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Solrecycle, del reciclaje fotovoltaico a la repotenciación

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2014 marcará un antes y un después en la recogida y el reciclaje de los módulos fotovoltaicos fuera de uso por la aplicación de una directiva europea que tiene que ser transpuesta a los países miembros. En España, el proyecto Solrecycle quiere ir más allá con el desarrollo de una planta de reciclaje que contemple, además, la posibilidad de repotenciar/reparar los que puedan seguir en uso. La empresa Solucciona Energía y el Ciemat son los padres de la iniciativa.
Solrecycle, del reciclaje fotovoltaico a la repotenciación

El pasado 14 de febrero se acababa el plazo para que los Estados miembros transpusieran a su ordenamiento jurídico la Directiva de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos EU19/00/2012 (RAEE) que la Unión Europea aprobó en 2012. Esa norma considera los módulos fotovoltaicos como residuos de carácter electrónico que deben ser tratados y almacenados de forma específica para su correcto reciclaje. Y obliga a que la recogida, transporte y tratamientos de los módulos se realice siguiendo un sistema específico.

Como suele ocurrir siempre, unos han corrido más que otros. Solo el Reino Unido y Bulgaria cumplieron con el plazo y aplicaron la directiva en su legislación antes del 14 de febrero. El 10 de diciembre de 2013 el gobierno británico presentó ante el Parlamento británico una ley nacional sobre la materia que entró en vigor el 1 de enero de 2014.

Tras ingleses y búlgaros llegaron Dinamarca, Luxemburgo, Holanda e Italia. Los mayores mercados fotovoltaicos como Alemania y España aún no han implementado la directiva y no es previsible que lo hagan antes del verano. En Francia está previsto que sea publicada en su boletín oficial justo al cierre de esta edición, a finales de mayo o principios de junio. Son las últimas informaciones de la asociación europea PV Cycle. Aunque es posible que otros países de la UE no cumplan el plazo establecido y tarden algunos meses más en ponerse al día, la nueva normativa se empezará a aplicar a lo largo de este año.

Además, la Comisión Europea ha exigido para el año 2018 una serie de precauciones de almacenamiento y tratamiento específicas para residuos con metales pesados, como son los módulos fotovoltaicos que contiene plomo o cadmio. Precisamente por esto han surgido iniciativas como PV Cycle, fundada en 2007 para gestionar un programa voluntario llamado “recuperar y reciclar”, a través del cual la industria fotovoltaica podría asumir toda la responsabilidad del proceso, desde la producción de los paneles solares hasta su reciclaje. Pero ¿cómo se recicla? ¿dónde? ¿en qué tipo de plantas? Ahí es donde toma protagonismo el proyecto Solrecycle, puesto en marcha por la empresa Solucciona Energía y el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat).

Cuatro fases
Solucciona Energía se constituyó hace más de cinco años, fruto de una apuesta en común de jóvenes emprendedores con una amplia experiencia en fabricación e instalación de sistemas fotovoltaicos. “Queríamos ser pioneros a la hora de ofrecer servicios de reparación y reciclaje de módulos fotovoltaicos”, explica Manuel Camero, xxxx de Solucciona Energía.  “La generación de residuos fotovoltaicos ya empezaba a ser importante, no tanto debido al envejecimiento de las instalaciones, sino a fallos y roturas de módulos. Y todo indicaba que este era uno de los grandes retos para el sector. Así surgió el proyecto Solrecycle”.

El objetivo es la creación de una planta de reciclaje que utilice tecnología propia. La idea es ir un paso más allá de lo que sería el reciclaje convencional de módulos fotovoltaicos mediante su desensamblaje, la recuperación de los materiales y la eliminación de los desechos. La novedad llega a través de una línea de reparación/repontenciación de módulos, que pueden volver a ser reutilizados y que puedan entrar de nuevo en el mercado a menor precio que los de nueva fabricación. En la actualidad, no existe ninguna planta de reciclaje de módulos fotovoltaicos en España, ni que utilice esta tecnología de repotenciación. Lo que pone de manifiesto el carácter innovador del proyecto.

La ejecución del proyecto se divide en cuatros fases. En primer lugar, se planteó la necesidad de desarrollo de la tecnología y maquinaria que, de modo experimental, permitiera realizar tanto la repotenciación de módulos como su desensamblaje. Esta fase se realizó hace un año tras conseguir el apoyo financiero del Centro de Desarrollo Tecnológico e Industrial (CDTI) y la colaboración de la Unidad de Energía Solar Fotovoltaica del Ciemat.

