ITVI20120189A1 - Metodo per il recupero di materiali da pannelli solari al silicio a fine vita e uso di prodotti ottenuti mediante il suddetto metodo - Google Patents

Description

METODO PER IL RECUPERO DI MATERIALI DA PANNELLI SOLARI AL SILICIO A FINE VITA E USO DI PRODOTTI OTTENUTI MEDIANTE IL SUDDETTO METODO.

DESCRIZIONE

Campo tecnico

L’invenzione riguarda un metodo per il recupero di materiali da pannelli solari al silicio a fine vita che comprendono un vetro, almeno uno strato di collante, preferibilmente etilvinilacetato (EVA), delle celle solari con strato di silicio (Si) e uno strato protettivo detto black sheet, preferibilmente in PVF, PTFE e/o polimeri a base di poliolefine. Il metodo trova applicazione per il recupero dei singoli materiali che compongono il pannello solare, in particolare il vetro e il silicio, e specifici usi dei materiali recuperati con il metodo proposto. Inoltre si possono recuperare anche alluminio, rame e argento.

Stato della tecnica

I moduli o pannelli solari a fine vita sono di diverse tipologie. Si possono menzionare pannelli solari a silicio, pannelli a tellururo di cadmio, pannelli di tipo CIS (copper indium selenium = rame indio selenio); pannelli di tipo CIGS (copper indium gallium (di) selenide = rame-indio-gallio-diselenio), pannelli a concentrazione oppure moduli solari termodinamici.

La maggior parte dei pannelli installati in Europa sono di tipo a silicio (circa 85 %). Il tipo al silicio si divide poi in tre tipi diversi: amorfo, microcristallino e policristallino.

Ogni tipo differisce sia per dimensioni, sia per il tipo di superficie captante, sia per il tipo di vetro, sia per il voltaggio. In questo momento l'efficienza può arrivare al 18,8 % per un monocristallino e il 17,4% per un multicristallino. Un pannello di circa 1 .650 x 995 mm ha 60 celle da 16,5 x 16,5 mm e pesa circa 20 Kg.

In ogni caso il modulo à ̈ fatto generalmente come accennato nella fig.

1 che rappresenta un pannello tipico dello stato della tecnica. Si distinguono una cornice o frame di supporto 2, solitamente in alluminio anodizzato, di spessore 35 - 45 mm o simili, un vetro 4 temperato antiriflettente di spessore 4 mm o simili, strati di etilvinilacetato (EVA) o altro collante 6 che incorporano delle celle solari 8 con strato di silicio (Si) per esempio pari a circa 180 -190 Î1⁄4m di spessore, uno strato protettivo 9 tipicamente in PVF (polivinilfluoruro o simile), PTFE e/o Tediar (PVF), oppure polimeri a base di poliolefine, etc. detto black sheet. In più, sono presenti contatti elettrici fra le celle, un dispositivo di conversione (diodi) e collegamenti elettrici (non rappresentati) e un film di silicone o altro collante (sigillanti) 10 che fa aderire il profilo di alluminio 2 al vetro evitando l’infiltrazione di acqua o vapor d’acqua negli strati sottostanti. Espresso in percentuali di peso, un pannello, smembrato nei singoli elementi, contiene:

68 - 71 % di vetro, 9 - 11 % di alluminio, 5,8 - 6,8 % di polimero ÈVA (o altro collante) più silicone di sigillatura, 5-7 % di polimero Tediar e/o PTFE e/o poliolefine, 0,7 - 1 % di rame, argento, stagno e piombo o altro conduttore e 3,4 - 3,6 % di silicio.

Pannelli solari hanno trovato un’ampia applicazione in Italia, Germania e Spagna. I moduli solari sono stati proposti ai clienti garantendo una durata media > di 20 anni. In base all’esperienza in Germania, alcuni esempi di moduli solari sono ancora attivi dopo 20 anni di attività. Esiste però nel mercato una discreta quantità di moduli solari che devono essere destinati al recupero. Essi provengono da: scarti di lavorazione dalla produzione come prove di produzione, fuori norma standard, rotture nell’imballo o durante il trasporto al cliente, rotture di moduli durante il montaggio negli impianti a terra, nei tetti delle abitazioni, capannoni, etc., guasti elettrici per difetto di connessioni, incendio, avversità atmosferiche come tempesta, uragano, trombe d’aria, etc. o scarti per perdita di efficienza, etc. In Italia tale cifra raggiunge già circa le 800 tonnellate/anno nel 2011.

