IT202000024277A1 - Metodo impianto e apparato per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici - Google Patents

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IT202000024277A1
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IT102020000024277A
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Inventor
Pietrogiovanni Cerchier
Francesco Nisato
Luca Pezzato
Graziano Tassinato
Original Assignee
9 Tech S R L
Veneziana Energia Risorse Idriche Territorio Ambiente Servizi V E R I T A S S P A
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Description

METODO IMPIANTO E APPARATO PER IL RICICLAGGIO DI PANNELLI
FOTOVOLTAICI
CAMPO TECNICO
La presente invenzione si riferisce al settore degli impianti di riciclaggio di pannelli fotovoltaici. In particolare, l?invenzione si riferisce a un metodo di riciclaggio, a un impianto in grado di implementare tale metodo nonch? a un apparato impiegato in tale impianto.
STATO DELL?ARTE
I pannelli fotovoltaici sono essenzialmente composti da una cornice che racchiude un sandwich di materiali contenente le celle fotovoltaiche. Nel dettaglio, il sandwich ? tipicamente composto da un vetro trasparente che permette il passaggio della luce solare, una lastra isolante di giunzione, tipicamente in EVA (Etilene Vinil Acetato), uno strato costituito da celle fotovoltaiche, un?ulteriore lastra isolante di giunzione in EVA e, infine, una lastra posteriore di supporto (detta backsheet), in generale realizzata in materiale isolante con scarsa dilatazione termica come ad es. Polivinilfluoruro (PVF) o Polietilene Tereftalato (PET).
Dopo la separazione della cornice dal sandwich, i metodi di riciclaggio prevedono essenzialmente tre fasi di trattamento: una fase atta a distaccare il vetro dalle celle di silicio e dal backsheet, una fase atta alla separazione dei materiali cos? ottenuti (in particolare le celle fotovoltaiche o porzioni di esse), ed una fase impiegante un processo di tipo chimico, atta all?estrazione dell?argento e alla purificazione del silicio dalle celle.
Per compiere la prima fase di separazione, gli impianti pi? diffusi per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici, vedono l?implementazione di metodi di trattamento di tipo meccanico, nei quali i pannelli vengono macinati ed i materiali separati attraverso diverse tecniche (es: piani vibranti, lettore ottico). Macinando integralmente il pannello si ha per? una contaminazione della purezza del vetro, in quanto parte di EVA resta aderente al vetro. Inoltre la restante frazione di modulo viene ridotta in pezzi molto piccoli e non vengono recuperati i materiali presenti nelle celle fotovoltaiche. Nelle versioni pi? avanzate il vetro viene rimosso con delle lame dal pannello, in alcuni soluzioni rammollendo l?EVA riscaldandolo; in questo modo si ottiene il vetro e la restante parte di sandwich (EVA, celle e backsheet). La separazione del vetro tuttavia non ? efficiente in quanto parte del vetro pu? rimanere unito al sandwich o porzioni di EVA sono staccate con il vetro. Inoltre le celle fotovoltaiche, pur restando all?interno del sandwich, vengono rotte in piccoli pezzi. La riduzione delle celle fotovoltaiche in piccoli pezzi compromette: un?efficace separazione delle stesse dal restante materiale (quindi l?efficienza del recupero), la possibilit? di trattare agevolmente le celle chimicamente, la quantit? di silicio che viene perduta durante il trattamento chimico (aumentando la superficie esposta/volume trattato) e la purezza del silicio che pu? essere ottenuto.
Un metodo alternativo a quello meccanico ? quello chimico, per cui l?EVA viene disciolta con reagenti chimici (tipicamente solventi organici). Questi metodi hanno da un lato il limite della pericolosit? dei reagenti impiegati, dall?altra il fatto che anche essi non consentono di valorizzare le celle del pannello fotovoltaico. Il solvente impiegato provoca infatti un rigonfiamento dell?EVA (fenomeno noto come ?swelling?) che comporta una deformazione del pannello tale da rompere le fragili celle fotovoltaiche.
L?inconveniente di ricavare il silicio in piccoli frammenti pu? essere superato utilizzando metodi alternativi quali la combustione o la pirolisi del polimero. Fra i due metodi per? la pirolisi risulta pi? complessa, con costi superiori ed inoltre, la presenza del polimero fluorurato complica la purificazione del syngas ottenuto.
Pertanto, ai fini di valorizzare la maggior quantit? di materiali presenti nei pannelli, i metodi attualmente maggiormente impiegati prevedono l?implementazione di un trattamento di tipo termico tramite il quale ottenere una combustione del polimero (delle lastre isolanti di giunzione nonch? della lastra posteriore di supporto); tale metodo presenta tuttavia alcuni limiti, in particolare qualora sia implementato su piccola scala in quanto, a fronte di una maggiore valorizzazione dei materiali derivanti dallo smaltimento del pannello, comporta costi operativi notevolmente superiori al metodo di tipo meccanico summenzionato, dovuti principalmente al dispendio energetico legato al trattamento termico utilizzato.
Inoltre, sebbene con questo metodo le celle siano recuperate senza essere frammentate, la combustione del backsheet lascia come residuo della polvere di ossido titanio che ne contamina la superficie rischiando di compromettere la purezza del silicio recuperato (la purezza richiesta dal mercato dipende dal tipo di applicazione).
Come detto, a seguito di tale prima fase di trattamento, gli impianti di riciclaggio prevedono opportune lavorazioni preposte alla separazione dei diversi tipi di materiali ottenuti a seguito dei trattamenti termici o meccanici sopra visti.
A tal fine, alcuni impianti vedono l?implementazione di sistemi impieganti piani o tappeti vibranti, i quali spesso si basano sulla differenza di peso specifico tra i due materiali per operare la separazione. Questi sistemi, tuttavia, non risultano adatti ad una efficiente separazione del vetro dal silicio, in quanto il peso specifico di questi materiali ? molto simile.
In altri impianti ancora, sono utilizzati separatori di tipo ottico o che sfruttano le caratteristiche di conducibilit? elettrica o magnetica dei materiali da separare, quali ad esempio i separatori a correnti parassite. Tali metodi sono maggiormente efficienti rispetto a quelli impieganti superfici vibranti ma, in ogni caso, non separano in modo soddisfacente le particelle in silicio dal vetro, in quanto tali materiali sono entrambi poco conduttivi e non ferromagnetici; gli impianti utilizzanti tali metodi inoltre comportano un costo piuttosto ingente di realizzazione e di esercizio, oltre che necessitare di un?attenta manutenzione.
Un ulteriore metodo utilizzato per la separazione di vetro e silicio, si basa sull?impiego di un getto di fluido, secondo varie possibili configurazioni, incidente su tali materiali. Tali sistemi di separazione di tipo aeraulico tuttavia possono comportare una separazione non accurata dei materiali in quanto i frammenti di vetro pi? sottili possono permanere nelle celle in silicio e comportare di conseguenza la necessit? di provvedere a un?ulteriore fase di setacciatura, e quindi a un?estensione dei tempi di processo e pertanto dei costi ad esso legati. Inoltre, gli impianti in cui tali metodi sono utilizzati, sono generalmente piuttosto ingombranti e necessitano di un buon sistema di aspirazione al fine di evitare una dispersione delle polveri nell?ambiente.
? dunque sentita l?esigenza di un impianto e un metodo di riciclaggio di pannelli fotovoltaici in cui i processi in esso implementati abbiano una migliorata efficienza e la cui realizzazione e gestione comporti un costo contenuto.
SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE
? scopo della presente invenzione quello di superare gli inconvenienti dell?arte nota.
In particolare, ? scopo della presente invenzione presentare un metodo e un impianto per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici dotati di migliorata efficienza.
? anche uno scopo della presente invenzione quello di presentare un metodo e un apparato che permettano di separare in modo affidabile ed efficiente il vetro dal silicio del pannello fotovoltaico.
Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di presentare un impianto per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici la cui efficienza energetica sia migliorata.
Un altro scopo della presente invenzione ? quello di presentare un impianto e un apparato per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici la cui realizzazione nonch? gestione siano complessivamente pi? economiche rispetto agli impianti di arte nota.
Infine scopo della presente invenzione ? quello di presentare un metodo, un impianto e un apparato per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici che permettano di ottimizzare i tempi per lo svolgimento dell?intero processo di riciclaggio e la qualit? del materiale recuperato.
