Recyclage panneau solaire

En 2020, 5 000 tonnes de modules solaires ont été collectées pour être recyclées en France. Ce chiffre pourrait atteindre 50 000 tonnes d’ici 2030, a prédit PV Cycle, un organisme de recyclage de panneau solaire financé par l’UE. 

Table de Matière

Le passage progressif de l'énergie renouvelable

L’industrie de l’énergie a connu un changement radical et le passage progressif à l’approvisionnement en énergie renouvelable est plus qu’évident. Néanmoins, tout ce qui semble durable a certainement son cycle de vie. C’est du moins le souci le plus courant concernant les panneaux solaires photovoltaïques . Ils sont une source d’énergie durable, dépendante uniquement du rayonnement solaire, et capable de fournir de l’électricité à nos maisons. Cependant, qu’arrive-t-il aux panneaux solaires lorsqu’ils ne fonctionnent pas efficacement ? Découvrez leur parcours à travers le processus de recyclage dans l’infographie ci-dessous :

Les opportunités du recyclage des panneaux solaires

À l’échelle européenne,  l’organisation avait collecté plus de 27 000 tonnes de modules à fin 2018, démontrant que la gestion des déchets solaires et le recyclage des panneaux  solaire d’une durée de vie de 25 ans sont d’une importance primordiale.

La réglementation de l’UE exige 85 % de collecte et 80 % de recyclage des matériaux utilisés dans les panneaux photovoltaïques, en vertu de la directive sur les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE), qui a été étendue aux produits solaires en 2012.

À 94,7 %, le taux de récupération d’un module photovoltaïque à base de silicium cristallin dépasse déjà ces niveaux, selon PV Cycle. L’outil industriel qui permet d’atteindre ce taux se trouve à Rousset, dans les Bouches-du-Rhône. L’installation est exploitée par Veolia et serait la première usine industrielle de ce type.

Composés d’aluminium, de verre, de plastique, de cuivre, d’argent et de silicium, les panneaux solaires sont découpés et broyés une fois le cadre, les câbles et la boîte de jonction retirés. Les composants sont séparés et envoyés vers des flux de recyclage séparés.

Les principaux types de recyclage

Le recyclage des panneaux photovoltaïques à base de silicium débute par le démontage du produit réel pour séparer les pièces en aluminium et en verre. La majorité du verre peut être réutilisée , tandis que toutes les pièces métalliques externes sont utilisées pour le remoulage des cadres de cellules. Les matériaux restants sont traités à 500°C dans une unité de traitement thermique afin de faciliter la liaison entre les éléments cellulaires. En raison de la chaleur extrême, le plastique d’encapsulation s’évapore, laissant les cellules de silicium prêtes à être traitées ultérieurement. La technologie de support garantit le non gaspillage du plastique, il est donc réutilisé comme source de chaleur pour un traitement thermique ultérieur.

Après le traitement thermique, le matériel vert est physiquement séparé. 90% d’entre eux peuvent être facilement réutilisés, tandis que le reste est encore affiné. Les particules de silicium, appelées plaquettes, sont éliminées par gravure à l’acide. Les plaquettes brisées sont fondues pour être réutilisées pour la fabrication de nouveaux modules de silicium , ce qui entraîne un taux de recyclage de 90 % du matériau en silicium .

Les panneaux solaires à base de couches minces sont traités de manière plus drastique. La première étape consiste à les mettre dans un broyeur. Ensuite, un broyeur à marteaux garantit que toutes les particules ne dépassent pas 4 à 5 mm, ce qui correspond à la taille à laquelle la stratification qui maintient les matériaux intérieurs ensemble se brise et peut donc être retirée. Contrairement aux panneaux photovoltaïques à base de silicium, la substance restante est constituée à la fois de matériaux solides et liquides . Pour les séparer, une vis rotative est utilisée, qui maintient essentiellement les parties solides en rotation à l’intérieur d’un tube, tandis que le liquide s’égoutte dans un récipient.

Les liquides passent par un processus de précipitation et de déshydratation pour assurer la pureté. La substance résultante subit un traitement des métaux pour séparer complètement les différents matériaux semi-conducteurs. Cette dernière étape dépend de la technologie réelle utilisée lors de la production des panneaux ; cependant, en moyenne 95 % du matériau semi-conducteur est réutilisé .

Les matières solides sont contaminées par des matériaux dits intercalaires, qui sont plus légers et peuvent être éliminés par une surface vibrante. Enfin, le matériau passe par un rinçage. Ce qui est laissé derrière est en verre pur, économiser 95% des éléments en verre pour faciliter re- fabrication .

La durée de vie des panneaux solaires

Avant d’entament le processus de recyclage de panneau solaire connaissons nous vraiment la durée de vie d’un panneaux solaires ? Une question que la plupart des gens se posent lorsqu’ils envisagent des panneaux solaires. Selon plusieurs  études, la durée de vie des panneaux solaires est d’environ 30 ans avant leur démantèlement.

Pendant la durée de vie des panneaux photovoltaïques, une diminution de 20 % de la capacité électrique peut se produire. Entre les 10 à 12 premières années, la diminution maximale de l’efficacité est de 10 % et de 20 % à 25 ans. Ces chiffres sont garantis par la majorité des fabricants.

Pourtant, l’expérience montre qu’en réalité, le rendement ne baisse que de 6 à 8 % après 25 ans . La durée de vie des panneaux solaires peut ainsi être beaucoup plus longue que ce qui est officiellement annoncé. La durée de vie des panneaux photovoltaïques de haute qualité peut même atteindre 30 à 40 ans, et être encore fonctionnels par la suite avec une efficacité décroissante.