Il sistema attuale di smaltimento à ̈ prevalentemente rappresentato dallo smontaggio della cornice per il recupero dell’alluminio e delle connessioni elettriche e successiva deposizione in discarica per rifiuti non pericolosi per la parte restante. Sistemi per il recupero del vetro, dei metalli come silicio, dei cavi elettrici, e delle frazioni di polimero non sono ancora soddisfacenti dal punto di vista dell’economicità dei processi in termini di costi e laboriosità delle singole fasi di lavorazioni per poter recuperare in gran parte in forma separata e pura i singoli elementi costituenti i pannelli solari al silicio, in particolare il vetro.

Sono noti sistemi per recuperare i componenti di pannelli solari a strato sottile, come pannelli a base di CdTe e CulnS2(CIS). Si asportano gli strati metallici dal vetro con trattamenti a frizione in presenza di acqua oppure con blasting. Dopo si rendono necessari passi di separazione delle polveri ottenuti tramite vagliatura, flottazione oppure classificazione con idrocicloni. Questi sono metodi abbastanza impegnativi e laboriosi e non adatti al recupero dei materiali costituenti i pannelli solari al silicio in cui il silicio à ̈ inglobato in un collante.

Presentazione dell’invenzione

Lo scopo principale della presente invenzione à ̈ proporre un metodo semplice ed efficace per il recupero di pannelli solari al silicio a fine vita che valorizza ogni singolo elemento materiale del modulo per poter riutilizzare i prodotti ottenuti con produzione in specifica per certi usi, quindi di trovare un metodo di separazione per ottenere i singoli materiali compositori del pannello in una forma riutilizzabile in certe applicazioni.

Gli scopi prima ricordati e altri che verranno meglio evidenziati in seguito sono raggiunti da un metodo per il recupero di materiali da pannelli solari al silicio a fine vita dove il pannello solare comprende un vetro, almeno uno strato di collante, preferibilmente etilvinilacetato (EVA), delle celle solari con strato di silicio (Si) e uno strato protettivo detto black sheet, preferibilmente in PVF, PTFE e/o polimeri a base di poliolefine, in cui il metodo comprende le seguenti fasi:

(a) la rimozione dello strato protettivo detto black sheet tramite abrasione; e

(b) la successiva evaporazione e/o pirolisi degli strati di collante. L’abrasione (rasatura) à ̈ un metodo efficace per eliminare in modo semplice e veloce lo strato protettivo posteriore del modulo (black sheet) ed evita la presenza di composti fluorurati nel successivo passo di evaporazione/pirolisi. I composti fluorurati hanno temperature di fusione molto alti e tendono a colare ricoprendo il vetro di uno strato di polimero e sviluppano l’acido fluoridrico che oltre a essere tossico, danneggia il vetro.

La rimozione dello strato protettivo (o black sheet), per esempio dello strato bianco di PVDF, avviene tramite asportazione abrasiva, preferibilmente con un utensile abrasivo. Questo può per esempio essere agganciato sul mandrino di una mola a disco. Utensili abrasivi possono essere spazzole rotanti o rulli abrasivi, per esempio a tampone con sezioni a pressioni differenti. La percentuale in peso di PVDF corrisponde approssimativamente circa al 4,6% sul peso totale del pannello solare. Un grande vantaggio dell ’asportazione abrasiva dello strato protettivo sta nel fatto che può essere eseguito sia su vetri ancora intatti come anche su vetri già rotti, in particolare quando si usano macchine abrasive a tampone di cui sopra.

In più, si asporta il film di black sheet per via abrasiva potendo usare una macchina con utensili abrasivi già esistente nell’arte senza intaccare in modo notevole il film di EVA o altro. Macchinari idonei sono per esempio descritti nei documenti US 4.601.134 o WO 2004/1 03639A1 . Vantaggiosamente, l’abrasione avviene con spazzole o rulli abrasivi. Preferibilmente, l’azione abrasiva viene svolta nel caso delle spazzole con spazzole di acciaio e nel caso di rulli abrasivi con carta abrasiva anche con carburo di silicio. Contrariamente al blasting (p. es. sabbiatura), il materiale plastico ottenuto à ̈ quasi puro e poco inquinato con materiali abrasivi.

