De la cuna-a la-cuna (C2C)-FVContribución al análisis e integración de un ciclo cerrado de materiales para la tecnología fotovoltaica

Zusammenfassung

Esta Tesis Doctoral propone una solución teórica al impacto futuro de las millones de toneladas de basura y tóxicos generados globalmente al final de la vida útil por plantas fotovoltaicas basadas en paneles de silicio. Para ello, se analiza la implementación de un flujo cerrado de materiales basado en principios de la-Cuna-a-la-Cuna para la industria fotovoltaica, introduciendo un marco teórico original basado en principios matemáticos y termodinámicos. Primero, se introduce una escala espacio-tiempo y define tiempo-circular. Posteriormente, se propone el límite teórico termodinámica para la separación de materiales de un panel y mediante un método numérico se estudian las limitaciones teóricas del flujo del Silicio en un Ciclo-Cerrado. Finalmente se evalúa el impacto ambiental de las actuales tecnologías de reciclaje de silicio. Los resultados entregan los primeros lineamientos teóricos sobre un modelo de producción que se espera ayudará a avanzar hacia una tecnología fotovoltaica más sostenible a futuro. This Ph.D. Thesis proposes a theoretical solution to the future impact of the millions of tons of waste and pollutants generated globally at the end of their useful lifespan by photovoltaic plants based on silicon panels. To this end, it analyses the implementation of a Closed-Loop of materials based on Cradle-to-Cradle principles for the photovoltaic industry, introducing a novel theoretical framework based on mathematical and thermodynamic principles. First, a space-time scale is introduced and circular-time defined. Then, the theoretical thermodynamic limit for the separation of materials from a panel is proposed and by means of a numerical method the theoretical limitations of the flow of Silicon in a Closed-Cycle are studied. Finally, the environmental impact of current silicon recycling technologies is assessed. The results provide the first theoretical guidelines on a production model that is expected to help move towards a more sustainable photovoltaic technology in the future.