovoltaicos de silicio al final de su

Abstracto

Los residuos fotovoltaicos (FV) acumulados a nivel mundial alcanzaron las 250.000 toneladas métricas a finales de 2016 y se espera que aumenten considerablemente en el futuro. Por lo tanto, es necesario desarrollar una gestión adecuada del fin de la vida útil (EoL) de los módulos FV. Hoy en día, la mayoría de los módulos EoL van a vertederos, principalmente porque los procesos de reciclaje para módulos FV aún no son económicamente viables y la regulación en la mayoría de los países aún no está bien establecida. Sin embargo, se están desarrollando varios métodos para reciclar módulos FV. El análisis del ciclo de vida (ACV) es una metodología que cuantifica los impactos ambientales de un proceso o un producto. Se realizó un ACV atribucional para comparar el vertedero, la incineración, la reutilización y el reciclaje (rutas mecánicas, térmicas y químicas) de módulos solares de silicio cristalino (c-Si) EoL, basándose en una combinación de datos reales del proceso y suposiciones. Los resultados muestran que la recuperación de materiales de los módulos solares genera menores impactos ambientales en comparación con otros escenarios de EoL, considerando nuestras suposiciones. Los impactos podrían ser aún menores con la adopción de procesos más complejos que permitan recuperar más materiales. Si bien los procesos de reciclaje pueden alcanzar buenas tasas de reciclaje y recuperar casi todos los materiales de los módulos solares, se debe prestar atención al uso de sustancias tóxicas durante las rutas químicas de reciclaje y a la distancia a los centros de reciclaje debido a los impactos del transporte.

Reciclaje de paneles solares fotovoltaicos: evaluación técnico-económica desde la perspectiva de la

Abstracto

Este trabajo evaluó la sostenibilidad económica del reciclaje de paneles fotovoltaicos (PV). La concentración de PV en general y de plata (Ag) en los PV son el principal factor que afecta al reciclaje. Para altas concentraciones de Ag (0,2%), el reciclaje es sostenible sin tarifa de reciclaje de PV si el rendimiento de PV es superior a 18.000 t/año. Los volúmenes de procesamiento más bajos permiten la sostenibilidad solo con tarifas de reciclaje de 0% hasta 46% de los costos totales anualizados en el rango de rendimiento de 18.000–9000 t/año. Para bajas concentraciones de Ag (0,05%), las tarifas de reciclaje siempre son necesarias para lograr la rentabilidad, a menos que el rendimiento sea superior a 43.000 t/año. Dados los altos ingresos de Ag, se deben realizar esfuerzos para su recuperación. Sin embargo, si una fracción mixta de plata y silicio se vendiera por más del 50–70% de su valor real dependiendo de la concentración de Ag, un proceso simplificado sin separación hidrometalúrgica podría generar una mayor rentabilidad a corto y largo plazo. Dado el contenido decreciente de Ag en los sistemas fotovoltaicos, la rentabilidad del reciclaje también depende del momento en que se realicen las inversiones. En un escenario de concentración media de Ag y con precios de Ag de 600 $/kg, siempre se requieren tarifas fotovoltaicas para que el valor actual neto (VAN) sea superior al CAPEX. Cuanto más tardía sea la inversión, mayores serán la producción fotovoltaica y las tarifas fotovoltaicas necesarias para generar el mismo VAN. Invertir en 2025, bajo la hipótesis de un escenario de pérdidas regulares y un precio de Ag de 750 $/kg, es la única condición que produce VAN superiores al CAPEX sin tarifas fotovoltaicas, si la producción es de al menos 30 000 t/año.

Revisión del reciclaje de silicio solar

Abstracto

Los módulos fotovoltaicos (FV) ocupan un lugar cada vez más importante en nuestra cartera energética. A medida que se instalan y entran en funcionamiento más módulos FV, ​​la gestión de los módulos al final de su vida útil (EOL) se convierte en un problema importante. Actualmente, la gestión de los módulos FV sobrecargados al final de su vida útil no supone un problema, pero se prevé que lo sea para 2030. La recuperación y el reciclaje de metales valiosos en los módulos FV presentan diversas ventajas ambientales y económicas. En este breve análisis, describiremos los procesos de reacondicionamiento y reciclaje del silicio FV. Estos procesos implican una combinación de procesamiento mecánico, térmico y químico, cada uno con sus propios desafíos. También se destacan las proyecciones de los flujos de materiales de los módulos FV.

Referencias

  1. Saltar a:1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Lunardi, Marina Monteiro, Juan Pablo Álvarez-Gaitán, José I. Bilbao y Richard Corkish. Una revisión de los procesos de reciclaje de módulos fotovoltaicos . Paneles solares y materiales fotovoltaicos . IntechOpen, 2018. https://doi.org/10.5772/intechopen.74390.
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LicenciaCC-BY-SA-4.0
IdiomaInglés (es)
Traduccionesruso , vietnamita , turco , chino , griego
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Creado13 de julio de 2022 por Riya Roy
Última edición10 de septiembre de 2024 por el bot StandardWikitext
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