En segundo lugar, se planteó el desarrollo de un modelo de negocio que ayudara a conocer el mercado y establecer los mecanismos de abastecimiento de módulos fotovoltaicos a reciclar y la comercialización de los productos obtenidos, como los módulos repotenciados y las materias primas en el caso de módulos desensamblados (vidrio, aluminio, cobre…). De forma simultánea, se sugirió la optimización y mejora de la tecnología desarrollada, que se pretende realizar a través de un proyecto europeo de investigación en el que, además de instituciones de otros países, participe el Ciemat y Solucciona Energía.

“Esta es la fase en la que nos encontramos, y ya podemos decir que hemos comenzado a ofrecer el servicio y comercializar los productos obtenidos. Con el mercado actual, nuestra idea es poder gestionar entre 1.000 y 2.000 módulos/año durante este primer año e ir incrementando esa cantidad de forma gradual hasta que pasemos a la tercera fase de implementación de la tecnología Solrecycle en una planta de reciclaje”, apunta Camero.

Para abordar esta fase, la creación de una planta en España que permita tratar grandes cantidades de residuos, “debemos asegurar una cuota de mercado nacional de módulos y que el número sea significativo, lo que prevemos ocurra en los próximos años. Para ello nos planteamos ofrecer nuestra colaboración a asociaciones de reciclaje como PV Cycle o Recyclia, y sectoriales como UNEF o APPA, y difundir el servicio entre promotores, distribuidores, instaladores…” Por último, Solrecycle apuesta por la internacionalización del proyecto a través de la creación de distintas plantas de reciclaje que utilicen su tecnología.

“En estos momentos contamos con un préstamo participativo de la Empresa Nacional de Innovación (Enisa) y otro préstamo cualificado del CDTI para el desarrollo de maquinaria y tecnología. La inversión realizada hasta ahora en el proyecto supera los 200.000 euros”, señala Camero. “El año pasado fue el año del I+D, pero en 2014 ya hemos comenzado a explotar los resultados del proyecto, lo que se ha traducido en un significativo aumento del volumen de negocio de la empresa; gracias al servicio de reciclaje”.  

Tipos de defectos
Los módulos fotovoltaicos tienen que superar una normativa internacional que certifique sus características. Esas normas, la EN61215 y la EN61646, se refieren a los módulos de silicio cristalino y de capa fina respectivamente. Su objeto es determinar las características eléctricas y térmicas del módulo, y ofrecer una garantía de durabilidad ante la exposición exterior prolongada a la que se verán sometidos.

No obstante, se ha observado la aparición de ciertos defectos en los módulos. Algunos son solo cosméticos y no afectan a su respuesta eléctrica, mientras que otros pueden llegar a ser más severos afectando a su comportamiento eléctrico. El origen de esos defectos puede deberse al propio envejecimiento del módulo y/o los materiales que lo conforman, a un mal uso o a condiciones de operación imprevistas.

Según la mencionada norma EN61215 deben considerarse como defectos visuales graves las superficies externas del módulo rotas o con fracturas, las superficies externas desalineadas o dobladas, una fractura en una célula cuya propagación podría aislar más del 10% de la célula del circuito eléctrico del módulo, las burbujas o delaminaciones que formen un camino continuo entre cualquier parte del circuito eléctrico y el borde del módulo y, por último, la pérdida de la integridad mecánica. De entre los más habituales encontrados en plantas que llevan un tiempo en operación, podrían destacarse por ser susceptibles de ser reparados: las células dañadas, ya sea por roturas o por quemaduras, fallos en las cajas de conexiones o en el conexionado eléctrico del módulo y burbujas o delaminaciones tanto en la cara posterior como la frontal.

Las técnicas habituales para detectar estos defectos en plantas fotovoltaicas son la inspección visual y termografía infrarroja, además de otras técnicas de medidas eléctricas que pueden suministrar información.

La fase experimental del proyecto Solrecycle ha contado con la caracterización y reparación de varios módulos con distintos fallos provenientes de plantas fotovoltaicas. Esta caracterización se ha realizado en los laboratorios de la Unidad de Energía Solar Fotovoltaica del Ciemat mediante las técnicas de inspección visual, medida de la curva característica corriente–tensión, termografía IR y electroluminiscencia. La caracterización se realizó previa y posteriormente a la reparación del módulo, observándose un aumento significativo de la potencia del mismo tras las acciones correctivas realizadas.

Desensamblaje y reciclado
Cuando no es posible la repotenciación los paneles se desensamblan de forma “eficiente” para poder aprovechar o reutilizar todos los subproductos, además de poder separar y eliminar el plomo, presente en muchos de los módulos fotovoltaicos que están actualmente en el mercado. Solrecycle propone tres niveles de desensamblaje en función del grado de separación que se quiera obtener. En el primero se obtiene de manera mecánica los bastidores de aluminio, cajas de conexión con el cableado de los módulos y los laminados de los módulos.

