Pesquisadores avaliaram o desempenho ambiental e econômico de estratégias de reciclagem especificamente projetadas para módulos fotovoltaicos vidro-vidro sem moldura encapsulados com elastômero de poliolefina (POE). Este design de módulo está se tornando cada vez mais prevalente em aplicações bifaciais, no entanto, a maioria dos estudos existentes de reciclagem concentrou-se em módulos convencionais que apresentam encapsulantes de etileno-vinil acetato (EVA), costas plásticas e molduras de alumínio. A equipe de pesquisa internacional comparou três cenários distintos para o processamento de um único módulo de 27 kg: tratamento térmico e químico de todo o módulo; tratamento mecânico com processamento seletivo limitando as etapas térmicas a frações específicas; e um terceiro cenário que adiciona uma fracionamento adicional via separação eletrostática por corona após o tratamento térmico.
Cenário de reciclagem foi avaliado usando duas rotas químicas para recuperação de metais: hidróxido de sódio seguido por amônia e peróxido de hidrogênio, ou ácido nítrico combinado com peróxido de hidrogênio. Descrita como um estudo comparativo em estágio inicial baseado em resultados laboratoriais anteriores, a análise empregou uma avaliação do ciclo de vida porta-a-porta usando indicadores intermediários ReCiPe 2016 com créditos para materiais primários evitados. A avaliação econômica calculou uma margem operacional no nível do processo com base na receita dos materiais recuperados e custos operacionais selecionados, excluindo despesas de capital e manutenção de equipamentos.
Sob pressupostos de linha de base, os dois cenários de reciclagem direcionada demonstraram demanda reduzida de energia e resultados melhorados em relação aos impactos do aquecimento global, com o terceiro cenário geralmente alcançando a menor carga de processamento. No entanto, o tratamento do módulo inteiro manteve benefícios mais fortes em várias categorias de impacto impulsionadas por materiais devido às taxas de recuperação de materiais mais altas usadas para créditos. A rota química preferida variou dependendo da categoria de impacto específica analisada. Embora a margem operacional tenha permanecido positiva em todos os casos, a prata dominou a receita dos materiais recuperados, apesar de sua massa muito baixa dentro do módulo.
Os pesquisadores alertaram que as vantagens dos cenários direcionados dependem fortemente das eficiências de separação eletrostática e dos valores de materiais extraídos da literatura que não foram validados experimentalmente para esses fluxos de materiais específicos. Taxas de recuperação mais baixas ou desempenho de substituição poderiam eliminar os benefícios ambientais em certas categorias de impacto. O estudo destaca as compensações inerentes entre reduzir a intensidade do tratamento e manter uma recuperação e valor de materiais suficientemente altos. Mudanças de design, como construção sem moldura, eliminam a etapa de desmoldagem, mas removem o alumínio, que é relativamente fácil de recuperar e contribui substancialmente para a receita em módulos convencionais. Por outro lado, os designs vidro-vidro eliminam costas plásticas e aumentam o volume de vidro recuperável.
As descobertas, publicadas na Solar Energy Materials and Solar Cells por Aistis Rapolas Zubas, Jolita Kruopienė, Gintaras Denafas, Floriana La Marca e Alessandra Bonoli, baseiam-se em trabalhos anteriores sobre delaminação de POE e reciclagem híbrida impulsionada mecanicamente. O material para a pesquisa foi fornecido pelo fabricante lituano Soli Tek. O estudo observa que se espera que os módulos sem moldura mantenham uma participação de mercado de aproximadamente 5% na próxima década. Além disso, pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul, da Universidade de Tecnologia de Gdansk e da Academia Polonesa de Ciências descobriram que a prata pode representar até 47% do valor recuperável de um módulo, embora o teor de prata em queda em painéis mais novos possa reduzir a receita futura de reciclagem.
Fontes: pv magazine.