Pannelli fotovoltaici più sostenibili realizzati con materie prime rinnovabili

A livello industriale nel mondo delle rinnovabili aumentano le innovazioni e le ricerche verso prodotti sempre più efficienti e sostenibili. Ne è un interessante esempio il progetto “E2 – E-Quadrat” (Energie rinnovabili da materie prime rinnovabili), guidato dal Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP di Halle (Saale) e realizzato in collaborazione con partner industriali, che ha sviluppato un modulo fotovoltaico realizzato con  materiali biodegradabili, riciclabili o derivati da fonti rinnovabili.

Gli impianti fotovoltaici naturalmente contribuiscono in modo significativo alla riduzione dell’inquinamento atmosferico e delle emissioni di gas serra, ma l’impronta ambientale aumenta se si considera l’intero ciclo di vita dei moduli.
I pannelli fotovoltaici attuali sono composti principalmente da materie prime solo in parte riciclabili, quali vetro, polimeri, metalli e celle solari a base di silicio, che hanno un impatto ambientale. L’estrazione del silicio, ad esempio, comporta processi altamente energivori e spesso dannosi per l’ambiente. Inoltre, la difficoltà nel separare i singoli componenti e riciclare questi materiali alla fine del ciclo di vita dei moduli (attualmente di circa 20-25 anni) comporta un ulteriore carico ambientale. Ad oggi, la maggior parte dei pannelli dismessi viene incenerita o sottoposta a un “downcycling“, ovvero il riutilizzo in prodotti di qualità inferiore, con una perdita significativa di risorse.

Il progetto “E2 – E-Quadrat”: un modello di innovazione

Nell’ambito del progetto “E2 – E-Quadrat”, finanziato dal Ministero Federale Tedesco per gli Affari Economici e la Protezione del Clima, è stato sviluppato un prototipo di un “bio-modulo” solare da 380 watt, che tiene conto di tutte le fasi del ciclo di vita di un modulo fotovoltaico e integra quattro innovazioni chiave:

• Telaio in legno riciclabile: A differenza dei telai in alluminio tradizionali, il telaio di questo modulo contiene una grande quantità di legno, che può essere completamente riciclato e reintegrato nella produzione di nuovi moduli.
• Connessioni senza piombo: Le connessioni delle celle non utilizzano saldature contenenti piombo ma sono realizzate con un adesivo conduttivo elettrico (ECA) a base di particelle d’argento, che riduce l’impatto ambientale e aumenta la sicurezza del prodotto.
• Pellicola posteriore in PET riciclato: Il retro del modulo è costituito da una pellicola contenente il 30% di PET riciclato, contribuendo a ridurre l’uso di plastica vergine e favorendo il riciclaggio.
• Film EVA a base biologica: La pellicola di acetato vinil-etilenico (EVA), che incapsula le celle solari, è composta al 60% da “etilene di canna da zucchero”, un materiale bio-based che sostituisce le attuali pellicole EVA derivanti da fonti fossili.

I nuovi componenti sviluppati sono stati sottoposti a rigorosi test di resistenza e durata, inclusi cicli di temperatura, umidità e invecchiamento accelerato, che hanno confermato che tutti i materiali utilizzati soddisfano gli standard più attuali per i moduli fotovoltaici, dimostrando che l’integrazione di biopolimeri e materiali riciclabili non compromette l’efficienza e la longevità del prodotto.

Ciclo di vita “circolare”

Uno degli obiettivi principali del progetto “E2 – E-Quadrat” è stato quello di creare un ciclo di vita più circolare per i moduli fotovoltaici. L’uso di materiali rinnovabili e riciclabili consente non solo di ridurre l’impatto ambientale durante la produzione, ma anche di facilitare il riciclaggio alla fine del ciclo di vita dei moduli, riducendo drasticamente la quantità di rifiuti prodotti e l’energia necessaria per smaltirli.

Si tratta di un progetto dal grande potenziale: è possibile infatti immaginare l’uso di i biopolimeri in applicazioni complesse e all’aperto, non solo nel fotovoltaico, ma anche in altre tecnologie rinnovabili.

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