L’asportazione meccanica dello strato di polimeri, preferibilmente aspirato in continuo e separato dal resto, dipende anche dal fatto che la sua eliminazione prima del riscaldamento (evaporazione/pirolisi) evita che lo stesso sia surriscaldato con emissione di fumi acidi. Il black sheet di solito à ̈ un polimero clorurato o fluorurato, comunque ignifugo.

L’evaporazione e/o la pirolisi del collante comporta anche la separazione netta del silicio dal vetro. La separazione del vetro dal silicio così ottenuta à ̈ fondamentale, perché si ottiene un vetro puro di alto valore commerciale con buone proprietà ottiche e senza la presenza di metalli pesanti. Durante l’evaporazione l’EVA subisce una pirolisi e viene decomposto in molecole piccole. Vantaggiosamente, i gas sviluppati vengono bruciati in un post-combustore.

In una variante vantaggiosa dell’invenzione, il pannello solare comprende inoltre una cornice o frame di supporto (solitamente in alluminio), dei collegamenti elettrici e/o un dispositivo di conversione. Con collegamenti elettrici non s’intendono i contatti elettrici fra le celle solari ma i collegamenti al dispositivo di conversione. Preferibilmente, cornice o frame di supporto, collegamenti elettrici e/o dispositivo di conversione sono rimossi prima delle fasi (a) e (b) prima descritte.

Vantaggiosamente, l’eliminazione della cornice consiste nel praticare quattro tagli con una mola a disco profondi tutto lo spessore della cornice in prossimità dei quattro angoli; e successivamente con il martello, agendo lato per lato, rimuovere la cornice. Con pannelli integri, si riesce a togliere la cornice anche con il solo martello, agendo con forza prima su un angolo fino a ottenerne il distaccamento di un lato e poi agendo sui lati rimanenti. Cosi facendo i pannelli restano integri, tutto a vantaggio delle lavorazioni successive. Il peso medio delle cornici rimosse corrisponde circa al 10,9% del peso totale del pannello, questo calcolato su una scelta rappresentativa di pannelli solari: S.E. PROJECT (SEM 160), SANYO, SOLON (BLUE 220/16), HELIOS ed ELETTRO SOLAR che à ̈ la base anche per le successive percentuali sul totale descritte. E’ anche possibile staccare la cornice automaticamente con un sistema pneumatico. Nell’operazione di asportazione automatica della cornice si può utilizzare per esempio un sistema automatico costituito da quattro/otto pistoni ad aria che spingono verso l’esterno i quattro lati della cornice. Un sistema di tastatori/lettori ottici controlla e regola i quattro/otto pistoni, dotati di pinze di presa.

Vantaggiosamente, i dispositivi di conversione, cioà ̈ trasformatori, sono rimossi con sistema a cacciavite/leva a infilaggio o con un sistema automatico di pinze. Il peso medio dei trasformatori rimossi corrisponde circa all’1 ,14% del peso totale dei pannelli solari.

In una variante preferita dell’invenzione, l’evaporazione/pirolisi degli strati di collante avviene riscaldando il pannello risultante dalle fasi effettuate di rimozione ed evaporazione/pirolisi a temperature fra i 400 e 650°C, preferibilmente a temperature fra i 430 e 550°C. Vantaggiosamente, il riscaldamento avviene in un forno con la possibilità di asportare i gas formatisi in atmosfera con o senza ossigeno. Si può lavorare in forno in continuo o discontinuo.

Le temperature indicate sono idonee per evaporare il collante senza sciogliere il vetro o danneggiare componenti del pannello ancora presenti. Idealmente, si procede alzando la temperatura gradualmente a curva per 3 ore fino alla temperatura scelta, e poi mantenendo la temperatura per 2 ore e 40minuti.

Con queste temperature lo strato di collante evapora e subisce una pirolisi e restano il vetro perfettamente pulito, le scaglie di silicio e vari contatti elettrici. La percentuale di EVA o altro collante à ̈ il 6,4% sul peso totale.

Il processo di evaporazione/pirolisi risulta non solo nella rimozione dell’EVA ma anche nella facile staccabilità del vetro dal silicio. Si ottiene quindi un vetro privo di polimero e di silicio o di altri metalli grazie aH’evaporazione/pirolisi del collante. Il riscaldamento permette lo “stacco" del silicio dal film plastico di EVA o altro.

