Les mondes du transport, del'industrie et de l'énergie ont connu des évolutions au cours de la dernière décennie, et l'on peut s'attendre à des changements encore plus importants dans les années à venir.
Des énergies renouvelables aux voitures électriques, les changements technologiques majeurs entraînent des évolutions dans les composants, et leur recyclage présente des défis de plus enplus complexes, tant d'un point de vue réglementaire qu'environnemental.
Bien que de nombreuses mesuresaient été prises au niveau européen et mondial pour réduire les sources de déchets et de pollution, les entreprises, en particulier les petites, sont confrontées à un certain nombre de problèmes majeurs pour maintenir l'équilibre économique.
Par exemple, le GHG Protocol développé par des organismes internationaux (WRI et WBCSD) identifie les sources logistiques et de traitement des matériaux à la fin de leur cycle devie (définies comme 'Scope 3') comme le principal contributeur à la pollution et aux émissions de gaz à effet de serre dans toutes les entreprises actives dans tous les secteurs industriels et au-delà.
Les panneaux photovoltaïques constituent un excellent exemple de l'importance du recyclage.
Dans ce contexte, l'explosion del'utilisation de l'énergie photovoltaïque comme source d'énergie propre entraîne déjà des problèmes considérables dans l'élimination des panneaux misau rebut en raison de la présence d'impuretés (semi-conducteurs tels quel'arsenic, le cadmium, le tellure, le plomb). Si l'on considère que d'ici 2050,10 % des déchets seront constitués de matériaux provenant de l'énergie photovoltaïque et solaire, la mise en place de stratégies de recyclage appropriées pour ces déchets est un facteur déterminant.
Le problème est d'autant plus complexe que les panneaux de deuxième génération, comme la technologie des couches minces, ont une structure chimique et physique différente, ce qui rendleur recyclage encore plus complexe.
Les cellules photovoltaïques sont constituées de semi-conducteurs et contiennent des impuretés. L'obtention de matériaux de qualité suffisante pour le recyclage est une tâche difficile, non seulement dans le secteur solaire/photovoltaïque, mais aussi dans le recyclagedes DEEE en général. Les procédés chimiques développés jusqu'à présent nécessitent des ressources économiques considérables en termes de machines et d'énergie, et impliquent l'utilisation de solvants et de catalyseurs toxiques et polluants.
Le processus de recyclage mécanique des panneaux photovoltaïques est celui qui permet d'obtenir des matériaux qu'il est intéressant de recycler pour un meilleur rapport coût/bénéfice :
- L'aluminium, qui a une grande valeur pour l'industrie, depuis les applications automobiles jusqu'à la construction d'usines.
- le verre, qui peut être réutilisé dans la production de bouteilles ou dans d'autres domaines (par exemple, lamétallurgie)
- l'EVA (éthylène-acétate devinyle), utile dans le monde entier comme carburant ou dans les infrastructures
- le cuivre, d'une grande valeur dans l'industrie électrique et au-delà.
Si l'on considère également que le traitement chimique peut souvent avoir lieu à partir du broyage mécanique, il est clair qu'à long terme, il s'agira du principal processus de recyclage, non seulement dans l'industrie photovoltaïque, mais également à l'extérieur, par exemple dans la récupération des matériaux électroniques ou des batteries. Un autre avantage des installations de recyclage mécanique des panneaux photovoltaïques usagés est leur faible coût, leur facilité de mise en œuvre etde maintenance.
Le processus mécanique typique d'un équipement de traitement de panneaux mis hors service peut être schématisé comme suit:
Le panneau, une fois les composantsélectriques tels que les câbles et les joints retirés, est introduit dans un broyeur où un premier broyage grossier a lieu pour séparer l'aluminium grossièrement déchiqueté. L'aluminium ainsi obtenu peut être séparé directement avec une excellente pureté et revendu.
Le broyeur est équipé d'inserts remplaçables de différentes tailles en fonction des exigences du processus.
Le matériau restant, composé deverre, de métaux, d'EVA (matériau polymère utilisé pour l'adhésion des celluls photovoltaïques au substrat) et de faibles concentrations de semi-conducteurs,est ensuite acheminé vers le cœur de l'usine, le moulin horizontal à délaminage (série M). Cette machine est équipée d'un rotor à lames en acier haute densité et haute dureté, capable de broyer la tourbe en grains inférieursà 2 mm pour les matériaux les plus fragiles (par exemple le verre), et plus grossiers pour les matériaux plastiques ou ductiles. Ce dernier a en effettendance, de par ses caractéristiques physiques, à s'agglomérer et à former desgrains plus épais d'une excellente pureté.
La conformation du canal de passage du matériau à broyer permet un broyage sélectif en fonction du matériau, quisuit des trajectoires différentes selon les caractéristiques mécaniques de laparticule, et permet de séparer dès ce stade la partie plastique de la partie plus lourde et plus fragile. Le verre obtenu par délamination se présente sousforme de sphères et de granulés de deux classes de taille, la première plus grossière mais d'une plus grande pureté et la seconde avec une concentration d'impuretés acceptable dans le cadre de la réglementation de l'UE.
La force du moulin à délamination réside dans le fait que la production de poudres de matériaux métalliques etles pertes d'efficacité qui en découlent sont minimes.
Combinée à l'alimentation par onduleur, la vitesse du rotor est réglable en fonction des exigences du matériau traité, et le fait qu'il soit construit à partir d'un matériau à haute résistance mécanique facilite la flexibilité opérationnelle et la variabilité du type de produit traité.
L'étape finale du recyclage des panneaux photovoltaïques usagés est le criblage et la classification des fractions sortant du broyeur vertical. Une table densimétrique (série VT) estgénéralement utilisée pour séparer le matériau en fonction de son poids spécifique.
Les poudres sont transportées parle haut et, sous l'effet d'un flux d'air provenant du bas, les fractions lesplus lourdes ont tendance à tomber en suivant une trajectoire presque verticale, tandis que les fractions légères sont séparées.
Une autre technologie populairepour la séparation est le capteur optique (série OS), qui sépare les matériaux en fonction de leur couleur, comme l'œil humain.
Dans le contexte des énergies renouvelables, la réduction des émissions et des déchets est cruciale non seulement sur le plan écologique, mais aussi sur le plan économique.
Cependant, les installations coûteuses et ultramodernes ne constituent pas toujours la solution la meilleure et la plus efficace. Les équipements sensibles, les substances toxiques et la consommation font que le choix est basé sur des considérations d'efficacité etde commodité de l'usine de recyclage.
Le moulin horizontal M delaminator facilite la séparation continue des matériaux
Le processus mécanique permet derécupérer les matériaux des panneaux et des cadres photovoltaïques de manière àce que le matériau de sortie soit intéressant pour la réintroduction sur lemarché au lieu d'être éliminé.
Stokkermill, avec son offre demachines fiables entièrement produites en Italie, permet de combiner qualité, fiabilité et commodité pour s'équiper en toute sécurité dans un contexte en évolution rapide tel que le recyclage des panneaux photovoltaïques désaffectés. Le service va au-delà de la simple machine: l'offre comprend des installations conçues ad hoc selon les besoins du client, en tenant compte de la nécessité d'interface avec les opérateurs et des contraintes imposées par la réglementation et la législation.
Les installations de recyclage des panneaux photovoltaïques sont facilement interfaçables avec les besoins de toute entreprise du secteur grâce au délaminage et au déchiquetage du panneau et des cellules photovoltaïques.
