Techniques de recyclage des cellules photovoltaïques

Le développement des solutions d’exploitation de l’énergie solaire est exponentiel. La production d’électricité photovoltaïque est en plein essor depuis quelques années. France PAC Environnement participe à son déploiement en facilitant l’acquisition et l’installation photovoltaïque auprès des particuliers comme des professionnels d’ailleurs. Les cellules photovoltaïques ont fait leur preuve depuis plusieurs années, notamment avec des usages dans des environnements hostiles comme l’espace pour équiper les satellites ou le désert pour maximiser le rendement d’immenses centrales photovoltaïques.

Chaque année, un pays comme la France produit près de 30 TWH d’électricité grâce aux panneaux photovoltaïques. Le déploiement des solutions basées sur l’utilisation de cellules photovoltaïques est directement lié à trois points majeurs, amélioration techniques, mesures prises par le gouvernement. En France, les investissement dans le domaine se multiplient pour atteindre une croissance de près de 20% par ans. Cependant, les investissements fait en France sont bien moindres que ceux fait dans des pays en fort développement comme la Chine, l’Inde et le Brésil qui s’appuie majoritairement sur l’énergie solaire comme source d’énergie.

Une utilisation des cellules photovoltaïques exponentielle

Les pays en voie de développement comme la Chine installent autant de panneaux photovoltaïques en un mois que la France en un an.  Ce fort déploiement induit d’énormes quantités de déchets issus des panneaux photovoltaïques. En effet, l’utilisation de cellules photovoltaïques double chaque année en Europe. Ce déploiement devrait générer en Europe près de 35 000 tonnes de déchets chaque année. Heureusement, la filière photovoltaïque s’est organisé en anticipant ces problématiques avec un système de collecte national et des usines de recyclage dédiées.

Des éléments facilement recyclables

Principe de fonctionnement des cellules photovoltaïques

Le fonctionnement des panneaux photovoltaïques s’appuie sur la lumière fournie par le soleil et pas l’énergie thermique. Plus exactement, ce sont les photons qui sont contenu dans les rayons solaires qui génèrent un mouvement d’électrons grâce aux propriétés semi-conductrice du silicium. Le silicium est d’ailleurs la matière première principale des cellules photovoltaïques. Il est important de rappeler que le silicium est le deuxième élément le plus présent sur Terre après l’oxygène. 

Les différents types de cellules photovoltaïques

Il existe plusieurs type de panneaux photovoltaïques. Les panneaux les plus répandus sont à base de silicium cristallin. Les technologies les plus récentes sont basé sur la superposition de couches minces de silicium amorphe ou de matériaux semi-conducteurs complexes comme l’indium, le sélénium ou le gallium. Ces matières présentent l’avantage d’être flexible et donc de s’adapter à la majorité des supports même courbe.

Les composants d’un panneau photovoltaïques

Coupe transversale des cellules photovoltaïques

Un panneau solaire photovoltaïque est composé de :

• un cadre en aluminium
• du verre pour la protection contre les intempéries
• le silicium qui constitue la matière principale des cellules
• des matières plastique
• la connectique en cuivre et argent

Les techniques de recyclage des installations et cellules photovoltaïques

Les technologies photovoltaïques utilisent en grande majorité le verre, qui compose les panneaux à 75%. Le verre est une matière recyclable à l’infini, comme d’ailleurs l’aluminium qui compose le cadre. La technique utilisée pour recycler les panneau photovoltaïque repose essentiellement sur un traitement thermique. Dans un premier temps, on dissocie le verre des cellule photovoltaïque en brulant les plastiques. La filière classique du verre permet un traitement du verre utilisé par les panneaux photovoltaïques. Les cellules de silicium ainsi isolé reçoivent un traitement chimique pour permettre de retirer les différents connectiques. Ensuite, le silicium isolé est récupéré soit pour les même usages afin d’obtenir de nouveau panneaux photovoltaïques soit pour être fondu pour constituer a nouveau un lingot.