Avviene una separazione netta dal vetro e una separazione netta fra silicio e contatti elettrici fra cella e cella.

Il silicio in forma di polvere può essere separato praticamente allo stato puro.

L’EVA e altri polimeri come silicone in ambiente privo di ossigeno si decompone con facilità e si può separare facilmente la frazione carboniosa che si forma nell’operazione d’evaporazione/pirolisi.

In una variante vantaggiosa dell’invenzione, il prodotto ottenuto dopo l’evaporazione/pirolisi viene sottoposto a una separazione in più frazioni, di cui una frazione à ̈ vetro. Preferibilmente, altre frazioni sono una frazione di contatti elettrici e/o di silicio. La separazione può avvenire per esempio con vagliatura oppure con l’aspirazione delle polveri dal vetro.

Se sono state effettuate la fasi (a) e la rimozione della cornice o frame di supporto, dei collegamenti elettrici e del dispositivo di conversione, il pannello restante da sottoporre all’evaporazione/pirolisi comprende essenzialmente vetro, silicio e contatti elettrici.

Vantaggiosamente, si separano successivamente all’evaporazione/pirolisi vetro, silicio e contatti elettrici attraverso un processo di vagliatura a 5 mm e 2mm. La percentuale di vetro che si ottiene in media à ̈ del 70,9%, il silicio à ̈ il 5,2%, e i contatti elettrici sono lo 0,7%.

Vantaggiosamente, se necessario per aumentare la qualità del vetro riciclato, dopo la vagliatura avviene una fase di lavaggio, preferibilmente una burattatura, del vetro separato, preferibilmente in soluzione acida, al fine di rimuovere depositi di materiale carbonioso sulla superficie dello stesso, dovuti alla decomposizione dell’EVA durante l’evaporazione/pirolisi.

In alternativa alla vagliatura si possono aspirare le scaglie di silicio e i contatti, ottenendo così un vetro non inquinato da silicio, senza passare per la vagliatura.

Un altro aspetto dell’invenzione concerne l’uso delle frazioni di vetro ottenute durante la separazione nella produzione di contenitori, in particolare bottiglie, nel caso del vetro e nella produzione di carburo di silicio nel caso del silicio. La produzione di carburo di silicio dal silicio evita la ripartenza dal minerale silice (ossido di silicio). In caso d’inquinamento con silicio, il vetro può trovare applicazione nel campo degli abrasivi.

Si à ̈ raggiunto lo scopo di fornire un metodo per recuperare i singoli componenti/materiali che compongono un pannello solare al silicio a fine vita. Il metodo à ̈ caratterizzato da fasi di facile esecuzione e di basso impegno economico. I materiali ottenuti sono caratterizzati da una grande purezza.

Trattandosi di pannelli al silicio, con il recupero del vetro puro si à ̈ raggiunto l’obiettivo principale, poiché il vetro à ̈ il componente principale del pannello, insieme ai fili in rame di contatti elettrici.

Dai fili di collegamento elettrico del modulo solare e dalla polvere di silicio si può ricavare la frazione di argento contenuta attraverso opportuno processo chimico/fisico già noto nell’arte.

Varianti dell’invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti. La descrizione di preferiti esempi di esecuzione del procedimento secondo l’invenzione viene data a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegno,

Breve descrizione dei disegni

La fig. 1 mostra in sezione un tipico pannello solare al silicio secondo 10 stato dell’arte;

la fig. 2 mostra uno schema a blocchi di una variante del metodo per 11 recupero di pannelli solari secondo l’invenzione;

le figure 3 - 6 mostrano l’abrasione dello strato protettivo di pannelli solari secondo l’invenzione utilizzando macchine esemplari note nello stato dell’arte.

Descrizione degli esempi di esecuzione

La figura 1 à ̈ stata descritta nel paragrafo “Stato della tecnica".

Lo schema a blocchi della figura 2 illustra le varie fasi di una forma esecutiva preferita del metodo secondo l’invenzione.

