Rivoluzione nel fotovoltaico: arrivano i bio-moduli fatti con materie prime rinnovabili (dall’etilene da canna da zucchero al PET riciclato)

Il progetto "E2 - E-Quadrat", sviluppato dal Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP, ha creato moduli solari sostenibili utilizzando materiali rinnovabili, riciclabili e biodegradabili come legno, etilene da canna da zucchero, argento e PET riciclato

Moduli solari realizzati interamente con materiali rinnovabili, per un’energia doppiamente sostenibile.

Si chiama “E2 – E-Quadrat” il progetto sviluppato dal Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP, situato a Halle, in Sassonia. I componenti dei pannelli non direttamente coinvolti nella conversione della luce in elettricità sono realizzati con materiali biodegradabili, riciclabili o da materie prime rinnovabili. Un passo avanti nella transizione energetica, per un’energia rinnovabile ottenuta da risorse rinnovabili.

L’industria fotovoltaica presenta un’impronta ecologica generalmente inferiore rispetto a quella delle fonti energetiche tradizionali. Durante il funzionamento, i sistemi fotovoltaici non generano emissioni nocive, contribuendo così significativamente alla riduzione dell’inquinamento atmosferico e delle emissioni di gas serra. Tuttavia, se si esamina l’intero ciclo di vita dei moduli solari – dall’estrazione delle materie prime alla produzione, all’uso e allo smaltimento – emergono alcune criticità.

I moduli fotovoltaici più diffusi attualmente sono composti da vetro, polimeri, metalli e celle solari a base di silicio. L’estrazione delle materie prime, in particolare del silicio, può avere un impatto negativo sull’ambiente. La tecnologia sta compiendo progressi, proponendo pannelli efficienti realizzati con materiali diversi e meno impattanti, come quelli in pervoskite. Inoltre, i singoli componenti raramente vengono reintegrati nel ciclo delle materie prime. Al termine della loro vita operativa, attualmente di 20-25 anni, i vecchi moduli fotovoltaici diventano un rifiuto prezioso ma difficile da separare. Una startup italiana ha proposto un metodo per riciclarli i pannelli solari senza l’utilizzo di sostanze tossiche, ma ancora non esiste un concetto di riciclaggio concreto.

Questo è il punto di partenza del progetto “E2 – E-Quadrat”, finanziato dal Ministero federale tedesco per gli Affari economici e la Protezione del clima. In collaborazione con NOVO-TECH GmbH, un team del Fraunhofer CSP ha sviluppato e testato materiali altamente affidabili a lungo termine, resistenti a tutte le condizioni atmosferiche e completamente riciclabili.

Il progetto ha affrontato tutte le fasi del ciclo di vita di un modulo fotovoltaico: dalla produzione con materiali realizzati da materie prime rinnovabili, passando per la fase operativa, fino al riciclaggio dei materiali e al loro reinserimento nel ciclo delle materie prime alla fine della vita utile

afferma Ringo Köpge, ricercatore del gruppo e responsabile del progetto.

Il modulo solare da 380 watt, creato come “prototipo di bio-modulo” nell’ambito del progetto “E2 – E-Quadrat”, si distingue per quattro caratteristiche speciali rispetto ai moduli convenzionali. Il telaio del modulo contiene una elevata percentuale di legno, che può essere completamente riciclato alla fine della vita utile del modulo e reintrodotto nella produzione dei moduli. I collegamenti delle celle del modulo non sono realizzati con saldature contenenti piombo, come avviene di solito, ma con un adesivo conduttivo elettricamente contenente particelle d’argento, che funge da connettore tra i fili e le celle. La copertura posteriore del modulo è costituita da un film realizzato al 30% in PET riciclato. Il film utilizzato come strato plastico trasparente per incapsulare le celle, è composto per il 60% da “etilene di canna da zucchero” a base biologica.

Il team del Fraunhofer CSP ha sottoposto i singoli componenti utilizzati a vari test, tra cui invecchiamento accelerato, calore, umidità e test di cicli termici. È stato dimostrato che ogni componente installato ha superato gli standard più recenti per i moduli. Dimostrando che anche i biopolimeri sono adatti all’uso nel fotovoltaico, questi materiali potrebbero essere utilizzati in futuro per una varietà di altre complesse applicazioni all’aperto.

Ringo Köpge presenterà i risultati della ricerca e il modulo all’evento EUPVSEC di quest’anno, che si terrà a Vienna dal 23 al 27 settembre, con il titolo “Passi verso un modulo solare al 100% di materiale rinnovabile: valutazione delle sostituzioni di materiali per l’incapsulamento e l’interconnessione”.

 

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Fonte:  Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP

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