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Para finales de 2024, el mundo tendrá aprox. 2000 gigavatios de capacidad de generación de energía solar en servicio. Cada panel está hecho de silicio, vidrio, diversos polímeros, aluminio, cobre y una variedad de otros metales que capturan la energía del sol. Una regla general es que, si no se producen daños, el panel durará hasta 30 años antes de que sea necesario reemplazarlo. Pero, ¿qué pasará con toda esa materia prima cuando la actual cosecha de paneles solares se vuelva obsoleta? Por supuesto, no somos solo nosotros. Adelgazamiento todo, ¿Lo somos?

¿Qué mata los paneles solares?

La sabiduría convencional sugiere que los paneles solares duran unos 30 años, pero esa no es toda la historia. “30 años son nuestros Mejor suposiciónGarvin Heath, del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL), explicó. NREL descubrió que existe una mayor tasa de fallas en las primeras etapas de la vida útil de un panel, a menudo debido a errores de fabricación o instalación. En la mediana edad, sólo unas pocas tablas fallan. Luego, las estadísticas comienzan a aumentar hacia el norte a medida que nos acercamos a la marca de las tres décadas; sin embargo, el número de paneles rotos es “menos del uno por ciento” del total de paneles en funcionamiento en ese momento.

Matt Burnell es el fundador resolar, Una startup británica está estudiando la posibilidad de reutilizar, recargar y reciclar paneles solares. Como parte de su trabajo, Burnell visitó una granja solar de 40.000 paneles donde 200 paneles se rompieron durante la instalación. “Tomé alrededor de 50 piezas de este sitio y las probé para determinar su valor de reutilización. [and] “Capacidad de generación”, la mayor parte de la cual estaba dentro del “rango de tolerancia del fabricante”, dijo. Básicamente, para alguna que otra grieta en el vidrio o golpes contra el marco, que podrían causar problemas en el futuro, los paneles funcionaron perfectamente.

Si el panel sobrevive a su nacimiento e instalación, el mayor asesino de los paneles solares será el clima. Una razón común son los eventos climáticos extremos que dañan el panel, o incluso el clima violento y regular que causa el deterioro de las cosas, dijo Heath. Desafortunadamente, una vez que un panel se rompe, a menudo no vale la pena repararlo.

Por lo tanto, los paneles que se consideran “rotos” durante la fabricación o instalación aún pueden ser bastante capaces de generar energía a partir del sol. Pero también hay muchos paneles que se retiran al cabo de 25 o 30 años, aunque no estén rotos en ningún sentido. Hay una razón bastante simple por la que los parques solares no permiten que estos paneles absorban los rayos y por eso dejan de funcionar.

Es la economía, estúpido.

El principal problema es la pérdida de eficiencia, que es cuando los paneles no son capaces de generar tanta energía como cuando se instalaron por primera vez. La mayoría de los paneles solares están hechos de capas laminadas adhesivas que se colocan entre el vidrio y las células solares para mantenerlas juntas y ayudar con la rigidez. La exposición a la luz solar puede decolorar esas capas laminadas, reduciendo la cantidad de luz que puede llegar a las células. Esto reduce la capacidad de generar energía, lo que es un problema para las grandes explotaciones comerciales.

“El fabricante les garantiza [solar] Garvin Heath explicó el funcionamiento de las unidades durante 30 años. Por ejemplo, un fabricante prometerá que sus paneles tendrán al menos un 80% de eficiencia durante la mayor parte de su vida útil prevista de tres décadas. En términos generales, estas garantías brindan a los clientes confianza en lo que están comprando y, cuando caducan, suele ser más rentable desecharlas y reemplazarlas.

Las redes eléctricas tienen un número limitado de interconexiones, que son esencialmente la rampa que les permite impulsar la energía hacia la red. Cada interconexión tiene un límite superior estricto de energía que puede transmitir, por lo que los parques solares deben generar la cantidad máxima de electricidad permitida en todo momento. “[Even when] Trabajan dentro del desempeño de la garantía, el costo de oportunidad de producir una unidad. [more] “El poder de su interconexión es muy valioso”, dijo Heath.

