Reciclaje avanzado de células solares fotovoltaicas: optimización del ciclo de vida y recuperación de materiales estratégicos
La tecnología fotovoltaica (FV) se considera una fuente energética de bajo impacto en términos de generación de residuos durante su vida útil. No obstante, los módulos fotovoltaicos generan flujos de residuos al final de su ciclo de explotación, así como pequeñas cantidades durante la producción por rechazo de calidad o daños operativos que reducen la eficiencia. Estos residuos se clasifican como residuos electrónicos bajo la Directiva RAEE (Directiva 2012/19/UE), lo que implica su gestión dentro de marcos regulados de tratamiento de aparatos eléctricos y electrónicos.
Estudios recientes del análisis del ciclo de vida (ACV) de los módulos fotovoltaicos han evidenciado que la fase de producción, especialmente del silicio de grado electrónico, representa la mayor carga ambiental debido a su alta pureza requerida y la intensidad energética del proceso. Por ello, la recuperación de silicio a partir de módulos al final de su vida útil constituye una estrategia clave para la reducción de impacto ambiental, la eficiencia energética y la economía circular.
El proceso de reciclaje de módulos fotovoltaicos se desarrolla en dos etapas principales:
- Separación de células solares: mediante delaminación térmica, se elimina el EVA (etileno acetato de vinilo) y se aíslan materiales como vidrio, Tedlar®, marco de aluminio, cobre y plásticos.
- Limpieza de la superficie de las células de silicio: se eliminan capas no deseadas, incluyendo recubrimiento antirreflectante y metales de contacto, recuperando un sustrato de silicio reutilizable.
Las células recuperadas se procesan y se cortan mediante láser, garantizando precisión en los bordes. Posteriormente, se aplican técnicas de texturización, formación del emisor, pasivación, deposición de recubrimiento antirreflectante y formación de contactos eléctricos, obteniendo nuevas celdas con eficiencias de conversión del 13-16 %, según el tipo de silicio (monocristalino o policristalino).
El impacto ambiental del reciclaje se analiza mediante ACV utilizando software SimaPro y bases de datos extendidas de inventario de ciclo de vida. Los resultados muestran que la incorporación de silicio reciclado reduce el consumo energético de la producción primaria hasta en un 42 %, disminuyendo las emisiones de gases de efecto invernadero y el potencial de calentamiento global. La reducción total del impacto ambiental del proceso fotovoltaico puede alcanzar hasta un 58 %, principalmente por la disminución del consumo energético en la producción de silicio cristalino de alta pureza.
Adicionalmente, el reciclaje de otros componentes como vidrio, aluminio y metales preciosos (por ejemplo, plata) contribuye a la eficiencia de la economía circular, evitando la extracción de recursos primarios y reduciendo la presión sobre vertederos y ecosistemas. La vida útil de los módulos suele ser de 25 años, aunque la práctica indica un reemplazo promedio a los 17 años, lo que incrementa la importancia de estrategias de reciclaje eficaces.
Este enfoque demuestra que el reciclaje integral de módulos fotovoltaicos no solo asegura la recuperación de materiales estratégicos, sino que también potencia la sostenibilidad ambiental, contribuyendo a un modelo de energía solar más eficiente y circular, alineado con objetivos de reducción de residuos y transición energética sostenible.
[Este contenido procede de Science Direct Lee el original aquí]