Questi e altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un metodo, un impianto e un apparato incorporanti le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione.
In accordo con un primo aspetto, l'invenzione riguarda un metodo per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici del tipo formato da una cornice che racchiude un sandwich comprendente una lastra di vetro collegata a una pluralit? di celle fotovoltaiche mediante una prima lastra isolante di giunzione, in cui le celle fotovoltaiche comprendono elementi di silicio e contatti metallici in cui il metodo comprende l?azione di rimuovere la cornice ed eventuali componenti elettrici dal pannello fotovoltaico, in modo tale da prelevare un sandwich comprendente un vetro, una prima lastra isolante di giunzione, le celle fotovoltaiche, una seconda lastra isolante di giunzione ed una lastra posteriore di supporto. Il metodo prevede inoltre di sottoporre a trattamento termico il sandwich in un forno fino a disgregare il sandwich in un primo complesso di materiali comprendente elementi di vetro, elementi di silicio e contatti metallici e di separare i contatti metallici dal primo complesso di materiali in modo da ottenere un secondo complesso di materiali comprendente elementi di vetro ed elementi di silicio. Il metodo prevede inoltre di far scorrere il secondo complesso di materiali lungo un elemento planare inclinato, presentante almeno una coppia di guide laterali ed elementi convogliatori i quali sono disposti lungo una superficie superiore dell?elemento planare in modo da formare una pluralit? di fenditure configurate per separare gli elementi di silicio dagli elementi di vetro.
Secondo tale soluzione, ? possibile realizzare una separazione affidabile ed efficiente degli elementi di vetro, anche di dimensioni esigue, dagli elementi di silicio derivanti dalla dissociazione di un pannello fotovoltaico, ottimizzando pertanto sia la quantit? sia la qualit? dei materiali riciclati.
In accordo con un secondo aspetto, l?invenzione riguarda un impianto per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici del tipo formato da una cornice che racchiude un sandwich comprendente una lastra di vetro collegata a una pluralit? di celle fotovoltaiche mediante una prima lastra isolante di giunzione, in cui le celle fotovoltaiche comprendono elementi di silicio e contatti metallici, l?impianto comprendendo almeno un apparato di trattamento che si estende tra una zona di carico e una zona di scarico ed ? configurato per compiere una prima disgregazione del sandwich, e almeno un apparato di separazione che si estende tra una propria sezione di entrata e una propria sezione di uscita, ed ? configurato per compiere una separazione di elementi di vetro da elementi di silicio. L?apparato di separazione ? servito da almeno un apparato di trattamento e presenta la propria sezione di entrata in prossimit? della zona di scarico dell?apparato di trattamento. L?apparato di separazione inoltre comprende un elemento planare inclinabile, presentante almeno una coppia di guide laterali ed elementi convogliatori i quali sono disposti lungo una superficie superiore dell?elemento planare in modo da formare una pluralit? di fenditure configurate per separare gli elementi di silicio dagli elementi di vetro.
Tale soluzione consente di realizzare un impianto in cui il processo di riciclaggio di pannelli fotovoltaici risulta altamente efficiente e al contempo la realizzazione e gestione dell?impianto stesso comportano un costo contenuto. Tale impianto ? inoltre estremamente versatile, in quanto si presta convenientemente a numerose modifiche grazie alla possibilit? di disaccoppiare gli apparati in esso presenti, e consente ulteriormente una gestione semplificata delle operazioni di manutenzione.
In accordo con un ulteriore aspetto, l?invenzione riguarda un apparato di separazione per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici del tipo formato da una cornice che racchiude un sandwich comprendente una lastra di vetro collegata a una pluralit? di celle fotovoltaiche mediante una prima lastra isolante di giunzione, in cui le celle fotovoltaiche comprendono elementi di silicio e contatti metallici, l?apparato comprendendo almeno un elemento planare inclinabile, presentante almeno una coppia di guide laterali ed elementi convogliatori di forma sostanzialmente laminare, i quali sono disposti lungo una superficie superiore dell?elemento planare in modo da formare una pluralit? di fenditure configurate per separare gli elementi di silicio dagli elementi di vetro.
Secondo tale soluzione, ? possibile realizzare un apparato per la separazione di elementi di vetro da elementi di silicio, che sia strutturalmente semplice e robusto, e al contempo consenta di ottimizzare i tempi per lo svolgimento del processo di separazione, nonch? la qualit? del materiale recuperato.
La presente invenzione, in almeno uno dei suddetti aspetti, pu? presentare almeno una delle caratteristiche preferite che seguono, prese singolarmente o in combinazione con una qualsiasi delle altre caratteristiche preferite descritte.
Preferibilmente, l?azione di separare i contatti metallici dal primo complesso di materiali comprende convogliare il primo complesso di materiali verso un dispositivo separatore a pettine il quale comprende una pluralit? di lamelle reciprocamente parallele e distanziate tra loro, atte a permettere il passaggio di elementi di vetro e di elementi di silicio, cos? da separarli dai contatti metallici.
Preferibilmente, a valle della fase di separazione dei contatti metallici, il metodo prevede una fase di rimozione degli elementi parzialmente combusti della lastra posteriore di supporto, cos? da separarli dalle celle fotovoltaiche.
Preferibilmente tale fase di separazione dei contatti metallici viene svolta mediante un dispositivo di aspirazione.
In questo modo, viene realizzata un?ulteriore selezione dei materiali, consentendo di depurare ancor pi? gli elementi che vengono sottoposti a fasi successive di lavorazione.
Preferibilmente, la fase di far scorrere il secondo complesso di materiali lungo un elemento planare ? preceduta da un vaglio di tale secondo complesso, mediante un setaccio vibrante, configurato in modo da provvedere a una separazione di elementi aventi una dimensione massima inferiore o uguale a circa 2 mm.
Tale operazione consente vantaggiosamente di provvedere, secondo modalit? semplici ed economiche, ma al contempo efficaci, a una filtrazione di piccoli elementi in vetro fino a dimensioni pulviscolari, cos? da evitare che le particelle pi? fini entrino nelle fenditure andando a contaminare il silicio o ostruiscano le fenditure atte alla separazione vetro/silicio nella successiva fase di lavorazione.
Preferibilmente, l?impianto comprende un dispositivo separatore a pettine, posto a valle dell?apparato di trattamento, e che comprende una pluralit? di lamelle reciprocamente parallele e distanziate tra loro in modo formare una pluralit? di aperture atte a consentire il passaggio degli elementi di vetro e di silicio, cos? da separarli dai contatti metallici.
Secondo tale configurazione, ? possibile disporre di un dispositivo di semplice realizzazione nonch? gestione, che assicura l?efficienza del processo di separazione dei contatti metallici, i quali vengono separati dal flusso del materiale scivolando sulle lamelle stesse.
Preferibilmente, le lamelle sono poste a una distanza reciproca il cui valore ? inferiore a circa 50 mm.
In questo modo, si realizzano condizioni ottimali affinch? il processo di separazione degli elementi metallici sia compiuto in modo efficiente.
Preferibilmente, in posizione inferiore al dispositivo separatore a pettine sono presenti un primo elemento di raccolta, in cui ricadono e vengono raccolti i contatti metallici separati mediante il dispositivo separatore a pettine stesso, nonch? un secondo elemento di raccolta, atto ricevere il materiale in uscita dall?apparato di trattamento, privato contatti metallici, in caduta dal dispositivo separatore a pettine.
Preferibilmente, l?apparato di separazione comprende un setaccio vibrante, posto in corrispondenza della sezione di entrata, e configurato in modo da provvedere a una separazione di elementi aventi una dimensione massima inferiore o uguale a circa 2 mm.
Secondo tale configurazione, viene efficacemente realizzata una filtrazione preliminare degli elementi di vetro di piccole dimensioni, secondo una modalit? semplice ed economica, cos? da incrementare l?efficienza della successiva fase di separazione.
Preferibilmente, l?elemento planare presenta una pluralit? di aperture, in prossimit? di ciascuna delle quali ? disposto un rispettivo elemento convogliatore, il quale si estende parallelamente all?elemento planare ed ? posto a una distanza, sostanzialmente costante, da un piano contenente la superficie superiore dell?elemento planare stesso. Preferibilmente detta distanza ha valore inferiore o uguale a circa 2 mm.