En un segundo nivel se realiza la separación de los componentes –mediante procesos mecánicos y químicos– del laminado, como son el vidrio, silicio, encapsulante (normalmente etilen–vinil–acetato, EVA), cubierta posterior (suele ser un TPT, poliéster, etc.) y conectores eléctricos o cintas de cobre, estaño y plomo. Por último, en el tercer nivel se obtiene la separación y eliminación del plomo gracias a un proceso químico–físico que  permite obtener compuestos derivados de cobre, plomo y estaño que pueden ser comercializados para otros procesos industriales.

Solrecycle está en marcha y, sin duda, contribuirá a cerrar el ciclo de vida de una tecnología limpia llamada a transformar en breve el panorama energético. ¿Qué puede hacer un particular o una empresa que se plantea reciclar o repotenciar sus módulos? “Contactar con nosotros a través de la web de Solucciona Energía –responde Manuel Camero–. En el caso de que los módulos puedan ser repotenciados, valoramos el material y además de retirar el residuo, pagamos por ello al cliente. También colaboramos con instaladores y promotores a los que comercializamos los productos obtenidos y ofrecemos servicios de repotenciación para sus instalaciones, además de nutrirnos de los módulos de desecho que poseen”.

A qué obliga la directiva RAEE
Jan Clyncke, director general de la asociación europea PV Cycle, explicaba en nuestro número de febrero, ER128, las obligaciones que la directiva RAEE plantea a los “productores fotovoltaicos”, es decir, a todas las empresas o personas físicas que fabrican, venden, revenden o importan módulos fotovoltaicos en la UE. Y que son ahora responsables de la recogida y el reciclaje en todos los Estados miembros en los que operan. Entre esas obligaciones cabe destacar:

– Registrarse en todos los países de la UE en los que sean considerados productores.
– Comunicar periódicamente la cantidad de módulos fotovoltaicos vendidos al registro nacional de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos.
– Organizar y financiar el tratamiento de los residuos de sus módulos fotovoltaicos, de forma individual o a través de un programa colectivo acreditado.
– Explicar a los clientes finales cómo deben desechar sus módulos.
– Notificar a las instalaciones de tratamiento la composición de sus productos y el uso de materiales potencialmente peligrosos.
– Etiquetar sus productos con un cubo de basura tachado.

135 toneladas al mes en Europa
Es evidente que el reciclaje de módulos fotovoltaicos alcanzará cifras de calado dentro de 10 o 20 años, cuando muchas de las instalaciones actuales finalicen su vida útil. Pero conviene estar preparado desde ya porque el volumen de paneles fuera de uso empieza a ser significativo y porque la citada directiva plantea obligaciones de otro tipo. PV Cycle recogió el pasado mes de abril 135 toneladas de módulos fotovoltaicos desechados. Cantidad que se eleva hasta las 9.360 toneladas desde junio de 2010. Aproximadamente un 10% del total llega a través de una red formada por 349 puntos en toda Europa. El 90% restante procede de la recogida directa.

Residuos fotovoltaicos PV Cycle (Abril 2014)

La fotovoltaica rompe barreras y marca nuevos hitos año tras año. EurObserv'ER, la entidad de la Unión Europea que actúa como barómetro de las energías renovables, acaba de publicar su último informe anual fotovoltaico. Según ese documento, el mundo añadió en 2013 a su parque FV global 37 gigavatios pico (GWp), lo que supone un crecimiento de la potencia instalada del 35% con respecto al año 2012. La UE solo se apuntó 9,9 de esos gigas. En cuanto a España, la potencia en 2013 alcanzó los 4.705 MW, lo que supone que en nuestro país hay instalados aproximadamente 23,5 millones de módulos fotovoltaicos.

En noviembre de 2013, la consultora Navigant Research manejaba cifras que apuntaban a un crecimiento anual de la potencia FV global de 73,4 GWp en 2020, es decir, el doble que el año pasado. NPD Solarbuzz habla incluso de 100 GW nuevos al año. Sea como fuere, según la European Photovoltaic Industry Association (EPIA), actualmente hay instalados en todo el mundo 136,7 GWp. Una cifra que se disparará al final de esta década.

Y ese ingente volumen de paneles tendrá que ser recogido y tratado de forma adecuada cuando lleguen al final de su vida útil, después de 25 o 30 años. Pero también tendrán que ser reciclados los módulos que hayan sufrido daños durante el transporte o la instalación. O los que han de ser remplazados en las plantas fotovoltaicas por la detección de problemas o fallos.

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