Matt Burnell de ReSolar utilizó el ejemplo de un parque solar de 10 MW en el Reino Unido que tenía una conexión a bordo de 15 MW. “Hace diez años, sólo podían producir 10 megavatios en el espacio que tenían. […] Pero con unidades más nuevas y más eficientes, ahora les resulta financieramente viable desmantelar y reconstruir activos. “Estos grandes fondos de pensiones analizan esto a través de una hoja de cálculo” y buscan formas de maximizar mejor sus inversiones. El resultado final es que todas esas hermosas pinturas se tiran a la basura. “Cuando piensas en el carbono incorporado al traer cosas [the panels] más [from China]”Luego van al flujo de desechos”, dijo Burnell. […] “Parece loco”.

Incluso si los paneles pudieran repararse con total eficiencia, es poco probable que se abrieran grandes cantidades de talleres de reparación de paneles solares. “Existe una seria duda sobre los costos de mano de obra para las pruebas y la reparación versus simplemente comprar un panel nuevo”, dijo Burnell. Añadió otro ejemplo de paneles que tuvieron que retirarse para cumplir con la legislación de seguridad contra incendios, que también corrían el riesgo de ser desechados porque el esfuerzo para reutilizarlos era demasiado grande. Para reducir el desperdicio, ReSolar realmente recolecta y envía una Envío de esos paneles a Ucrania para su uso en el hospital..

en la basura

Otra regla general es que sólo uno de cada 10 paneles solares se recicla, mientras que los nueve restantes se envían a vertederos. No existe una forma estándar de rastrear el destino final de una placa y no está claro cómo se implementaría dicho sistema. Pero existe el riesgo de que los vertederos estén a punto de llenarse con el volumen de paneles que caerán de los tejados. Los Ángeles Timespor ejemplo, informó sobre el próximo exceso de paneles en California después de que el estado intentara instalar más energía solar a partir de 2006.

Sin embargo, la situación legal no es un mosaico. molienda Describió las cosas en 2020 como el “Salvaje Oeste”, porque sólo Washington tiene algún tipo de legislación obligatoria. Los paneles solares están fuera de servicio Están sujetos a regulaciones federales sobre desechos sólidos y peligrosos, según los materiales utilizados en su construcción. Si la placa contiene metales pesados ​​como plomo y cadmio, no puede enviarse a un vertedero público por temor a que sus toxinas se filtren al suelo. Pero eso a menudo significa redirigir esos paneles a vertederos diseñados para manejar desechos especializados.

Actualmente la EPA considera lo siguiente: Desarrollar reglas Estandarizaría el proceso de reciclaje de paneles solares y baterías de litio. Pero a pesar de la falta de mandatos federales de reciclaje, o incluso de una legislación estatal estricta, la situación está lejos de ser ideal. De hecho, una pequeña parte de los paneles se envía a centros de reciclaje, mientras que el resto queda abandonado a un destino desconocido. Como señala Heath, el peligro es que, aunque el reciclaje no es económico y no está disponible, veremos enormes áreas de paneles solares en funcionamiento amontonadas a medida que cambie la situación.

En el Reino Unido y Europa, los paneles solares están sujetos a la Directiva sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos, o RAEE. Las reglas exigen que las empresas proveedoras recojan y reciclen los paneles desechados, o asuman el costo de hacerlo para otra entidad. Esto significa que, con suerte, no veremos más paneles arrojados a los vertederos, pero también significa que a menudo será más económico enviar paneles de trabajo para reciclarlos en lugar de reutilizarlos.

Reciclaje

Si desea liberar las materias primas que se esconden dentro del panel solar, hay dos formas. Existe el método mecánico, en el que se desgarran componentes, que es más simple y más derrochador: puede recuperar vidrio y metal, pero poco de cualquier otra cosa. O existen métodos térmicos y químicos que buscan separar los componentes, permitiendo recuperar más oligoelementos.

