RESUMENo Placas

fotovoltaicas:o Materialeso Procesoo Vida útilo Reciclaje

o Energía termosolar:o Uso domésticoo Producción

eléctricao Materialeso Reciclaje

PLACAS FOTOVOLTAICASUn panel fotovoltaico es un dispositivo formado por

numerosas células fotovoltaicas, las cuales son las encargadas de transformar la energía de la luz solar en energía eléctrica, mediante un proceso denominado “proceso fotoeléctrico”.

A grandes rasgos, el proceso fotoeléctrico consiste en irradiar, con radiación electromagnética (en este caso la luz solar), un metal o fibra (la célula), de tal forma que éste emita electrones.

Los electrones podrán circular por el material, generando electricidad. La corriente generada será siempre continua, hasta que se utilice un alternador.

Materiales utilizados en las placas fotovoltaicas La mayor parte de las células

fotovoltaicas están hechas de silicio metalúrgico cristalino en bloques dopado con fósforo y boro, aunque también existen placas de alto rendimiento, hechas de arseniuro de galio.

La mayoría de paneles están compuestos de: el 10 por ciento de aluminio, el 75 de vidrio, el 2 por ciento, silicio, y el 0,5 por ciento es cobre.

Obtención del silicio

El silicio es uno de los materiales más abundantes del planeta. Se suele presentar como SiO2, que al mismo tiempo puede ser arena, cuarzo, metales semipreciosos, etcétera. El cuarzo es la materia prima más utilizada, ya que el producto obtenido es extremadamente puro (el silicio utilizado en las aplicaciones solares requiere una pureza del 99,9999999%).

El silicio puro no es un material especialmente tóxico; sin embargo, el dióxido de silicio es irritante al contacto, y es un potente peligro para la respiración. El cáncer de pulmón, así como otras enfermedades graves de las vías respiratorias, son muy frecuentes en mineros y otros trabajoder expuestos al dióxido de silicio; la enfermedad más característica es la silicosis.

Productividad y vida útil de las placas

La energía fotovoltaica es de las más caras del mundo. Cada MWh producido ha costado 150/450€ (en comparación con 35-175€/MWh de la eólica y 40-50€/MWh de las centrales eléctrica y nucleares.

La eficacia típica es del 12-25% en un panel solar. Existen algunos paneles de hasta el 40%. Si se cubriese el Sáhara despoblado con paneles solares, se estaría produciendo unas 30 veces más energía que la que se consume en el mundo en total en cada momento (450 TW frente a 15 TW).

En la fabricación de las primeras placas (años 50) se necesitaba más energía de la que luego podía obtenerse con ellas, pero eso ya no es cierto hoy en día. Dependiendo de donde se instalen, se tardará más o menos en compensar la energía necesaria en su fabricación: 21 meses si se instala en Sevilla, tres años si se instala en Londres. Si, como dicen los fabricantes, se espera que la vida media de estas placas sea de 30 años, la placa instalada en Sevilla producirá 16 veces la energía gastada en su producción.

Una placa fotovoltaica no está clasificada como residuo peligroso, ni siquiera las de telurio de cadmio, pues el porcentaje de sustancias peligrosas está por debajo de lo regulado por la UE. Pero aunque no sean peligrosos, sí que se originan residuos.

Hasta ahora el tema de los residuos de las placas fotovoltaicas no había sido relevante. En 2010 se produjeron casi 8.000 toneladas de residuos fotovoltaicos en toda Europa. Se espera que en 2030 se generen una 130.000 toneladas en Europa.

Sólo en España, por ejemplo, los 15 millones de paneles solares que se instalaron en 2008, de 18 kilogramos cada uno, generarán dentro de 25 o 30 años 270 millones de kilos de residuos.

Y como las placas no son biodegradables, habrá que pensar qué hacer con el vidrio, el aluminio, el silicio y el cobre presentes en cada módulo.