In una prima operazione si smontano 12 la cornice e il dispositivo di conversione (trasformatore) di pannelli solari al silicio a fine vita 14. Lo smontaggio della cornice avviene con un sistema semiautomatico nel quale il modulo à ̈ posto su un tavolo nel quale sono presenti quattro/otto pistoni ad aria. I quattro/otto pistoni, a comando, spingono verso il lato esterno le teste provocando il distacco della cornice dal vetro. Delle pinze automatiche raccolgono il vetro e lo trasferiscono in un cassone. La cornice, di solito un profilato di alluminio, viene raccolto ai lati e scaricata lateralmente entro un cassone. La stessa operazione può essere fatta anche manualmente. Si procede manualmente al distacco della scatola del convertitore e all’eliminazione dei collegamenti elettrici (cavi elettrici). Il convertitore e i cavi elettrici sono avviati al recupero delle parti metalliche (rame) in essi contenuti.

L’alluminio viene venduto come rottame (scrap) di alluminio. Si ottengono 16 dal 10 % al 14 % in peso di alluminio e dallo 0,9 % all’ 1 ,5 % in peso del convertitore.

In una seconda operazione 18, il pannello senza cornice, trasformatore e cavi elettrici scorre su un nastro, e sempre con la parte del black sheet in alto entra nella macchina rasatrice.

La macchina rasatrice ha il compito di rasare lo spessore di Tedlar/PVDF o altro polimero che rappresenta lo strato protettivo del pannello. Lo spessore variabile del Tedlar o altro polimero viene asportato per mezzo di spazzole rotanti o con nastro abrasivo montato su rulli, con rulli regolabili, anche suddivisi in più settori a velocità programmata. La barra di supporto può essere regolata in funzione dello spessore del modulo. Si regola inoltre la velocità di avanzamento del nastro di trasporto in modo che l’azione congiunta di velocità delle spazzole o dei rulli, avanzamento, pressione delle spazzole o rulli asporti lo spessore del polimero. Il mercato del trattamento del legno offre macchine smerigliatrici/sbavatrici che possono essere utilizzate per effettuare la rasatura del black sheet. Esempi sono descritti nei documenti US 4.601.134 o WO 2004/1 03639A1 . I rulli abrasivi sono suddivisi in settori la cui pressione può essere variata per ogni singolo settore in base allo spessore rilevato per lettura ottica. La temperatura à ̈ quella ambiente. La polvere di polimero à ̈ aspirata e raccolta in un contenitore. La polvere à ̈ costituita da particelle di polimero di dimensione circa da 0,1 a 2 mm.

Secondo un’analisi chimica il polimero asportato contiene anche piccole frazioni di EVA che sono state asportate durante la rasatura dello strato di PVDF o Tediar. Si ottengono circa il 5-7 % in peso di polvere plastica 20.

Le figure 3 e 4 mostrano macchinari 33 atti a eseguire l’abrasione dello strato protettivo di PVDF/Tedlar dai pannelli solari.

Macchine “smerigliatrici†esistenti sul mercato hanno una larghezza già adatta per ogni tipologia di pannello, dispongono di un impianto di aspirazione della polvere di polimero con recupero dello stesso. Il processo avviene in ambiente chiuso. Le spazzole 34 si possono alzare e abbassare, questo per esempio anche in condizioni di autoregolazione dell’altezza in funzione dello spessore del pannello stesso e dello spessore del film da rimuovere. Si asporta solo il film di polimero blacksheet che essendo nella maggior parte dei casi un polimero fluorurato si brucia con enorme difficoltà trattandosi di un polimero autoestinguente che produce se combusto composti fluorurati o fluoro. L’inserimento del pannello piano 35 sotto la linea delle spazzole rasatrici 34 avviene tramite un nastro continuo 36. Rulli di pressione 38 tengono premuto sul nastro 36 il pannello 35 prima e dopo il passaggio sotto le spazzole 34. La linea delle spazzole possono per esempio essere due o quattro. Le spazzole possono essere di vario tipo. Le spazzole possono essere messe anche distribuite su un rullo orizzontale. Il rullo gira a velocità variabile con movimento in alto e in basso per adeguarsi allo spessore del film. Si può usare anche rulli con carta abrasiva 42 in alternativa alle spazzole. La pressione delle spazzole può essere regolata 44 (pressione P3 ≠ pressione P1 ) in base all’area d’appoggio delle stesse sul pannello 35. La freccia nella fig. 3 indica la direzione di movimento del pannello 35.