Preferibilmente, gli elementi convogliatori sono posti a una distanza dalla sezione di entrata dell?apparato convogliatore maggiore o uguale a circa 100 mm.
Secondo tale configurazione, viene ottimizzata l?efficacia della separazione del vetro dal silicio in quanto lungo la discesa sul piano inclinato le celle si dispongono per gravit? parallelamente al piano stesso, questa orientazione unita all?accurato dimensionamento e posizionamento delle fenditure formate da piano ed elementi convogliatori, consente unicamente il passaggio degli elementi di silicio, attraverso le fenditure cos? costituite.
Preferibilmente, gli elementi convogliatori sono collegati all?elemento planare mediante mezzi di fissaggio.
Preferibilmente detti mezzi di fissaggio sono configurati in modo da permettere una regolazione della distanza degli elementi convogliatori da un piano passante per la superficie superiore dell?elemento planare.
In una forma di realizzazione preferita, detti mezzi di fissaggio comprendono delle rondelle e/o rasamenti.
In questo modo, ? vantaggiosamente possibile mantenere l?opportuna distanza fra elementi convogliatori ed elemento planare.
Inoltre, ci? consente di adattare vantaggiosamente l?apparato separatore alla tipologia di materiale in lavorazione.
Preferibilmente, l?apparato di separazione comprende almeno un elemento convogliatore centrale e almeno una coppia di elementi convogliatori laterali, ognuno dei quali ? disposto sulla superficie superiore in modo da presentare un apice rivolto verso la sezione di entrata.
Secondo tale configurazione, gli elementi convogliatori laterali consentono di operare una separazione del materiale in caduta lungo la superficie superiore, e al contempo guidarlo convenientemente in direzione dell?elemento convogliatore centrale. La posizione relativa dell?apice inoltre favorisce lo scorrimento del materiale in lavorazione lungo la superficie superiore, cos? da evitare indesiderati blocchi o ostruzioni del flusso.
Preferibilmente, gli elementi convogliatori presentano una forma poligonale convessa.
Preferibilmente, l?elemento convogliatore centrale ? conformato secondo un pentagono convesso, formato dall?accostamento di una coppia di trapezi rettangoli lungo la propria base maggiore. Preferibilmente, gli elementi convogliatori laterali sono conformati secondo un trapezio rettangolo avente la propria base maggiore adiacente alla rispettiva guida laterale.
Tale configurazione permette convenientemente di garantire che la totalit? delle celle fotovoltaiche o porzioni delle stesse, siano intercettate nel percorso di discesa lungo l?elemento planare e pertanto che gli elementi di vetro e silicio siano efficientemente separati.
L?apparato di separazione comprende ulteriormente un dispositivo di movimentazione configurato per imporre all?elemento planare un moto oscillatorio unidirezionale, secondo una direzione laterale.
In questo modo viene favorito l?avanzamento del materiale lungo la superficie superiore dell?elemento planare durante la fase di separazione. Inoltre l?assenza di movimento verticale evita che il materiale si separi dall?elemento planare durante la discesa evitando di intercettare le fenditure.
Preferibilmente, gli elementi convogliatori sono costituiti in lamiera, avente uno spessore di almeno 2 mm.
Ci? consente di assicurare la rigidezza necessaria per evitare eventuali deformazioni e garantire pertanto il parallelismo tra l?elemento convogliatore e la superficie esterna dell?elemento planare, cos? che le fenditure presenti rimangano aperte durante l?uso nel tempo dell?apparato di separazione.
Preferibilmente, l?elemento planare ? realizzato in lamiera avente uno spessore di almeno 2 mm.
Preferibilmente, l?apparato di separazione comprende mezzi di rinforzo collegati all?elemento planare.
Preferibilmente, detti mezzi di rinforzo sono posti in posizione inferiore all?elemento planare, in collegamento almeno parziale con una superficie inferiore dello stesso.
Ci? consente di evitare indesiderate flessioni e/o deformazioni dell?elemento planare cos? da non incorrere in indesiderate ostruzioni nell?apertura delle fenditure.
Ulteriori caratteristiche e scopi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
L?invenzione verr? descritta qui di seguito con riferimento ad alcuni esempi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo, ed illustrati nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari. Inoltre, per chiarezza di illustrazione, alcuni riferimenti possono non essere ripetuti in tutte le figure.
La figura 1 ? una vista schematica prospettica dell?impianto per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
la figura 2 ? una vista schematica laterale dell?impianto di figura 1; la figura 3a mostra una vista schematica dall?alto di un particolare dell?impianto di figura 1, secondo una variante;
la figura 3b mostra una vista schematica dal basso del particolare di figura 3a;
la figura 4 mostra un esploso di un pannello fotovoltaico riciclabile nell?impianto di figura 1;
la figura 5a mostra una vista schematica laterale di una porzione dell?impianto di figura 1, secondo una prima forma di realizzazione, con alcune parti rimosse per meglio evidenziarne altre;
la figura 5b mostra una vista schematica laterale della porzione di impianto illustrata in figura 5a, secondo una forma di realizzazione alternativa, con alcune parti rimosse per meglio evidenziarne altre;
la figura 6 mostra uno schema di una prima fase di trattamento implementata dall?impianto di figura 1, secondo l?invenzione;
la figura 7 mostra uno schema di una ulteriore fase di trattamento implementata dall?impianto di figura 1, secondo l?invenzione; e
la figura 8 ? un diagramma di flusso di un metodo per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici, implementato dall?impianto secondo l?invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Mentre l?invenzione ? suscettibile di varie modifiche e costruzioni alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono mostrate nei disegni e saranno descritte qui di seguito in dettaglio. Si deve intendere, comunque, che non vi ? alcuna intenzione di limitare l?invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l?invenzione intende coprire tutte le modifiche, costruzioni alternative, ed equivalenti che ricadano nell?ambito dell?invenzione come definito nelle rivendicazioni.
L?uso di ?ad esempio?, ?ecc.?, ?oppure? indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato. L?uso di ?comprende? e ?include? significa ?comprende o include, ma non limitato a? a meno che non altrimenti indicato.
Per ?luce? si intende indicare la distanza minima tra due elementi, atta al passaggio di un flusso di materiale.
Per ?apice? di una figura geometrica si intende indicare il suo vertice superiore, ovvero il vertice posto ad altezza maggiore rispetto al terreno.
Con riferimento alla figura 1 viene illustrato schematicamente un impianto di riciclaggio di pannelli fotovoltaici ? indicato col riferimento 100 - in grado di implementare il metodo di figura 8.
Un esempio di pannello fotovoltaico 2 che pu? essere trattato nell?impianto 100 ? illustrato in figura 4, la quale ne mostra un esploso. Il pannello ? costituito da una cornice 20 che racchiude un sandwich 200. Il sandwich 200 comprende una lastra di vetro 21 trasparente, una prima lastra isolante di giunzione 22 (ad es. in EVA), uno strato di celle fotovoltaiche 23, una seconda lastra isolante di giunzione 24, ed una lastra posteriore di supporto (detta backsheet) 25 generalmente realizzata in Polietilentereftalato (PET) e Polivinilfluoruro (PVF) o altro materiale isolante caratterizzato da una buona resistenza all'invecchiamento atmosferico. Il pannello comprende inoltre alcune componenti elettriche 26, in particolare connettori e cavi. Dal momento che i pannelli fotovoltaici sono di per s? noti, non si entrer? qui maggiormente nel dettaglio della descrizione del pannello fotovoltaico 2, limitandosi a specificare che le celle fotovoltaiche 23 comprendono elementi di silicio 23a e contatti metallici 23b.
L?impianto 100 comprende almeno un apparato di trattamento 300 atto a compiere prime lavorazioni di smembramento dei componenti del pannello fotovoltaico 2, in particolare delle lastre di giunzione 22, 24 e dei contatti metallici 23b dal sandwich 200; l?impianto 100 comprende inoltre almeno un apparato di separazione 600 atto a compiere la separazione dei componenti rimanenti, ovvero degli elementi di silicio 23a da elementi di vetro 21? derivanti dalla frammentazione della lastra di vetro 21.