La solución es el reciclado. En la actualidad se recicla algo más del 85 por ciento de un panel, pero se espera llegar pronto al 100 por cien. Primeramente se retira el marco de aluminio del módulo, después se les aplica un proceso mecánico o térmico para separar las diferentes fracciones y finalmente se les aplica un proceso químico. Los materiales que se reciclan son principalmente el vidrio, el aluminio, el cobre de los cables y de los contactos, el silicio y otros semiconductores valiosos que se pueden utilizar para fabricar nuevos paneles solares fotovoltaicos.

Ejemplo de reciclaje

Todavía no se tiene mucha experiencia en el campo del reciclaje de la energía fotovoltaica; además, al ser unos dispositivos relativamente nuevos, no hay muchas instalaciones donde llevar a cabo este cometido. Sin embargo, hay algunos ejemplos de reciclaje. Uno de ellos es el reciclaje de los paneles de la instalación más antigua de Bélgica, montada en 1983 y desmontada en 2009. Aquí las placas viejas pasaron por un proceso térmico para separar las células, el vidrio, el aluminio y el cobre.

(Cont.)

Además, se realizó el análisis de ciclo de vida de todo el proceso para estudiar sus impactos ambientales. De los paneles se pudo reciclar un 72,85% del silicio, con una pureza entre 99,995 y 99,9999. La energía que se necesitó para reciclar es menor que para fabricar un panel nuevo y se pudo recuperar el 85% de los materiales. Teniendo en cuenta que es probable que este porcentaje aumente durante los próximo años, se podría esperar que dentro de poco se pueda reciclar el 100% de las placas fotovoltaicas.

Ventajas e inconvenientes:

Ventajas:Inagotable.Muy limpia.En un futuro, completamente reciclable.

Inconvenientes:Extremadamente cara.Se necesita todavía algo más de experiencia.

ENERGÍA TERMOSOLAR

La energía solar térmica, en donde al contrario que con la fotovoltaica la energía procedente del Sol, no se convierte en electricidad, sino que se emplea principalmente para calentar agua (aunque también se podría usar para cocinar). Se utilizan diferentes dispositivos según el uso que se la vaya a dar a dicha agua:

Calentar agua para uso doméstico o sanitario. Se utiliza un captador solar: es básicamente una placa de vidrio, dentro de la cual se encuentran unos tubos metálicos negros por donde pasa el agua fría a calentar, y ese agua pasa a un acumulador donde calentará el agua del depósito.

Producción eléctrica mediante vapor. Se usan concentradores solares; es decir, espejos parabólicos que reflejan la radiación del sol y la dirigen a un mismo punto, en donde se alcanzan grandísimas temperaturas (> 3000º). Así, cualquier fluido puede transformarse en vapor y mover una turbina.

Materiales utilizados

Los captadores solares se componen de tuberías (metálicas o de vidrio, pintadas de negro), un vidrio transparente para dejar pasar la luz, un contenedor de almacenamiento aislante, etcétera.

En el caso de los concentradores solares, el material principal son los espejos (heliostatos), colocados de tal forma que reflejen la luz hacia el foco. En el foco, se coloca un conducto por donde pasa agua, aceite, etc.

Reciclaje y reutilización

El aprovechamiento de la energía termosolar es relativamente novedoso. No ha sido hasta hace poco que se ha empezado a considerar este tipo de fuente con formalidad; tan es así, que aún no se han producido los suficientes residuos de la energía termosolar como para que se considere un problema. Sin embargo, si la termosolar continúa expandiéndose, llegará un momento en que se empiecen a proponer soluciones.

Por otra parte, sí es cierto que tanto el uso doméstico como la producción de vapor no utilizan materiales peligroso ni tóxicos, y de hecho no parecen que presenten ningún problema ni se requiera un tratamiento especial. Cada material utilizado se reciclaría aparte (vidrios, aluminios, tuberías, componentes eléctricos…).

Algo parecido sucede en el caso de la producción eléctrica. Prácticamente todos los materiales utilizados no precisan de un trato especial. Esos materiales también podrán ser reciclados junto con su especialización correspondiente.