Nella fig. 5 si vede una macchina sbavatrice nota dal settore della lavorazione del legno complessivamente denominata con 46 che può essere utilizzata per l’abrasione del black sheet. I pannelli solari 48 da sottoporre alla rasatura vengono trasportati con un nastro trasportatore 50. La macchina in entrata à ̈ dotata di una barra di rilevamento 52 a sua volta dotata di sensori per rilevare la forma e le dimensioni dei pannelli da lavorare. In base alle misure effettuate dalla barra di rilevamento 52 vengono attivati tramite una centralina elettronica 54 le singole sezioni 58 di un gruppo tampone 56. Il gruppo tampone à ̈ suddiviso in diverse sezioni 58 (fig. 6a e 6b) che possono essere azionate con pressioni diverse per adattarsi alle dimensioni del pannello 48 da rasare. Le pressioni di lavoro di ogni singola sezione sono variabili secondo le necessità di asportazione. Il gruppo tampone 56 à ̈ composto da una serie di pistoni pneumatici 60 che rappresentano le singole sezioni. I pistoni esercitano a comando elettronico delle sezioni di lavoro la pressione sul nastro abrasivo 62 guidato attorno a due rulli 64. I pistoni vengono attivati da un sistema di pressione che agisce su ciascuna sezione/ciascun pistone con una pressione generata pneumaticamente o elettromagneticamente. Un elemento metallico 66 distribuisce in modo uniforme la pressione del pistone attraverso un elemento di contatto intermedio 61 in feltro, gomma o simili copiante la superficie del pannello e intercambiabile a seconda delle lavorazioni e attraverso una tela grafitata 63 sul nastro abrasivo 62. Un encoder 68 posizionato sul rullo di trascinamento 70 del sistema di trasporto invia regolarmente segnali alla scheda elettronica 54 per coordinare le diverse velocità del nastro trasportatore 50, del nastro abrasivo 62 e le pressioni esercitate nelle singole sezioni 58. La macchina 46 può essere comandata manualmente attraverso il pannello di controllo 72.

Nelle figure 6a e 6b si notano diverse lavorazioni di un pannello solare 48. La fig. 6a mostra una rasatura perimetrale, mentre la fig.

6b à ̈ un esempio per la rasatura di materiali deformati. C’à ̈ la possibilità di lavorare solo su parti dove c’à ̈ strato protettivo. L’indipendenza di ogni sezione di pressione permette una rasatura anche su pezzi deformati, cioà ̈ anche su pannelli danneggiati.

II polimero ottenuto durante questo processo d’abrasione trova impiego nella formulazione di conglomerati plastici per tappeti. Il polimero risulta essere ignifugo e con proprietà di resistenza gli agenti chimici.

Tornando alla figura 2, si procede con la descrizione della terza operazione nel recupero di pannelli solari al silicio.

Il modulo, privo della frazione polimerica fluorurata, per mezzi di un nastro entra nel forno continuo in cui viene scaldato fra i 400 - 650°C, meglio fra i 430 e 550°C. Il riscaldamento 22 può essere diretto o indiretto. Preferita à ̈ la versione indiretta in assenza di aria. L’essiccazione risulta nell’evaporazione del collante, solitamente EVA. L’operazione può anche essere eseguita in forma discontinua. Il modulo può essere messo in un forno statico e in modo indiretto riscaldato fino a esempio 550°C per circa due ore, dopo un riscaldamento lento da 20°C a 550°C per due ore.

Alla fine, nei due casi, l’EVA viene decomposto e il vetro si stacca facilmente dalle celle. Risulta il 10-12 % in peso di gas dalla combustione dell’EVA 24.

Il vetro può presentarsi intero o a piccoli pezzi di dimensioni da 0,1 a 5 mm. Il vetro à ̈ trasparente e brillante alla luce.

I contatti metallici elettrici di collegamento fra le celle si staccano con il semplice sfregamento. Essi hanno dimensioni di filamenti di spessore 2 mm e lunghezza di circa 5 - 20 cm; la cella di silicio si riduce in piccoli pezzi di dimensioni 0,1 - 3 mm.

Il prodotto che esce dal forno comprende tre componenti separabili e recuperabili, in particolare il vetro, il silicio e i conduttori metallici.

Il materiale così come esce dal forno à ̈ mandato in un vibrovaglio a cestelli 26. Preferite sono vagliature a 5 e 2 mm con il crashing del silicio. Nel vaglio superiore 28 (> 5 mm) si separano i contatti elettrici che vengono raccolti in apposito cassone. Essi sono costituiti da filamenti di rame e da una lega stagno, argento e piombo di cui sono ricoperti.

