I pannelli solari sono componenti sempre più diffusi per la produzione di energia rinnovabile, tuttavia la loro produzione e smaltimento comporta diverse sfide. Puoi trovare il tuo kit fotovoltaico su fotovoltaicostore.it e da subito ottimizzare i tuoi costi in bolletta. Questo articolo intende fornire una panoramica sugli aspetti principali legati alla produzione e al riciclaggio dei pannelli solari.
I pannelli solari sono composti principalmente da silicio, vetro, alluminio e altri materiali come rame e plastica. Per la produzione vengono usate sostanze quali acidi fluoridrici e idrogeno.
Produzione dei pannelli solari
Le celle fotovoltaiche in silicio, che compongono la maggior parte dei pannelli, vengono prodotte con un processo che prevede diverse fasi
- Ingot growth: viene creato un lingotto di silicio tramite il processo Czochralski o simili.
- Wafering: il lingotto viene tagliato in sottili wafer di silicio.
- Diffusion: nei wafer viene diffuso il fosforo per creare la giunzione p-n necessaria.
- Etching: i wafer vengono trattati con acidi per eliminare le impurità e creare la trama.
- Contacts: su ogni wafer viene depositato un contatto frontale e uno posteriore in alluminio.
- Assembly: i wafer vengono montati nel pannello solare con vetro, cornici e cavi.
Questo processo richiede l’uso di sostanze chimiche pericolose e grandi quantità di energia per fondere e sagomare il silicio. Inoltre per ogni watt prodotto si calcola vengano emessi circa 150 grammi di CO2.
Riciclaggio dei pannelli solari
Dato che i pannelli solari hanno una vita utile di circa 25-30 anni, il loro riciclaggio alla fine della vita sta diventando sempre più importante man mano che aumenta la diffusione.
Il riciclaggio dei pannelli consente di recuperare materiali preziosi come silicio, alluminio, vetro ed evitare il loro accumulo in discarica. I processi di riciclaggio prevedono:
- la frantumazione dei pannelli per separare i materiali;
- la separazione magnetica per recuperare il materiale ferroso;
- la separazione gravitazionale per recuperare il vetro;
- la lavorazione chimica per recuperare silicio, rame e altri materiali.
Tuttavia allo stato attuale meno del 10% dei pannelli arriva al riciclaggio, con la maggior parte che finisce in discarica. Per migliorare il riciclaggio è necessario un adeguamento delle normative e una maggiore efficienza dei processi.
Sfide nella produzione dei pannelli fotovoltaici
Nonostante i progressi tecnologici, ci sono ancora diverse sfide nella produzione dei pannelli solari.
- Costi elevati: i costi di produzione dei pannelli, specialmente per quanto riguarda i materiali e i processi, sono ancora relativamente alti. Ciò limita la diffusione su larga scala.
- Dipendenza dalle importazioni: gran parte del silicio viene importato dall’estero, specialmente da Cina e Brasile. Questo rende la filiera produttiva dipendente da pochi fornitori e vulnerabile a fattori geopolitici.
- Impatto ambientale: come accennato, la produzione dei pannelli comporta un notevole consumo di energia ed emissioni. Per abbassare l’impronta di carbonio sono necessari miglioramenti tecnologici e una maggiore riutilizzabilità dei materiali.
- Scarso riciclo: essendo un settore relativamente giovane, finora l’attenzione si è concentrata sulla produzione più che sul riciclo, che è ancora limitato.
Progressi nelle tecniche di produzione e riciclaggio dei pannelli, insieme a politiche incentivanti, potrebbero contribuire ad abbattere queste barriere e rendere i pannelli solari sempre più sostenibili durante tutto il loro ciclo di vita.
I progressi nel riciclaggio dei pannelli solari
Nonostante i tassi di riciclo ancora limitati, ci sono diverse aree dove la ricerca e l’innovazione stanno portando progressi per migliorare il riciclaggio dei pannelli fotovoltaici.
- Tecniche avanzate di recupero del silicio: vengono studiati processi più efficienti per recuperare il silicio dai pannelli smantellati, anche attraverso tecniche pirolitiche e idrolitiche.
- Recupero di altri materiali: oltre al silicio, si stanno migliorando le tecniche per il recupero e il riutilizzo di materiali come alluminio, vetro, rame e plastica contenuti nei pannelli.
- Sistemi automatizzati: vengono sviluppati sistemi robotizzati e linee automatizzate per selezionare, smantellare e separare i materiali dei pannelli in modo efficiente.
- Ottimizzazione dei processi: attraverso simulazioni al computer e analisi LCA, vengono studiati processi e tecnologie per ottimizzare il bilancio energetico ed economico del riciclaggio.
Queste innovazioni possono contribuire ad aumentare i tassi di riciclo dei pannelli solari in futuro, ottimizzando processi industriali più sostenibili ed economicamente convenienti.
