Paneles solares y su reciclado

Esta entrada puede considerarse una continuación de la que escribí hace solo unas semanas sobre el reciclado de las palas de los aerogeneradores. Tras esa entrada, algunos lectores me preguntaron  qué pasaba con los paneles solares y yo me apunté en algún lado el escribir al respecto. Pero como mi memoria es ya la propia de un septuagenario, se me había olvidado. Las pasadas dos semanas hemos andado visitando tierras murcianas y cartageneras y, al ir y al volver, me he vuelto a sorprender con la impresionante granja solar cercana a la cárcel situada en Fontanars dels Alforins y ello ha hecho que, a la vuelta, me ponga con el asunto.

La historia es, de alguna forma, una repetición de lo que ya conté en el caso de las turbinas eólicas. Decía hace poco un artículo publicado en el ACS Central Science que los investigadores y las empresas se están preparando para "un inminente tsunami de residuos fotovoltaicos". Y ello es así, porque la capacidad fotovoltaica se ha multiplicado por 750 en los últimos veinte años y esa energía que proviene del sol genera ya casi el 4% de la electricidad mundial (según cuenta la Agencia Internacional de la Energía). Los paneles fotovoltaicos tienen (igual que los aerogeneradores) una vida útil de unos 25/30 años y se estima que millones de toneladas de estos paneles, ya en desuso, se nos van a ir acumulando en las próximas décadas.

Para ver qué se puede hacer con esos residuos viene bien entender cómo están construidos esos paneles solares. Un panel solar, como el que se ve en la figura que decora el principio de esta entrada, es un conjunto de varios módulos (los rectángulos grandes enmarcados en blanco en esa foto). Y cada módulo es un conjunto de varias células solares (los cuadraditos pequeños). Pero para enterarnos más vamos a destripar uno de los módulos, siguiendo lo que hace la figura siguiente bajo este párrafo, en la que podéis clicar para verla en mayor tamaño.

Un módulo solar es un sandwich de varias capas. El elemento principal (aunque solo suponen el 4% en peso del módulo) lo constituyen las células solares (las coloreadas en azul oscuro) fabricadas, en la mayor parte de los casos, de silicio, aunque pueden usarse otros materiales como el teluro de cadmio, con problemas adicionales por la toxicidad del cadmio.

Las células están interconectadas entre si por hilos de plata, cobre y plomo. Para asegurar su estanqueidad, cada módulo está protegido (¡cómo no!) por dos capas de un polímero denominado genéricamente EVA y que los del ramo llamamos copolímero de etileno y acetato de vinilo. Se trata de un material transparente (la luz tiene que llegar a las células solares) y muy duradero frente a la acción de la luz y el calor. También protege a las celdas de la entrada de humedad, al tener un carácter hidrofóbico.

En la parte que se muestra al sol y sobre el filme de EVA se coloca una capa de vidrio de unos 3 o 4 mm de espesor, especialmente fabricado para resistir todo tipo de impactos que el panel pueda recibir y los cambios bruscos de temperatura. El propio filme de EVA sirve un poco como pegamento entre las células y el vidrio. Por la parte no expuesta al sol, el módulo se recubre de otra capa de polímero, generalmente polipropileno, PET o algún polímero fluorado para asegurar una mayor estanqueidad del conjunto que, finalmente, se enmarca en una estructura de aluminio que protege los bordes del módulo y proporciona una estructura sólida al mismo. Toda la electricidad generada por celdas se recoge en una caja de conexiones.

La pormenorizada (aunque muy simplificada) descripción que os acabo de hacer, viene bien para entender lo complicado del reciclaje de estos paneles que están construidos como para que duren lo más posible, cosa que no pasa como ya hemos dicho. Quitar el marco de aluminio y la caja de conexiones es la parte más fácil. Algo más difícil es despegar el vidrio de las celdas solares y muchas veces los recicladores se limitan a destrozarlo y vender el vidrio contaminado de plástico. Otros tratan de eliminar los plásticos disolviéndolos o aplicándoles calor hasta degradarlos. En cualquier caso, separar la caja de conexiones, el marco de aluminio y el vidrio supone recuperar una parte muy importante de un módulo. Lo que todavía es harto complicado es separar la plata y otros metales de cada una de las células y extraer el silicio que estas contienen.

Algo muy importante. Las obleas viejas de silicio, de unas 200 micras de espesor, no pueden simplemente fundirse y utilizar el fundido para formar nuevas células. Además de restos de metales como la plata, el cobre o el aluminio del marco, esas células contienen los llamados dopantes (boro y fósforo), que juegan un papel fundamental en la captación de la luz solar y su transformación en energía eléctrica. Lo que hace muy complicado llegar a obtener el llamado silicio solar, el adecuado para las células nuevas, que debe tener una pureza mínima del 99,9999% en el mismo. 

Mucha gente está trabajando y mucho dinero se está invirtiendo en aprender a recuperar todo lo que se pueda de estos nuevos artilugios que pueblan nuestros montes y campos. Pero no es una cuestión baladí. Y todo ello sin hablar, porque la entrada se haría larga, del gasto energético que el proceso lleva aparejado.