I contatti sono destinati alla successiva raffinazione per il recupero della frazione di argento e rame e degli altri metalli.

Nei due vagli sottostanti 30 e 32 (> 2 mm e < 2 mm) si separano il vetro con differenti granulometrie.

La frazione di vetro ha la seguente composizione (tabella 1):

Tabella 1: Analisi alla fluorescenza X (valori espressi in % in peso), eseguita dalla Stazione Sperimentale del Vetro, Murano, Venezia, Italia

Componente Quantità

Si0270,7

AI2O3 1 ,17

Na20 13,9

K20 < 0,05

CaO 9,77

MgO 3,80

BaO < 0,05

SO3 tot. 0,37

Sb2030,20

i<~>S2O3 tot. 0,015

Ti020,015

Zr020,015

La frazione di vetro, se necessario, viene lavata in buratto in soluzione acida per eliminare eventuali materiali carboniosi dalla superficie dello stesso.

Il vetro così ottenuto trova collocazione nella produzione di vetri per bottiglie e contenitori. Si tratta di un vetro particolarmente trasparente e privo di metalli tossici.

La polvere di silicio ottenuta come ultima frazione à ̈ raffinata ulteriormente per ridurre la presenza di vetro per mezzo di un separatore continuo ad alta induzione. Il silicio à ̈ sufficientemente puro per essere utilizzato per esempio nella produzione di carburo di silicio.

Dai fili elettrici e dal silicio argento può essere recuperato per via tradizionale.

In fase esecutiva, al metodo e uso oggetto dell’invenzione potranno essere apportate ulteriori modifiche o varianti esecutive e non descritte. Qualora tali modifiche o tali varianti dovessero rientrare nell’ambito delle rivendicazioni che seguono, si dovranno ritenere tutte protette dal presente brevetto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1 ) Metodo per il recupero di materiali da pannelli solari al silicio a fine vita comprendenti un vetro (4), almeno uno strato di collante (6), preferibilmente etilvinilacetato (EVA), delle celle solari con strato di silicio (Si) (8) e uno strato protettivo detto black sheet (9), preferibilmente in PVF, PTFE e/o polimeri a base di poliolefine, in cui il metodo comprende le seguenti fasi: (a) la rimozione dello strato protettivo tramite abrasione (18); e (b) la successiva evaporazione e/o pirolisi (22) degli strati di collante.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che i pannelli solari comprendono inoltre una cornice o frame di supporto (2), dei collegamenti elettrici, e/o un dispositivo di conversione e dal fatto che il metodo comprende inoltre la fase della rimozione (12) della cornice di supporto, del dispositivo di conversione e/o dei collegamenti elettrici.
3. 3) Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la rimozione (12) della cornice di supporto, del dispositivo di conversione e/o dei cavi elettrici avviene prima delle fasi (a) e (b).
4. 4) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l’abrasione (18) in fase (a) avviene con spazzole (34) o rulli abrasivi (42) in cui l’azione abrasiva viene preferibilmente svolta da carburo di silicio.
5. 5) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l’evaporazione e/o la pirolisi degli strati di collante (22) avviene riscaldando il pannello risultante dalle fasi effettuate di rimozione ed evaporazione e/o pirolisi a temperature comprese fra i 400 e 650°C, preferibilmente a temperature fra i 430 e 550°C.
6. 6) Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la temperatura scelta viene impostata dal graduale incremento della temperatura a curva per 3 ore e dopo mantenuta per 2 ore e 40 minuti.
7. 7) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il prodotto ottenuto dopo l’evaporazione e/o la pirolisi (22) viene sottoposto a una separazione in più frazioni (26), di cui una frazione à ̈ una frazione di vetro.
8. 8) Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la separazione avviene con vagliatura (26) o con l’aspirazione del silicio e dei contatti elettrici.
9. 9) Metodo secondo la rivendicazione 7 o 8 caratterizzato dal fatto che la frazione di vetro viene sottoposta a un lavaggio in soluzione acida.
10. 10) Uso dei materiali ottenuti con il metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 9 per la produzione di bottiglie e contenitori nel caso della frazione di vetro e/o per la produzione di carburo di silicio nel caso di una frazione di silicio.