L?apparato di trattamento 300, come mostrato nelle figure 2, 5 e 6, comprende un dispositivo di alimentazione 30 atto al trasporto di materiale da una zona di carico 31 ad una zona di scarico 32 attraverso almeno una stazione di lavorazione.
In una forma preferita di realizzazione, il dispositivo di alimentazione 30 ? costituito da un nastro trasportatore. Tale dispositivo di alimentazione 30 ? collegato a un dispositivo di azionamento (non mostrato nelle figure), quale ad esempio un motoriduttore, che ne consente il moto continuo o intermittente nonch? la possibilit? di variarne a piacere la velocit? di avanzamento, cos? da trasportare il sandwich 200 o porzioni dello stesso, attraverso la stazione di lavorazione.
Secondo una forma preferita di realizzazione, il dispositivo di alimentazione 30 ? vantaggiosamente collegato a un dispositivo di caricamento 33 atto ad accogliere i sandwich 200 o porzioni di essi da sottoporre a trattamento, e ad agevolare il caricamento degli stessi sulla zona di carico 31 del dispositivo di alimentazione 30. Preferibilmente, detto dispositivo di caricamento 33 comprende uno scivolo inclinato 34 avente una prima porzione di estremit? 34? ? preferibilmente posta a un?altezza consona al caricamento dei pannelli da parte di un operatore ? nonch? una seconda porzione di estremit? 34?? posta in prossimit? della zona di carico 31 del dispositivo di alimentazione 30. Preferibilmente, detto dispositivo di caricamento 33 comprende sponde 35 che consentono vantaggiosamente di convogliare e sostenere i sandwich 200 disposti sullo scivolo inclinato 34, nel corso del loro moto di scivolamento verso il dispositivo di alimentazione 30. Secondo una forma preferita di realizzazione, tale scivolo inclinato 34 ? fornito di rulli folli per agevolare la discesa del sandwich 200.
L?apparato di trattamento 300 comprende inoltre, come detto, almeno una stazione di lavorazione dotata di almeno un dispositivo riscaldatore, il quale ? configurato per sottoporre il sandwich 200 a una temperatura tale da permettere un parziale smembramento dello stesso.
Pi? in particolare, come mostrato ad esempio nelle figure 5a e 5b, il dispositivo riscaldatore ? preferibilmente costituito da un forno 40 a tunnel a funzionamento continuo, disposto a cavallo del dispositivo di alimentazione 30 e configurato in modo da consentirne il passaggio lungo un percorso che lo attraversa, posto in corrispondenza di una sua porzione di base.
Secondo una forma preferita di realizzazione, come mostrato in fig. 5a, il forno 40 ? vantaggiosamente alimentato a gas e comprende un modulo di ingresso e uscita fumi 41, una testa di chiusura 42, una unit? termica 43 comprendente un bruciatore 44 e preposta a costituire una camera di combustione 46.
Secondo una forma di realizzazione alternativa, come mostrato in fig. 5b, il forno 40 ? alimentato a gas e comprende un modulo di ingresso e uscita fumi 41 il quale ? collegato a un?unit? termica 43 comprendente un bruciatore 44 e una prima porzione di camera di combustione 46?. L?unit? termica 43 ? a sua volta collegata a un?unit? a camera calda 45 che comprende una seconda porzione di camera di combustione 46??; il forno 40 infine comprende una testa di chiusura 42. Secondo tale configurazione, la seconda porzione di camera di combustione 46?? ? collegata alla prima porzione di camera di combustione 46? in modo da incrementarne l?estensione; ci? consente vantaggiosamente di prolungare l?esposizione al calore delle superfici del sandwich 200 che attraversa il forno 40 e pertanto anche di ottimizzare la capacit? termica del forno 40.
Preferibilmente, in entrambe le configurazioni sopra descritte le varie unit?, ovvero il modulo di ingresso e uscita fumi 41, l?unit? termica 43, l?unit? a camera calda 45 e la testa di chiusura 42, possono essere contenute in un blocco unico oppure come ripartite in rispettivi moduli ? anche ripetuti - tra loro collegati. La configurazione modulare in particolare consente vantaggiosamente di predisporre ulteriori unit? comprendenti dei bruciatori 44 e/o delle camere di combustione 46, cos? da poter configurare adeguatamente l?apparato di trattamento 300 in base ai volumi degli elementi da sottoporre a trattamento.
Secondo una forma preferita dell?invenzione, il bruciatore 44 ? del tipo a fiamma inversa ed ? configurato in modo tale che la fiamma lambisca una superficie superiore del sandwich 200, ossia la lastra posteriore di supporto 25, quanto il sandwich 200 o porzioni dello stesso, attraversano l?unit? termica 43. Preferibilmente il bruciatore fa inoltre uso di aria compressa in modo da potere controllare meglio la direzione della fiamma.
Inoltre il sistema si trova sotto aspirazione: l?aria viene aspirata dal canale di uscita 41?.
In una configurazione preferita, come mostrato nelle figure 5a e 5b, il modulo di ingresso e uscita fumi 41 comprende un primo canale 41? attraverso cui un flusso di aria ? aspirato dall?ambiente esterno e condotto verso il bruciatore 44, ed un secondo canale 41?? attraverso cui i fumi derivanti dalla combustione attuata mediante il bruciatore 44, sono captati in modo da fluire verso un sistema di filtrazione (non mostrato nelle figure) prima di essere reimmessi in ambiente esterno. Preferibilmente, il primo canale 41? e il secondo canale 41?? presentano almeno una porzione in reciproco a contatto, cos? che parte del calore dei fumi di scarico viene vantaggiosamente trasferito al fluido di aria che fluisce all?interno del primo canale 41?, ed effettuare un pre-riscaldamento dell?aria che verr? impiegata dal bruciatore 44; in questo modo l?efficienza del forno 40 ? convenientemente incrementata, comportando tra l?altro un risparmio della quantit? di gas impiegato per realizzare la combustione.
Secondo una forma di realizzazione, uno scambiatore di calore (non mostrato nelle figure) ? interposto tra il primo canale 41? e il secondo canale 41?? cos? da incrementare ulteriormente l?efficienza dello scambio termico tra i due canali e di conseguenza l?efficienza del processo di combustione attuato mediante il forno 40.
In una configurazione preferita, il bruciatore 44 ? posto, rispetto alla superficie della lastra posteriore di supporto 25, a una distanza variabile tra circa 30 mm e circa 200 mm; preferibilmente il bruciatore ? posto a 50 mm dalla superficie della lastra posteriore di supporto 25. Secondo una configurazione preferita, il bruciatore 44 ? configurato in modo che la fiamma da esso emessa incida sulla superficie della lastra posteriore di supporto 25 secondo un angolo che pu? variare tra circa 30? e circa 60?; preferibilmente, la fiamma emessa dal bruciatore 44 incide sulla superficie della lastra posteriore di supporto 25 secondo un angolo di circa 45?.
A valle del forno 40 e collegato alla zona di scarico 32 del dispositivo di alimentazione 30, l?apparato di trattamento 300 presenta un dispositivo separatore a pettine 50, il quale ? atto a separare i contatti metallici 23b, formati sostanzialmente da bandelle in rame, dall?insieme comprendente le celle fotovoltaiche 23a e gli elementi in vetro 21?. Pi? in dettaglio, il dispositivo separatore a pettine 50 comprende un piano di scivolamento costituito da una pluralit? di lamelle 50?, longiformi e disposte parallele le une alle altre. Secondo una configurazione preferita, le lamelle 50? sono distanziate le une dalle altre cos? da creare aperture di passaggio inferiori o uguali a circa 50 mm, preferibilmente di 25 mm, in modo da consentire unicamente il transito degli elementi di vetro 21? e di silicio 23a, in caduta durante il passaggio del materiale nel dispositivo separatore a pettine 50. Preferibilmente le lamelle 50? presentano una dimensione longitudinale di almeno 100 mm; secondo tale configurazione viene assicurata l?efficienza del processo di separazione dei contatti metallici 23b, i quali vengono separati dal flusso del materiale scivolando sulle lamelle stesse.
In posizione inferiore al dispositivo separatore a pettine 50 sono presenti un primo elemento di raccolta 51, in cui ricadono e vengono raccolti i contatti metallici 23b separati mediante il dispositivo separatore a pettine 50 stesso, nonch? un secondo elemento di raccolta 52, atto ricevere il materiale in uscita dall?apparato di trattamento, privato contatti metallici 23b, in caduta dal dispositivo separatore a pettine 50.