Pour les panneaux en couches minces, elle reçoivent directement un traitement chimique. Les panneaux reçoivent un traitement chimique. On broie ensuite ces panneaux. Les techniques de recyclage photovoltaïque sont donc éprouvé. Initialement, le secteur n’attirait que peu d’intérêt, mais aujourd’hui, le nombre d’installation augmentant, ont permis la mise en place de solutions de recyclage.

Une usine de recyclage dédié en France

Pour la majeur partie des panneaux photovoltaïques, les fabricants donne des durées de vie moyenne de 30 à 40 ans. Les installations photovoltaïques ont réellement connu un boum qu’à partir de 2010, la mise en place d’une usine de recyclage pourrait paraitre un peu tôt. Cependant, la France connait déjà une première vague de panneaux photovoltaïque de première génération qui nécessite déjà une phase de recyclage.

L’industrie photovoltaïque a mis en place un éco-organisme, PV-Cycle. Cet organisme à but non lucratif assure la collecte des panneaux usagers sur l’ensemble du territoire français. Cette association met a disposition des points de collecte gratuit. Il en existe déjà plus de 100 sur toute la métropole. Une fois collecté, les panneaux sont envoyé vers les usines de retraitement et recyclage.

Durant longtemps, on effectuait en Belgique le traitement des panneaux français. Aujourd’hui, la France est a même de traiter ces déchets photovoltaïque grâce à une usine dédié dans le Rousset. Cette usine de recyclage dédié présente l’intérêt majeur de permettre un recyclage et une valorisation du silicium ce qui n’était pas possible jusqu’à lors.

Les étapes du recyclage photovoltaïque

Initialement, on débarrasse les panneaux solaires du cadre en aluminium, des éléments électrique et câbles en cuivre.

Une broyeuse permet de déchiquetés les panneaux dénudés. On dissocie ensuite les débris entre verre, plastique, métaux et silicium. Il s’agit ensuite de dissocier le verre entre le verre classique et le verre « solaire » contenant notamment du fer. On parvient déjà a obtenir un recyclage conséquent en valorisant près de 95% des constituant d’un panneau photovoltaïque.

Une efficacité limité au vue des prévisions

L’année 2017 a déjà vue près de 90 000 tonnes de déchets photovoltaïques déjà traité. Ces déchets proviennent de la première phase de déploiement des panneaux photovoltaïques qui n’avaient pas la même durée de vie que les technologies actuelles proposées.

Un taux de revalorisation exceptionnel des panneaux et cellules photovoltaïques

Le taux de recyclage d’un module photovoltaïque avoisine les 95%. Le recyclage qui représente un intérêt certains dans le cadre d’un projet à visé écologique comme le déploiement d’une solution photovoltaïque. Ainsi, la phase de fin de vie et de recyclage a bien était anticipé par l’ensemble des prestataires afin d’assurer une limitation de notre impact sur l’environnement. Pour ces raison environnementales, France PAC Environnement pour beaucoup d’intérêt aux solutions photovoltaïques.

Les projets photovoltaïques peuvent permettent de mettre en avant l’aspect écologique. Les matières premières utilisées ne présente aucun aspect de rareté. En effet, la matière principale est le silicium qui est le 2m éléments le plus présent sur Terre après l’oxygène. Son prélèvement ne génère donc aucun impact environnemental. Le seul aspect qui peut être source d’impact environnemental concerne la transformation du silicium. En effet, le silicium prélevé dans la nature nécessite une transformation permettant d’obtenir des cristaux de silicium. Cependant, il faut savoir que cet impact environnemental se trouve compensé en 2 à 3 ans d’utilisation.

Ce type de projet permet donc une production énergétique avec un impact environnemental faible voir nul. Malgré tout, certains éléments de l’installation mérite encore quelques améliorations concernant leur impact sur l’environnement notamment les solutions de stockage permettant l’autoconsommation et l’onduleur qui permet de convertir le courant électrique qui est un courant continu en courant alternatif.

L’article Techniques de recyclage des cellules photovoltaïques est apparu en premier sur Conseil Solaire.