¿Cómo hacer un panel solar casero con materiales reciclados?

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Cualquiera que trabaje en el sector de la energía solar conoce perfectamente los beneficios que ésta proporciona a las comunidades de todo el país. La energía limpia y renovable refuerza las economías locales, ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y requiere poco mantenimiento durante la vida útil de la inversión en comparación con otras formas de generación de energía. Lo que muchos profesionales del sector desconocen son los pros y los contras que existen para los módulos solares al final de su vida útil.

A principios de 2018, Estados Unidos contaba con 53GW de capacidad solar desplegada. Suponiendo que la potencia media de cada módulo solar instalado fuera de 250W, el peso total de todos los paneles desplegados equivale a 89 mil millones de libras o 44,5 millones de toneladas. Dicho de otro modo, esto equivale al peso de 122 edificios Empire State en módulos solares instalados en todo el país.

Para una industria que se enorgullece de la sostenibilidad, debe haber un enfoque en el reciclaje al final de la vida útil de un proyecto solar para que los vertederos no se desborden con los paneles. Tal y como están las cosas, el reciclaje de paneles solares no es un gran problema en Estados Unidos porque la gran mayoría de las instalaciones se han producido en los últimos diez años; sin embargo, la necesidad del mercado de recicladores desarrollados solo aumentará con el tiempo. De hecho, un estudio de 2016 de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) estima que los materiales reciclables de los módulos solares antiguos tendrán un valor de 15.000 millones de dólares en activos recuperables para el año 2050.

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Se producen enormes cantidades de baterías de plomo-ácido para suministrar electricidad a vehículos, sistemas de iluminación de emergencia, aviación, aplicaciones militares y mucho más, pero la mayoría tiene un ciclo de vida de sólo unos pocos años. En el interior de las baterías se acumulan residuos fangosos ricos en plomo, lo que crea un grave problema de contaminación en todo el mundo. Los métodos existentes para recuperar el plomo de estos residuos son complejos, requieren mucha energía y son caros. Además, estos procesos de reciclaje provocan por sí mismos una mayor contaminación.

Los materiales denominados perovskitas son muy prometedores como semiconductores captadores de luz necesarios para una nueva generación de células solares más eficientes. Comparten la misma disposición de iones que el mineral natural de la perovskita, el titanato de calcio (CaTiO3), pero la incorporación de iones como el plomo y el cloruro a la disposición de la perovskita genera una amplia gama de perovskitas no naturales. Estas nuevas perovskitas presentan muchas propiedades útiles, especialmente en su interacción con la luz.

Yang y sus colegas han ideado dos rutas sencillas para reciclar el plomo de los residuos de las baterías. Una de las rutas capta el plomo de la región catódica de la batería, mientras que la otra capta el plomo producido en el ánodo. El paso crucial en cada ruta consiste en mezclar materiales que contienen plomo con ácido acético. En la vida cotidiana conocemos una solución débil de ácido acético como vinagre. Con estos sencillos pasos químicos se obtiene acetato de plomo de gran pureza, que los investigadores incorporan a la fabricación de cristales de perovskita.

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Se calcula que más de 100.000 toneladas de paneles solares entrarán en el flujo de residuos de Australia en 2035. Esto tiene el potencial de crear un problema de gestión de residuos peligrosos, ya que los materiales contenidos en los paneles solares pueden filtrarse al suelo y a las aguas subterráneas, causando contaminación ambiental y problemas de seguridad si se gestionan mal. Mantener estos materiales fuera de los vertederos evita problemas medioambientales y de salud humana, y rescata valiosos recursos para su reutilización.

En Australia existen varios servicios de reciclaje de paneles solares, pero en la actualidad sólo pueden reciclar y recuperar un pequeño porcentaje: hasta el 17% del peso de un panel. El marco de aluminio de un panel solar y la caja de conexiones (también conocida como caja de bornes) son los componentes que se reciclan con mayor frecuencia o facilidad.

Los inversores pueden reciclarse a través del sistema de reciclaje de residuos electrónicos existente en Australia. En Victoria, pueden llevarse a los puntos de entrega de residuos electrónicos de las estaciones de transferencia de residuos y reciclaje de los ayuntamientos. A partir de ahí, se envían a un reciclador de residuos electrónicos para su reciclaje y la extracción de materiales valiosos para su reutilización.

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Actualmente soy un estudiante universitario que estudia ingeniería informática, y este verano mientras estaba de vacaciones decidí que quería aprender más sobre la energía solar y cómo construir un panel solar desde cero. Mi razón principal para buscar construirlo yo mismo era aprender cómo funcionaba todo, y la siguiente razón era debido al precio de un panel solar construido comercialmente.

Así que para empezar, busqué y encontré algunos videos aquí y allá, y algunos artículos sobre cómo construir un panel solar, pero fue difícil para mí encontrar un video o artículo completo y gratuito que mostrara el proceso completo para hacer un panel solar desde cero. Al final tuve que ver unos 4 vídeos diferentes, y luego tuve que registrarme en un foro para hacer otras preguntas que tenía con el fin de obtener una idea básica de cómo ir sobre la construcción de mi propio panel solar.