Secondo una forma di realizzazione dell?impianto 100, in prossimit? della zona di scarico 32, ? presente un dispositivo (non mostrato nelle figure) atto alla rimozione degli elementi parzialmente combusti della lastra posteriore di supporto 25, cos? da separarli dalle celle fotovoltaiche 23. In una forma preferita di realizzazione, detto dispositivo ? configurato per compiere un?aspirazione degli elementi parzialmente combusti della lastra posteriore di supporto 25.
L?impianto 100 comprende inoltre, come mostrato ad esempio nelle figure 1 e 2, un apparato di separazione 600 il quale ? preferibilmente posto in prossimit? di almeno un apparato di trattamento 300, in modo da presentare una propria sezione di entrata 61 in prossimit? di un dispositivo separatore a pettine 50 ad esso relativo, ancora pi? preferibilmente in prossimit? del secondo elemento di raccolta 52, cos? da agevolare vantaggiosamente le operazioni di caricamento del materiale in esso contenuto, verso la suddetta sezione di entrata 61. Tali operazioni di caricamento possono essere svolte manualmente da parte di un operatore o automaticamente, mediante un dispositivo di caricamento automatizzato non mostrato nelle figure), interposto tra il dispositivo separatore a pettine 50 e l?apparato di separazione 600, ovvero posizionando i macchinari a differenti altezze in maniera tale che il materiale privo dei contatti metallici 23b, cada direttamente nel separatore oppure ancora secondo una modalit? mista che contempli sia la presenza di un operatore sia di un dispositivo automatico di caricamento.
L?apparato di separazione 600 secondo l?invenzione, presenta inoltre un setaccio 62 vibrante posto in corrispondenza della sezione di entrata 61, il quale ? configurato in modo da provvedere a una prima separazione di frammenti o polvere (generalmente costituiti da vetro), aventi una dimensione massima inferiore o uguale a circa 2 mm. Secondo una forma di realizzazione, l?apparato di separazione 600 comprende un?apertura longitudinale 62?, ricavata lungo l?elemento planare 60, in posizione inferiore al setaccio 62, la quale ? configurata per permettere il passaggio del materiale proveniente dalla filtrazione attuata dal setaccio 62 stesso e convogliarlo in un terzo elemento di raccolta 53, il quale ? posizionato inferiormente al setaccio 62 e a detta apertura longitudinale 62?.
Il setaccio 62 ? collegato ad almeno un elemento planare 60, inclinabile rispetto al terreno e presentante una superficie superiore 60a lungo la quale sono disposti elementi convogliatori 63.
L?elemento planare 60 comprende almeno una coppia di guide laterali 64 disposte lungo bordi dell?elemento planare 60, contrapposte una all?altra e sostanzialmente perpendicolari alla superficie superiore 60a. Secondo una forma alternativa dell?invenzione, le guide laterali 64 sono regolabili nell?inclinazione rispetto alla superficie superiore 60a e/o in altezza rispetto alla stessa, cos? da disporre di un apparato di separazione 600 altamente versatile in quando adattabile a piacere in base all?entit? nonch? morfologia del flusso di materiale da separare.
Pi? in dettaglio, come mostrato nelle figure 1, 3 e 7, l?elemento planare 60 presenta aperture sagomate 72 in prossimit? di ciascuna delle quali ? disposto un rispettivo elemento convogliatore 63, preferibilmente di forma sostanzialmente laminare. Secondo l?invenzione, ciascun elemento convogliatore 63 si estende parallelamente all?elemento planare 60 ed ? posto a una distanza sostanzialmente costante da un piano contenente la superficie superiore 60a dell?elemento planare 60, il cui valore ? preferibilmente inferiore o uguale a circa 2 mm, ancora pi? preferibilmente inferiore o uguale a circa 1 mm. In questo modo, si viene a costituire una fenditura 65, che si estende lungo il perimetro dell?elemento convogliatore, tra la superficie superiore 60a dell?elemento planare 60 e l?elemento convogliatore 63, la quale ? adeguatamente configurata per consentire agli elementi in silicio 23a ? i quali presentano generalmente uno spessore di circa 200 ?m - di inserirsi in essa ed essere in questo modo separati dagli elementi in vetro 21?.
Preferibilmente, gli elementi convogliatori 63 sono costituiti in lamiera, avente uno spessore di almeno 2 mm; ci? consente di assicurare la rigidezza necessaria per evitare eventuali deformazioni durante l?uso nel tempo e garantire il parallelismo tra l?elemento convogliatore 63 e la superficie esterna 60a dell?elemento planare 60. Secondo una forma di realizzazione preferita, sono presenti mezzi di rinforzo 71 atti a conferire rigidezza all?elemento planare 60, cos? da evitare indesiderate flessioni e/o deformazioni dello stesso; preferibilmente detti mezzi di rinforzo 71 sono posti in posizione inferiore all?elemento planare 60 e sono costituiti da barre ad esso collegate.
In posizione inferiore all?apparato di separazione 600, ? presente un quarto elemento di raccolta 54, in cui vengono raccolti gli elementi di silicio 23a che ricadono al di sotto dell?elemento planare 60 attraverso le fenditure 65, mentre in prossimit? di una sezione di uscita 69 ? presente un quinto elemento di raccolta 55, in cui ricade il materiale in vetro al termine della propria corsa lungo l?elemento planare, una volta separato dal silicio.
Secondo una forma di realizzazione preferita, l?elemento convogliatore 63 presenta una conformazione sostanzialmente equivalente alla rispettiva apertura sagomata alla quale ? associato. In questo modo ? ottimizzata l?area di apertura dalla quale il silicio 23a pu? fuoriuscire, migliorando l?efficienza del processo di separazione attuato sull?apparato di separazione 600 e riducendo i tempi per il completamento del processo stesso.
Preferibilmente l?elemento planare 60 e gli elementi convogliatori 63 sono costituiti in materiale caratterizzato da un basso coefficiente di attrito quali ad esempio lamiere metalliche lucidate. In questo modo, ? favorito lo scorrimento degli elementi di vetro 21? e di silicio 23a lungo la superficie di tali elementi e sono convenientemente evitati eventuali blocchi o interruzioni del flusso di materiale in lavorazione.
Al fine di agevolare ulteriormente lo scorrimento sull?elemento planare 60, questo ? tenuto in oscillazione preferibilmente unidirezionale secondo una direzione laterale, ortogonale alla direzione del flusso del materiale, ossia ortogonale ai piani sui quali giacciono le guide laterali 64.
Gli elementi convogliatori 63 sono collegati all?elemento planare mediante mezzi di fissaggio 66; secondo una forma preferita di realizzazione dell?apparato di separazione 600, detti mezzi di collegamento sono costituiti da bulloni.
Preferibilmente detti mezzi di fissaggio 66 sono configurati in modo da permettere una regolazione della distanza degli elementi convogliatori 63 da un piano passante per la superficie superiore 60a dell?elemento planare 60; in questo modo, ? possibile vantaggiosamente adattare l?apparato separatore 600 alla tipologia di pannelli fotovoltaici 2 in lavorazione, in particolare in base alle dimensioni del sandwich 200 con in quali essi sono costituiti.
In una forma di realizzazione preferita, detti mezzi di fissaggio comprendono delle rondelle e/o rasamenti. In questo modo, ? vantaggiosamente possibile mantenere l?opportuna distanza fra elementi convogliatori ed elemento planare. Inoltre, ci? consente di adattare vantaggiosamente l?apparato separatore alla tipologia di materiale in lavorazione.
Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, come mostrato in figura 3, l?apparato di separazione 600 comprende almeno un elemento convogliatore centrale 63? e almeno due elementi convogliatori laterali 63??, ovvero disposti rispettivamente in prossimit? di ciascuna guida laterale 64, preferibilmente adiacenti ad essa. Secondo tale configurazione, gli elementi convogliatori laterali 63?? consentono di operare una separazione del materiale in caduta lungo la superficie superiore 60a, e al contempo guidarlo verso l?elemento convogliatore centrale 63?.
