Impianto industriale sperimentale automatico per recuperare
i componenti più significativi dei pannelli fotovoltaici: profili di
alluminio, cavi di rame, vetro, tappetino con silicio metallico (processo in fase di brevettazione, avviato nel 2022).

Descrizione tecnica fase 1 (impianto industriale sperimentale)

Lavorando con un turno giornaliero di 8 ore, con una linea di
produzione per la separazione alluminio/connettore/vetro/tappetino
è possibile trattare circa 1000 tonnellate all’anno di pannelli
fotovoltaici a fine vita, quindi ipotizzando 250 giorni lavorativi
all’anno sono poco più di 3 ton/giorno, pari a circa 200 pannelli
al giorno.

Con l’impianto di trattamento installato si ottengono i seguenti materiali:

• profili in alluminio costituenti il telaio (circa 150 ton/anno, pari al 15%);
• connettore e cavi elettrici (circa 10 ton/anno);
• vetro extra chiaro in granulometria 2-10 mm (circa 600 ton/ anno; pari al 60%);
• vetro extra chiaro in granulometria 0,1-2 mm (circa 40 ton/anno; pari al 5%);
• tappetino o sandwich costituito dal backsheet in plastica
  pluristrato con all’interno il wafer di silicio e relativi conduttori
  presenti come trama e ordito che rimangono internamente
  al sandwich (circa 150 ton/anno; pari al 15%).

Taglio spigoli del pannello

Dopo aver tagliato i cavi di rame dal connettore sul retro del pannello, l’alimentazione all’impianto avviene in maniera manuale: vengono segati gli spigoli per poi far procedere il pannello
alla macchina successiva per il distacco automatico dei profili di alluminio

Distacco profili di alluminio

Dopo aver segato i profili vengono staccati anche i profili di alluminio, che cadono in carrelli di
contenimento per essere trasferiti al magazzino con forklift.

Distacco connettore elettrico

L’operazione di distacco del connettore elettrico è automatica e
di tipo meccanico, in quanto la rimozione del connettore avviene
attraverso il taglio del cordone in silicone mediante una lama
sottile in acciaio.

Pulizia della superficie del backsheet dalla guarnizione residua
e taglio della testa dei pannelli

È necessaria per eliminare eventuali residui della guarnizione che
fissa ed isola il connettore elettrico al backsheet e impermeabilizza il
contatto del backsheet con il telaio in alluminio.
Il taglio della testa dei pannelli consiste nell’eliminare una striscia di
26 mm nella parte superiore del pannello, dove potrebbero esserci
delle irregolarità nella forma che potrebbero rallentare il successivo
distacco del vetro dal sandwich.

Distacco vetro dal tappetino

Riscaldamento e distacco del vetro, ottenendo due prodotti:

• sandwich: wafer di silicio + backsheet;
• vetro pronto per essere alimentato alla fase successiva.

Il riscaldamento avviene tramite lampade ad infrarossi e il distacco tramite coltello vibrante.
Il riscaldamento con raggi infrarossi avviene in due fasi successive:

•  il primo riscaldamento viene effettuato con lampade ad infrarossi ad
  onde medie che riscaldano l’intero pannello a circa 60°C;
• il secondo riscaldamento viene effettuato con lampade ad infrarossi ad
  onde corte che riscaldano in modo differenziato le superfici a contatto con il vetro,
  ovvero la superficie scura del sandwich viene riscaldata a circa 100 °C,
  mentre la superficie del vetro viene riscaldata a soli 70 °C.

Questa differenza di temperatura di circa 30 °C genera un primo distacco del vetro
dal sandwich, in modo da consentire al coltello vibrante di staccare il vetro dal sandwich.
L’azione del coltello vibrante provoca il distacco del vetro dal sandwich che cade su un nastro
sollevatore e passa alla sezione successiva di vagliatura, mentre il sandwich viene immagazzinato.

Separazione ottica

Serve per ottenere un vetro di alta qualità, esente da eventuali
piccoli residui del sandwich che potrebbero rimanere attaccati al
vetro.
La separazione ottica consiste nell’identificazione e nel rifiuto
di particelle non trasparenti che avviene tramite un sistema di
telecamere ed espulse tramite getti d’aria.
Il vetro di prima qualità di viene stoccato in un silo tramite elevatore.
Il vetro di seconda scelta separato dalla selezionatrice ottica viene
inviato direttamente al big-bag.

Obbiettivi

Con la prima fase del trattamento FRELP BY SUN si ottengono:

• il recupero di alluminio
  da utilizzare nei processi di rifusione e destinato all’industria
  automobilistica, all’edilizia, ai casalinghi e per nuovi imballaggi,
  riducendo il consumo di energia per produrre alluminio primario e
  riducendo le emissioni di CO₂;
  
• il recupero di vetro ad alta qualità extra chiaro
  da utilizzare nell’industria del vetro cavo e piano extra-chiaro,
  riducendo in modo molto significativo sia il consumo di energia che
  le emissioni di CO₂ nel processo di fusione del vetro;
• il recupero di silicio metallico
  da utilizzare come ferro silicio nelle leghe a ferro-silicio o, se
  abbastanza puro, trasformato in silicio amorfo per la produzione
  di film sottili, riducendo notevolmente il consumo energetico e le
  emissioni di CO₂ associate alla produzione primaria di silicio.