“Los recicladores existentes tienen mercados tradicionales en torno a los cuales gira su economía, por lo que los recicladores de vidrio miran la unidad y dicen: 'Genial, la unidad tiene 80 por ciento de vidrio en peso, sé qué hacer con ella'”, dijo Heath. “Con los materiales del interior, hay más metales preciosos que tienen un valor mayor, pero están mezclados con las capas de polímero plástico”, dijo. […] “Que son difíciles de separar económicamente”. Por ello, el silicio, la plata y el cobre contenidos en las células a menudo se muelen hasta formar trozos grandes y se desechan.

el Informe de la AIE 2024 En el reciclaje de paneles, observaron cómo estos métodos mecánicos no son buenos para las cualidades del material. “El resultado del procesamiento mecánico no suele ser muy puro y es mejor que el de los materiales de alta calidad. […] Se debería apuntar especialmente al silicio y la plata. Añadió que a menudo estos procesos de reciclaje no están optimizados para alimentar paneles solares, por lo que “a menudo hay cierta reducción en la calidad de los materiales recuperados”, lo que no es un gran paso en el camino hacia la circularidad.

También es difícil saber qué contiene un panel solar. “La diferencia está en los materiales. [found in solar panels] Él es Salvajedijo Matt Purnell de ReSolar. El grupo de fabricantes aún no tiene la obligación de compartir los datos de sus materias primas, aunque pronto nuevas regulaciones cambiarán esto. Incluso entonces, es difícil para los recicladores saber qué sacar de los tableros que buscan procesar.

Además de que los recicladores desconocen la composición de los tableros, existe el riesgo de agregar químicos nocivos para acelerar algunos procesos. Antoine Chalot es el director general de la empresa. Rosie Solarempresa especializada en el reciclaje de paneles solares en Francia. Habló de la presencia de sustancias químicas como el teflón y el antimonio, ambos tóxicos y no pueden liberarse a la atmósfera. “Hemos desarrollado nuestros propios procesos de reciclaje para capturarlos [them]“Pero nosotros pagamos”, explicó. [manufacturers] Para usarlo menos [in future]”.

Burnell cree que la industria se encuentra en los “albores” del reciclaje solar, pero confía en que con las inversiones actuales se encontrarán rápidamente soluciones en un futuro muy cercano. “Tenemos un plazo de entrega tremendo, por lo que sabemos lo que llegará al mercado hoy y sabemos lo que llegará al sistema dentro de 25 a 30 años”, afirmó. El verdadero reloj es la abundancia de paneles instalados a principios de la década de 2010 que comenzarán a ingresar al flujo de desechos en la próxima década.

En este momento, las operaciones de ROSI no son tan baratas como las de otras recicladoras y Chalo sabe que eso puede ser un problema. “En este momento, no hay ninguna razón económica para que las empresas hagan esto. [recycle with us]“Pero está la cuestión de la imagen”, dijo. “Todos los fabricantes fotovoltaicos y propietarios de proyectos quieren una buena historia sobre el final de la vida útil de sus paneles”. Sin embargo, otro beneficio de este proceso es la producción de materiales reciclados de alta pureza que pueden ser utilizados por los fabricantes locales.

el futuro

Un paso hacia un panel solar más reciclable sería eliminar el uso de estos polímeros adhesivos en su construcción. Si el panel pudiera utilizar láminas de vidrio con células solares en su interior, sería mucho más fácil de desmontar. Sin mencionar que probablemente obtendrás un rendimiento mejor y por más tiempo con ellos. Porque no habrá capas de polímero para cambiar de color..

Gracias a Dios un equipo de Estados Unidos Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) demostró que tal producto podría existir. En lugar de pegar las capas, un láser de femtosegundo suelda los paneles de vidrio frontal y posterior. Las células solares están confinadas en el interior, aseguradas mediante una unión de vidrio a vidrio, y nada más. Cuando la placa finalmente llega al final de su vida útil, que puede ser mucho mayor que 30 años, se puede reciclar rompiendo el vidrio.

El proyecto, dirigido por el Dr. David Young, dice que si se aceptan las propuestas, podríamos ver una versión comercial del encargo dentro de dos o tres años. Agregó que la rigidez proporcionada por la soldadura será tan fuerte y resistente al agua como los paneles que usan capas de polímero. Desafortunadamente, en este punto, tendremos décadas y décadas de paneles fabricados utilizando el antiguo sistema con el que todavía tendremos que lidiar. Hasta que tengamos una manera rentable y escalable de reciclarlos, la respuesta a la pregunta “¿Qué pasa con los paneles solares cuando mueren?” No será “nada bueno”.