Secondo l?invenzione, l?apparato di separazione 600 ? configurato in modo da ottimizzare lo spazio atto al passaggio del materiale da separare, lungo l?elemento planare 60; in particolare gli elementi convogliatori 63, 63?, 63?? sono disposti sull?elemento planare 60 in modo che la luce Y, presente sia tra ogni elemento convogliatore 63, 63?, 63??, sia tra elementi convogliatori 63, 63? e guide laterali 64, abbia preferibilmente un valore maggiore di almeno 100 mm.
Secondo una configurazione preferita dell?apparato di separazione 600, gli elementi convogliatori 63, 63?, 63?? presentano una forma poligonale convessa, e sono disposti sulla superficie superiore 60a preferibilmente in modo da presentare un apice 67 rivolto verso la sezione di entrata 61. In questo modo ? vantaggiosamente favorito lo scorrimento del materiale in lavorazione lungo la superficie superiore 60a, cos? da evitare indesiderati blocchi o ostruzioni del flusso.
In una configurazione preferita dell?apparato di separazione 600, l?elemento convogliatore centrale 63? ? conformato secondo un pentagono convesso, formato dall?accostamento di una coppia di trapezi rettangoli 68 lungo la propria base maggiore 68a, mentre gli elementi convogliatori laterali 63?? sono conformati secondo un trapezio rettangolo 68 avente la propria base maggiore 68a adiacente alla rispettiva guida laterale 64. Preferibilmente, gli elementi convogliatori laterali 63?? sono sostanzialmente equivalenti tra loro cos? come alla coppia di trapezi rettangoli 68 che costituiscono l?elemento convogliatore centrale 63?.
Secondo una configurazione preferita dell?invenzione, gli elementi convogliatori 63, 63?, 63?? sono posizionati lungo l?elemento planare 60 in modo che l?altezza H relativa all?apice 67 giaccia su una direzione sostanzialmente parallela a un asse longitudinale XX dell?elemento planare 60.
Preferibilmente, il lato obliquo dei trapezi rettangoli 68 che formano l?elemento convogliatore centrale 63? ha una lunghezza maggiore o uguale a circa 25 mm; tale configurazione permette convenientemente di garantire che la totalit? delle celle fotovoltaiche 23 o porzioni delle stesse, siano intercettate lungo il percorso di discesa lungo l?elemento planare 60 e pertanto che gli elementi di vetro 21? e silicio 23a siano efficientemente separati.
Secondo una forma di realizzazione, il poligono convesso formante gli elementi convogliatori centrali 63? presenta segmenti convergenti nell?apice 67 preferibilmente disposti in modo da formare un angolo ? acuto, internamente al poligono. Ancora pi? preferibilmente l?angolo ?, ha un valore compreso tra 20? e 100?.
Secondo una forma alternativa dell?invenzione, l?elemento planare 60 presenta una pluralit? di elementi convogliatori centrali 63? e una pluralit? di elementi convogliatori laterali 63??; preferibilmente gli elementi convogliatori laterali 63?? sono in numero uguale o maggiore rispetto agli elementi convogliatori centrali 63?. Secondo l?invenzione, quale che sia la particolare configurazione del numero degli elementi convogliatori 63, 63?, 63?? lungo l?elemento planare 60, viene realizzato un percorso ?a zig-zag? atto a incrementare la probabilit? di intercettare il materiale che scorre lungo l?elemento planare 60 stesso, cos? da separare in modo efficiente gli elementi in vetro dagli elementi in silicio.
L?apparato di separazione comprende ulteriormente un dispositivo di movimentazione (non mostrato nelle figure) configurato per imporre all?elemento planare 60 un moto oscillatorio. In questo modo viene favorito l?avanzamento del materiale lungo la superficie superiore 60a dell?elemento planare 60 durante la fase di separazione.
Secondo l?invenzione, durante la fase di separazione, l?elemento planare 60 ? posto inclinato rispetto al terreno, in modo che un piano passante per la sua superficie superiore 60a formi un angolo con un piano sostanzialmente orizzontale al terreno; secondo una forma preferita di realizzazione, detto angolo ha un valore ? compreso tra circa 10? e circa 45?. Preferibilmente, l?apparato di separazione 600 comprende mezzi per regolare l?inclinazione dell?elemento planare 60, cos? da poterne adattare la pendenza, nonch? incrementare o decrementare opportunamente la velocit? di scorrimento del materiale soggetto alla fase di separazione, in base alla tipologia del materiale da separare.
Secondo una forma di realizzazione preferita, come mostrato in figura 2, l?impianto 100 ? configurato in modo che il dispositivo di separazione a pettine 50 sia posto in posizione inferiore rispetto alla sezione di entrata 61 dell?apparato di separazione 600; in questo modo, gli ingombri dell?impianto 100 sono vantaggiosamente minimizzati, in particolare in una direzione verticale.
L?impianto 100 pu? essere configurato in base ai volumi di pannelli fotovoltaici da riciclare, ovvero ? possibile ottimizzare il numero di apparati di trattamento 300 e di apparati di separazione 600 presenti nell?impianto 100, nonch? gestire adeguatamente la loro interazione, ad esempio prevedendo una pluralit? di apparati di trattamento 30 che alimentano apparati di separazione 600, presenti in numero inferiore. L?impianto 100 si presta pertanto convenientemente a numerose modifiche in base a specifiche esigenze gestionali, consentendo un disaccoppiamento degli apparati in esso presenti. In questo modo ? anche vantaggiosamente semplificata la gestione delle operazioni di manutenzione ordinaria e straordinaria, ad esempio in caso di guasti o malfunzionamenti di uno o pi? apparati appartenenti all?impianto 100.
Secondo una forma di realizzazione alternativa, il secondo elemento di raccolta 52 ? posto su un piano sostanzialmente parallelo al piano contenente la sezione di entrata 61 dell?apparato di separazione 600. In particolare, il dispositivo di separazione a pettine 50 pu? essere posizionato superiormente a detta sezione di entrata 61 in modo tale che il materiale in uscita dall?apparato di trattamento, privato dei contatti metallici 23b, ricada direttamente nella sezione di entrata 61 dell?apparato di separazione 600; in questo modo, l?intero processo di riciclaggio pu? essere compiuto in continuo, riducendo i tempi necessari al suo completamento.
Preferibilmente, almeno parte dell?apparato di trattamento 300 e/o almeno parte dell?apparato di separazione 600 ? collocato su rispettivi supporti mobili 70; secondo tale modalit?, si consente di movimentare agevolmente gli apparati 300, 600 e realizzare un impianto 100 modulare e funzionale.
Avendo descritto la struttura dell?impianto 100 verr? ora descritto un metodo 900 di riciclaggio di un pannello fotovoltaico 2, secondo una forma di realizzazione (rappresentata dal diagramma di flusso di figura 8).
Si provvede innanzitutto alla rimozione della cornice 20 e delle componenti elettriche 26, cos? da liberare il sandwich 200 del pannello fotovoltaico 2. Secondo una forma di attuazione preferita, la lastra posteriore di supporto 25 viene quindi incisa, sostanzialmente attraverso tutto il suo spessore, e ottenere una pluralit? di aree adiacenti sostanzialmente sull?intera estensione della lastra posteriore 25; tale operazione preliminare all?immissione del sandwich nel forno 40 consente, tra altri vantaggi, di migliorare prima di tutto la velocit? del processo di combustione delle lastre isolanti di giunzione 23, 24.
Il sandwich 200 cos? trattato, viene preferibilmente posizionato sul dispositivo di caricamento 33 in corrispondenza della prima porzione di estremit? 34?? dello scivolo inclinato 34, disponendolo in modo che la lastra di vetro 21 sia rivolta inferiormente, ovvero in appoggio alla superficie dello scivolo 34. Inoltre il pannello o una parte di esso ? orientata in modo che i contatti metallici che uniscono le celle in silicio siano ortogonali al movimento del nastro. Avanzando lungo lo scivolo 34 il sandwich 200 giunge alla zona di carico 31 e procede quindi, traslando unitamente al dispositivo di alimentazione 30, verso il forno 40 del quale attraversa in successione il modulo di ingresso e uscita fumi 41, la prima unit? 43, l?unit? a camera calda 45 (qualora presente) e l?unit? 42.
