Ingeniería de prefactibilidad técnico económica de una planta de reciclaje de paneles solares

Abstract

En los últimos años la energía fotovoltaica ha tomado gran protagonismo a nivel nacional, llegando a constituir alrededor de un 20 % de la capacidad instalada para la generación de energía eléctrica y con proyecciones de que continúe tomando aún más importancia durante los próximos años. Bajo este escenario y considerando que los paneles fotovoltaicos cuentan con una vida útil de entre 25 a 30 años, es que se espera que durante los próximos años se gene- re un gran flujo de paneles dados de baja que eventualmente se podrían convertir en desechos. Por esta razón en este trabajo se explora la viabilidad técnica y económica de una plan- ta de reciclaje de módulos fotovoltaicos. Para ello se comienza por realizar una revisión actual de los paneles instalados en Chile, concluyendo que hay más de 21 millones de pane- les distribuidos entre las tecnologías de silicio policristalino (39,0 %), silicio monocristalino (27,3 %), monocristalino bifacial (24,8 %) y capa fina de cadmio telurio (8,9 %). Además, se revisan dos escenarios, uno conservador que plantea que el desmontaje de módulos podría ocurrir a partir de 2036 y otro que propone que esto podría suceder tan pronto como en 2030. Posteriormente se estudian diversos procesos y maquinarias de reciclaje, algunos de los cuales han sido analizados en trabajos de investigación y otros que han sido desarrollados por empresas especializadas en el reciclaje y/o desarrollo de equipos. En base a esta revisión se seleccionan las líneas de reciclaje de NPC Incorporated y Suny Group, las que en conjunto permiten tratar paneles de silicio policristalinos y monocristalinos unifaciales, recuperando marcos de aluminio, cajas de conexión, láminas de vidrio, cobre, polvo de silicio y polímeros. Además, se opta por inspeccionar los paneles para evaluar la posibilidad de extender su vida útil mediante la reutilización. Basándose en el escenario conservador, se calcula que habrá un promedio de casi 870.000 [módulos/año] de paneles unifaciales de silicio cristalino que se desmontarán y podrán con- vertirse en residuos. Utilizando esto, se decide que la planta dará abasto a cerca de un 35 % de este flujo, con lo que su diseño se realiza para alcanzar una producción de 315.000 [módulos reciclados/año]. Considerando que la planta deberá contar con espacios administrativos, la zona de reciclaje en si misma y una bodega para almacenar hasta un 25 % de la capacidad anual de la planta, se proyecta un layout que utiliza una superficie de 12.200 [m2]. Para el emplazamiento, se realiza un proceso de optimización que da como resultado que una buena localización para ubicar el centro de reciclaje se encuentra en la región de Atacama. Por último, se estima que el proyecto requerirá de una inversión inicial de $6.557.095.227, con lo cual se realiza un flujo de caja considerando que un 7 % de los módulos tratados puedan ser reutilizados y vendidos en un mercado de segunda mano. Como resultado se deriva que bajo estas condiciones el proyecto es rentable con un VAN a los 15 años de $975.759.468 y una TIR de 16,8 %. Mediante un posterior análisis de sensibilidad se demuestra que el proyecto es muy sensible a bajas en la cantidad de paneles reciclados y/o reutilizados, sin embargo, esto puede ser mermado mediante el cobro de hasta $1.500 pesos por panel reciclado.