Élimination des panneaux solaires

D’un point de vue réglementaire, les déchets de panneaux photovoltaïques relèvent toujours de la classification générale des déchets. La seule exception existe au niveau de l’UE, où les panneaux photovoltaïques sont définis comme des déchets électroniques géré par la directive relative aux déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) . La gestion des déchets de panneaux photovoltaïques est donc réglementée par cette directive, en plus d’autres cadres juridiques.

Les fabricants de cellules solaires sont tenus par la loi de respecter les exigences légales et les normes de recyclage spécifiques afin de s’assurer que les panneaux solaires ne deviennent pas un fardeau pour l’environnement. C’est alors que les technologies de recyclage des panneaux solaires ont commencé à émerger progressivement.

Les producteurs photovoltaïques ont collaboré avec des institutions gouvernementales et ont trouvé quelques moyens de lutter contre les déchets solaires.

 

Déchets de panneaux solaires

Le processus de recyclage d’un panneau solaire n’étaient pas mis en place, il y aurait 60 millions de tonnes de déchets de panneaux photovoltaïques en décharge d’ici 2050 ; étant donné que toutes les cellules photovoltaïques contiennent une certaine quantité de substances toxiques, cela deviendrait vraiment un moyen pas si durable de s’approvisionner en énergie.

La croyance commune selon laquelle les panneaux solaires ne sont pas recyclables est donc un mythe . En revanche, un processus qui a besoin de temps pour être largement mis en œuvre et nécessite des recherches supplémentaires pour atteindre son plein potentiel de recyclage de manière adéquate tous les composants des panneaux solaires et recycler au maximum les déchets de panneau solaire. Pour cette raison, il est nécessaire que les unités de conception et de recyclage collaborent étroitement afin que la capacité de recyclage soit assurée par des éco-conceptions conscientes.

Processus de recyclage des panneaux solaires

Il existe deux principaux types de panneaux solaires, nécessitant des approches de recyclage différentes. Les deux types, à base de silicium et à base de film mince, peuvent être recyclés à l’aide de processus industriels distincts. Actuellement, les panneaux à base de silicium sont plus courants, bien que cela ne signifie pas qu’il n’y aurait pas une grande valeur dans les matériaux des cellules à base de couches minces.

Les recherches menées sur le thème du recyclage des panneaux solaires ont débouché sur de nombreuses technologies. Certains d’entre eux atteignent même une efficacité de recyclage étonnante de 97% , mais l’objectif est de placer la barre plus haut à l’avenir .

Les futurs avantages de la gestion solaire des déchets

Maintenant que nous savons que les panneaux solaires peuvent être recyclés, la question est de savoir quels autres avantages cela apporte à l’économie, le cas échéant. De toute évidence, une infrastructure appropriée de recyclage des panneaux solaires devra être mise en place pour gérer les grands volumes de modules photovoltaïques qui seront éliminés dans un proche avenir. Une fois cela en place, nous assisterons à plusieurs facteurs positifs et à de nouvelles opportunités au sein de l’économie.

Non seulement le recyclage du photovoltaïque créera plus d’opportunités d’emplois verts, mais aussi environ 10 milliards de livres sterling de valeur récupérable d’ici 2050 . Cet afflux permettra de produire 2 milliards de nouveaux panneaux sans avoir besoin d’investir dans des matières premières. Cela signifie qu’il y aura la capacité de produire environ 600 GW d’énergie simplement en réutilisant des matériaux précédemment utilisés.

Grâce à la baisse constante des prix de l’énergie solaire, de plus en plus de ménages et d’entreprises choisissent d’investir dans des systèmes d’énergie solaire. En conséquence, encore plus d’opportunités économiques dans le secteur du recyclage des cellules solaires émergeront.

Un domaine consiste un modèle d'affaires

S’il est désormais possible de faire évoluer techniquement un panneau de près de 90 %, il reste difficile de trouver un modèle économique pour soutenir l’opération. Le volume de panneaux en attente de recyclage reste pour l’instant faible, rendant le processus non durable pour le moment. « Les modules photovoltaïques sont des produits relativement nouveaux, dont les premières installations ne sont pas encore en fin de cycle de vie »

Pour résoudre l’énigme technico-économique, des programmes financés par l’Europe tels que Circusol (modèles commerciaux circulaires pour l’industrie de l’énergie solaire) et Cabriss (mise en œuvre d’une économie circulaire basée sur des matériaux d’indium, de silicium et d’argent recyclés, réutilisés et applications) ont été établies pour formaliser les chaînes de valeur de réutilisation, de réparation et de remise à neuf dans l’industrie photovoltaïque.

Le recyclage des panneau solaire : une Ééconomie circulaire

L’édition de juillet du magazine pv s’est concentrée sur la fabrication circulaire , dont une grande partie concerne le recyclage, même si, comme mentionné précédemment, la réutilisation, la réparation, la remise à neuf et la réutilisation devraient jouer un rôle clé à l’avenir. Le but c’est de développer un modèle d’économie circulaire basé sur la fabrication de déchets photovoltaïques et des modules en fin de vie pour une réutilisation dans le secteur solaire ou d’autres secteurs industriels.

Ceci est réalisé en ouvrant des modules avec des procédés non thermiques pour récupérer des matériaux. Cependant,  actuellement il est difficile  de trouver des modèles commerciaux rentables lorsque les volumes de recyclage sont encore faibles.