Secondo una forma di realizzazione del metodo di riciclaggio, il sandwich 200 viene direttamente posizionato sulla zona di carico 31 del dispositivo di alimentazione 30, disponendolo in modo che la lastra di vetro 21 sia rivolta inferiormente.
Le porzioni di superficie che via via si presentano in corrispondenza del bruciatore 44 a fiamma inversa, vengono portate a una temperatura superiore a 450?C, cos? da permettere una combustione parziale delle aree della lastra posteriore 25, ottenute mediante intaglio nella fase precedente. La particolare modalit? del processo, nonch? della configurazione del forno 40 infatti, fanno s? che la fiamma lambisca principalmente la lastra posteriore di supporto la quale, come detto, ? realizzata in materiale polimerico fluorurato, pertanto autoestinguente; tale caratteristica, assieme al fatto che la lastra viene incisa, consente di ottenere la completa combustione delle lastre isolanti di giunzione 23, 24 (necessaria per attuare una separazione dei vari materiali), senza attuare una combustione completa della lastra posteriore di supporto 25, evitando in questo modo vantaggiosamente un?emissione di acido fluoridrico nei fumi. Oltre a ci?, essendo la lastra posteriore di supporto 25 caricata con polveri di ossido di titanio (TiO2), viene evitata la contaminazione dei materiali, in particolare del vetro e del silicio, che si avrebbe qualora vi fosse una combustione completa.
Secondo tali modalit? pertanto, operando l?incisione preliminare della lastra posteriore di supporto 25 e ottimizzando il tempo di trattamento termico, ? possibile completare la combustione delle lastre isolanti di supporto 23, 24, evitando di completare quella della lastra posteriore di supporto 25.
Preferibilmente il tempo di trattamento termico, cio? di permanenza del pannello 200 all?interno dei moduli 43 e 45, ? compreso fra 3 e 5 minuti.
Secondo una forma preferita di attuazione dell?invenzione, le aree ricavate per incisione sulla lastra posteriore di supporto 25 sono costituite da quadrati aventi lato di 50 mm; in questo modo, il polimero che costituisce tale lastra 25, si contrae lasciando penetrare il calore necessario alla combustione degli strati ad esso sottostanti e consentendo di conseguenza uno smembramento del sandwich 200 ed il distacco del vetro 21 dalle celle fotovoltaiche 23.
Secondo una forma preferita dell?invenzione, a valle della fase di combustione, preferibilmente in prossimit? della zona di scarico 32, ? prevista la possibilit? di provvedere alla rimozione degli elementi parzialmente combusti della lastra posteriore di supporto 25, cos? da separarli dalle celle fotovoltaiche 23, ad esempio mediante un dispositivo di aspirazione.
In uscita dal forno 40 si ottiene pertanto una miscela di materiali in cui il vetro 21 risulta distaccato dalle celle fotovoltaiche 23; nel dettaglio, la miscela di materiali comprende elementi di vetro 21?, elementi di silicio 23a e contatti metallici 23b. In questa fase tuttavia, tali materiali non sono ancora separati ed il sandwich 200, parzialmente disgregato, presenta ancora sostanzialmente tutti i contatti metallici 23b tra loro paralleli; in uscita dal forno 40 il sandwich 200, viene quindi trasportato dal dispositivo di alimentazione 30 verso la zona di scarico 32, fino a raggiungere un punto di caduta oltre il quale il materiale ? libero di cadere per gravit? sul dispositivo separatore a pettine 50 in modo che i contatti metallici 23b che collegano le celle fotovoltaiche 23 si trovino in direzione perpendicolare alle lamelle 50?, le quali separano pertanto agevolmente i contatti metallici 23b dall?insieme formato da vetro e silicio. Gli elementi di vetro 21? e di silicio 23b, come detto, passano attraverso le lamelle, cadono e vengono raccolti nel secondo elemento di raccolta 52.
Il materiale cos? raccolto viene quindi convogliato verso la sezione di entrata 61 dell?apparato di separazione 600 e versato sul setaccio 62 il quale, grazie ad un movimento vibratorio imposto allo stesso mediante opportuni mezzi, attua una prima separazione dei frammenti di dimensioni inferiore ai 2mm i quali, cadendo attraverso le maglie del setaccio 62, vengono raccolti nel terzo elemento di raccolta 53 posto inferiormente al setaccio 62.
Tale operazione consente vantaggiosamente di provvedere, secondo modalit? semplici ed economiche, ma al contempo efficaci, a una filtrazione di piccoli elementi in vetro 21? fino a dimensioni pulviscolari, cos? da evitare che le particelle pi? fini contaminino le celle di silicio passando attraverso le fenditure 65 o ostruiscano le fenditure 65 atte alla separazione vetro/silicio nella successiva fase di lavorazione.
Grazie sia all?inclinazione dell?elemento planare 60, sia alla vibrazione ad esso imposta, il materiale preventivamente filtrato attraverso il setaccio 62 continua il proprio movimento scivolando lungo la superficie esterna 60 dell?elemento planare 60.
Come noto, le dimensioni degli elementi sottoposti al processo di separazione variano in modo sostanziale in base alla natura dell?elemento stesso. In particolare, gli elementi in vetro 21? presentano una forma di tipo sostanzialmente planare il cui spessore misura tra circa 3 mm e circa 5 mm, ed una superficie che varia molto fra un pezzo e l?altro e che misura mediamente 3 cm<2>. Gli elementi di silicio 23a dispongono di una forma altrettanto planare con una superficie simile, ma differiscono dai pezzi di vetro 21? per la dimensione del proprio spessore che misura tra 150 ?m e 300?m (trecento micrometri).
Pertanto, grazie al corretto dimensionamento nonch? disposizione degli elementi separatori 63, 63?, 63??, ? possibile far s? che gli elementi di silicio 23a siano convogliati nelle fenditure 65, nel corso del movimento di discesa del materiale lungo la superficie superiore 60a dell?elemento planare 60, mentre gli elementi di vetro 21?, per quanto possano essere frantumati in pezzi sottili, scorrono al di sopra degli elementi convogliatori o vengono deviati dagli elementi convogliatori e ricadono nel quarto elemento di raccolta 54.
La figura 8 illustra schematicamente i passaggi principali di un metodo di riciclaggio (900) di pannelli fotovoltaici, che prevede di:
- rimuovere (901) la cornice 20 ed eventuali componenti elettrici 26 dal pannello fotovoltaico 2, in modo tale da prelevare un sandwich 200 comprendente un vetro 21, una prima lastra di giunzione isolante 22, le celle fotovoltaiche in silicio 23, una seconda lastra di giunzione isolante 24 ed una lastra posteriore di supporto 25;
- sottoporre a trattamento termico (902) il sandwich 200 in un forno 40 fino a disgregare il sandwich 200 in un primo complesso di materiali comprendente elementi di vetro 21?, elementi di silicio 23a e contatti metallici 23b;
- separare (903) i contatti metallici 23b mediante un dispositivo separatore a pettine 50 in modo da ottenere un secondo complesso di materiali comprendente elementi di vetro 21? ed elementi di silicio 23a;
- far scorrere (904) il secondo complesso di materiali lungo un elemento planare 60 inclinato, presentante elementi convogliatori 63, 63?, 63?? disposti su una superficie superiore 60a dell?elemento planare in modo da formare una fenditura 65 configurata per separare gli elementi di silicio 23a dagli elementi di vetro 21?.
Dalla descrizione qui sopra appare chiaro come l?impianto ed il metodo sopra descritti permettano di raggiungere gli scopi proposti. La separazione del vetro dalle celle fotovoltaiche viene ottenuta in modo efficiente mediante un impianto e un apparato di separazione di semplice costruzione e dai costi di realizzazione e manutenzione contenuti.
? chiaro comunque che molte varianti possono essere apportate dalla persona esperta del ramo senza per questo fuoriuscire dall?ambito di protezione quale risulta dalle rivendicazioni allegate.
