Des chercheurs ont évalué la performance environnementale et économique de stratégies de recyclage spécifiquement conçues pour les modules photovoltaïques verre-verre sans cadre encapsulés avec un élastomère polyoléfinique (POE). Cette conception de module est de plus en plus répandue dans les applications bifaciales, alors que la plupart des études de recyclage existantes se sont concentrées sur les modules conventionnels comportant des encapsulants en éthylène-acétate de vinyle (EVA), des dos plastiques et des cadres en aluminium. L'équipe de recherche internationale a comparé trois scénarios distincts pour le traitement d'un seul module de 27 kg : un traitement thermique et chimique du module entier ; un traitement mécanique avec un traitement sélectif limitant les étapes thermiques à des fractions spécifiques ; et un troisième scénario ajoutant une fractionnement supplémentaire via une séparation par couronne électrostatique après le traitement thermique.

Chaque scénario de recyclage a été évalué en utilisant deux voies chimiques pour la récupération des métaux : hydroxyde de sodium suivi d'ammoniac et de peroxyde d'hydrogène, ou acide nitrique combiné à du peroxyde d'hydrogène. Décrite comme une étude comparative à un stade précoce basée sur des résultats antérieurs de laboratoire, l'analyse a employé une analyse du cycle de vie porte-à-porte utilisant les indicateurs intermédiaires ReCiPe 2016 avec des crédits pour les matériaux primaires évités. L'évaluation économique a calculé une marge opérationnelle au niveau du processus basée sur les revenus provenant des matériaux récupérés et certains coûts d'exploitation, excluant les dépenses en capital et la maintenance des équipements.

Sous des hypothèses de base, les deux scénarios de recyclage ciblés ont démontré une demande énergétique réduite et des résultats améliorés concernant les impacts du réchauffement planétaire, le troisième scénario atteignant généralement la charge de traitement la plus faible. Cependant, le traitement du module entier a conservé des avantages plus forts dans plusieurs catégories d'impact pilotées par les matériaux en raison de taux de récupération de matériaux plus élevés utilisés pour les crédits. La voie chimique préférée variait selon la catégorie d'impact spécifique analysée. Bien que la marge opérationnelle soit restée positive dans tous les cas, l'argent a dominé les revenus provenant des matériaux récupérés malgré sa très faible masse au sein du module.

Les chercheurs ont mis en garde en indiquant que les avantages des scénarios ciblés dépendent fortement des efficacités de séparation électrostatique et des valeurs des matériaux tirées de la littérature qui n'ont pas été validées expérimentalement pour ces flux de matériaux spécifiques. Des taux de récupération plus faibles ou une performance de substitution inférieure pourraient éliminer les avantages environnementaux dans certaines catégories d'impact. L'étude met en évidence les compromis inhérents entre la réduction de l'intensité du traitement et le maintien d'une récupération et d'une valeur de matériaux suffisamment élevées. Les modifications de conception telles que la construction sans cadre éliminent l'étape de décadrement mais suppriment l'aluminium, qui est relativement facile à récupérer et contribue substantiellement aux revenus dans les modules conventionnels. Inversement, les conceptions verre-verre éliminent les dos plastiques et augmentent le volume de verre récupérable.

Les résultats, publiés dans Solar Energy Materials and Solar Cells par Aistis Rapolas Zubas, Jolita Kruopienė, Gintaras Denafas, Floriana La Marca et Alessandra Bonoli, s'appuient sur des travaux antérieurs concernant le délaminage du POE et le recyclage hybride piloté mécaniquement. Les matériaux pour la recherche ont été fournis par le fabricant lituanien Soli Tek. L'étude note que les modules sans cadre devraient maintenir une part de marché d'environ 5 % au cours de la prochaine décennie. De plus, des chercheurs de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, de l'Université de technologie de Gdańsk et de l'Académie polonaise des sciences ont constaté que l'argent peut représenter jusqu'à 47 % de la valeur récupérable d'un module, bien qu'une teneur en argent plus faible dans les nouveaux panneaux puisse réduire les revenus futurs du recyclage.

Sources: pv magazine.