Ad esempio, al posto degli elementi di raccolta dei vari materiali durante il loro percorso di caduta, ? possibile prevedere nastri trasportatori distinti a seconda del materiale da raccogliere, cos? da trasportarli in una differente postazione. ? quindi chiaro che al posto degli elementi di raccolta rappresentati negli esempi di realizzazione sopra descritti, ? possibile prevedere differenti mezzi di raccolta, siano essi contenitori, nastri di trasporto o altro.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Metodo (900) per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici (2) del tipo formato da una cornice (20) che racchiude un sandwich (200) comprendente una lastra di vetro (21) collegata a una pluralit? di celle fotovoltaiche (23) mediante una prima lastra isolante di giunzione (22), in cui le celle fotovoltaiche (23) comprendono elementi di silicio (23a) e contatti metallici (23b), il metodo comprendendo:
- rimuovere (901) la cornice (20) ed eventuali componenti elettrici (26) dal pannello fotovoltaico (2), in modo tale da prelevare un sandwich (200) comprendente un vetro (21), una prima lastra isolante di giunzione (22), le celle fotovoltaiche (23), una seconda lastra isolante di giunzione (24) ed una lastra posteriore di supporto (25);
- sottoporre a trattamento termico (902) il sandwich (200) in un forno (40) fino a disgregare il sandwich (200) in un primo complesso di materiali comprendente elementi di vetro (21?), elementi di silicio (23a) e contatti metallici (23b);
- separare (903) i contatti metallici (23b) dal primo complesso di materiali in modo da ottenere un secondo complesso di materiali comprendente elementi di vetro (21?) ed elementi di silicio (23a);
- far scorrere (904) il secondo complesso di materiali lungo un elemento planare (60) inclinato, presentante almeno una coppia di guide laterali (64) ed elementi convogliatori (63, 63?, 63??) i quali sono disposti lungo una superficie superiore (60a) dell?elemento planare (60) in modo da formare una pluralit? di fenditure (65) configurate per separare gli elementi di silicio (23a) dagli elementi di vetro (21?).
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto separare (903) i contatti metallici (23b) dal primo complesso di materiali comprende convogliare detto primo complesso di materiali verso un dispositivo separatore a pettine (50) il quale comprende una pluralit? di lamelle (50?) reciprocamente parallele e distanziate tra loro, atte a permettere il passaggio di elementi di vetro (21?) e di elementi di silicio (23a), cos? da separarli dai contatti metallici (23b).
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la fase di far scorrere (904) il secondo complesso di materiali lungo un elemento planare (60) ? preceduta da un vaglio di tale secondo complesso, mediante un setaccio (62) vibrante, configurato in modo da provvedere a una separazione di elementi aventi una dimensione massima inferiore o uguale a circa 2 mm.
4. Impianto (100) per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici (2) del tipo formato da una cornice (20) che racchiude un sandwich (200) comprendente una lastra di vetro (21) collegata a una pluralit? di celle fotovoltaiche (23) mediante una prima lastra isolante di giunzione (22), in cui le celle fotovoltaiche (23) comprendono elementi di silicio (23a) e contatti metallici (23b), l?impianto comprendendo:
- almeno un apparato di trattamento (300) che si estende tra una zona di carico (31) e una zona di scarico (32) ed ? configurato per compiere una prima disgregazione del sandwich (200);
- almeno un apparato di separazione (600) che si estende tra una propria sezione di entrata (61) e una propria sezione di uscita (69) ed ? configurato per compiere una separazione di elementi di vetro (21?) da elementi di silicio (23a);
in cui l?apparato di separazione (600) comprende un elemento planare (60) inclinabile o inclinato, presentante almeno una coppia di guide laterali (64) ed elementi convogliatori (63, 63?, 63??) i quali sono disposti lungo una superficie superiore (60a) dell?elemento planare (60) in modo da formare una pluralit? di fenditure (65) configurate per separare gli elementi di silicio (23a) dagli elementi di vetro (21?).
5. Impianto (1) secondo la rivendicazione 4, comprendente un dispositivo separatore a pettine (50), posto a valle dell?apparato di trattamento (300), e che comprende una pluralit? di lamelle (50?) reciprocamente parallele e distanziate tra loro in modo da formare una pluralit? di aperture atte a consentire il passaggio degli elementi di vetro (21?) e di silicio (23a), cos? da separarli dai contatti metallici (23b).
6. Impianto (1) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui l?apparato di separazione (600) comprende un setaccio (62) vibrante, posto in corrispondenza della sezione di entrata (61), e configurato in modo da provvedere a una separazione di elementi aventi una dimensione massima inferiore o uguale a circa 2 mm.
7. Impianto (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui l?elemento planare (60) presenta una pluralit? di aperture, in prossimit? di ciascuna delle quali ? disposto un rispettivo elemento convogliatore (63, 63?, 63??), di forma sostanzialmente laminare, il quale si estende parallelamente all?elemento planare (6) ed ? posto a distanza dallo stesso cos? da formare una fenditura (65) che si estende lungo il perimetro dell?elemento convogliatore.
8. Apparato di separazione (600) per il riciclaggio di pannelli fotovoltaici (2) del tipo formato da una cornice (20) che racchiude un sandwich (200) comprendente una lastra di vetro (21) collegata a una pluralit? di celle fotovoltaiche (23) mediante una prima lastra isolante di giunzione (22), in cui le celle fotovoltaiche (23) comprendono elementi di silicio (23a) e contatti metallici (23b), l?apparato (600) comprendendo almeno un elemento planare (60) inclinato o inclinabile, presentante almeno una coppia di guide laterali (64) ed elementi convogliatori (63, 63?, 63??) di forma sostanzialmente laminare, i quali sono disposti lungo una superficie superiore (60a) dell?elemento planare (60) in modo da formare una pluralit? di fenditure (65) configurate per separare gli elementi di silicio (23a) dagli elementi di vetro (21?).
9. Apparato (600) secondo la rivendicazione 8, in cui l?elemento planare (60) presenta una pluralit? di aperture, in prossimit? di ciascuna delle quali ? disposto un rispettivo elemento convogliatore (63, 63?, 63??), il quale si estende parallelamente all?elemento planare (60) ed ? posto a una distanza, sostanzialmente costante da un piano contenente la superficie superiore (60a) dell?elemento planare (60) stesso, il cui valore ? inferiore o uguale a circa 2 mm.
10. Apparato (600) secondo la rivendicazione 8 o 9, comprendente almeno un elemento convogliatore centrale (63?) e almeno una coppia di elementi convogliatori laterali (63??), ognuno dei quali ? disposto sulla superficie superiore (60a) in modo da presentare un apice (67) rivolto verso la sezione di entrata (61).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114769272B (zh) * 2022-05-25 2023-06-16 华北电力大学 一种废旧光伏组件的热解回收装置
CN115351052B (zh) * 2022-08-17 2023-04-18 深圳星河环境股份有限公司 退役光伏组件资源化回收系统及其操作方法
EP4324614A1 (en) * 2022-08-19 2024-02-21 Tialpi S.r.l. Method for processing end-of-life photovoltaic panels, and related equipment
FR3140289A1 (fr) * 2022-09-29 2024-04-05 Rosi Procede de separation mecanique de differents materiaux semi-conducteurs, isolants ou metalliques d’un composant ou module, par exemple photovoltaique, pour le recyclage de ce dernier

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790091A (en) * 1971-06-07 1974-02-05 Nat Recycling Inc Solid waste separating method and classification of material
WO2008102457A1 (en) * 2007-02-22 2008-08-28 Showa Shell Sekiyu K. K. Method of recovering constituent member of cis type thin-film solar cell module
WO2015092734A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 La Mia Energia Scarl De-assembling system for a photovoltaic panel enabling salvage of original materials
CN109092842A (zh) * 2018-06-20 2018-12-28 常州瑞赛环保科技有限公司 报废光伏组件拆解方法
WO2019087111A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-09 Universita' Degli Studi Di Padova Method and plant for recycling photovoltaic panels

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3790091A (en) * 1971-06-07 1974-02-05 Nat Recycling Inc Solid waste separating method and classification of material
WO2008102457A1 (en) * 2007-02-22 2008-08-28 Showa Shell Sekiyu K. K. Method of recovering constituent member of cis type thin-film solar cell module
WO2015092734A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 La Mia Energia Scarl De-assembling system for a photovoltaic panel enabling salvage of original materials
WO2019087111A1 (en) * 2017-11-02 2019-05-09 Universita' Degli Studi Di Padova Method and plant for recycling photovoltaic panels
CN109092842A (zh) * 2018-06-20 2018-12-28 常州瑞赛环保科技有限公司 报废光伏组件拆解方法

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