Den snabbt ökande användningen av solcellspaneller innebär stora påfrestningar på miljön efter att dessa kasseras. Uttjänta solcellspanelerna kräver stora markarealer för deponi av avfallet samtidigt som det finns risk för utsläpp av bland annat bly som har negativ påverkan på miljön. Dessutom innehåller solcellspaneler värdefulla material som metaller, kisel och glas som har potential att återvinnas. En effektiv återvinning av panelerna är nödvändig för långsiktig och hållbar utveckling av energiförsörningssystem. Avsikten med detta arbete är att hitta lämpliga separationsmetoder för material som vanliga typer av solcellspaneler består av inför återvinning av dessa. Metoderna som används är litteraturstudier, experiment och konceptval. Initiativet till detta arbete kommer från E.ON som vill återvinna solcellspaneler efter att dessa är använda och uttjänta hos deras kunder. Panelerna som undersöks i detta arbete består av aluminiumram, en glasskiva, ett lager solceller som kapslats in i härdplasten EVA, en baksida av plasten PVF samt ledningar och annan elektronik. Experiment avseende olika uppvärmnings processerar och mekaniska metoder genomförs. Uppvärmnings processerna omfattar två olika processer som syftar till att hitta lämpliga temperaturintervaller för att separera materialen i solcellspaneler. De mekaniska metoder som undersökts innefattar valsning, krossning, centrifugering och delaminering. Konceptval innefattar konceptgenerering och konceptframtagning som poängsätts. Poängsättningen byggs på resultat från egna experiment och information från tekniska och vetenskapliga källor. Genom att använda metoderna i det vinnande konceptet är det möjligt att separera materialen i solcellspaneler som sedan kan skickas vidare till återvinningen. Först tas kopplingsboxen och kablarna bort. Solcelsspanelen värms upp och placeras i en pressmaskin som pressar ut aluminiumramen från sina fästen. Glaset på skiktet tas bort med delamineringsprocessen. Skiktet värms upp i 600 °C för att förbränna EVA och PVF. Efter förbränningen hammarkrossas skiktet som sedan läggs i ett vattenbad för bortsköljning av askan efter förbränningen. Slutligen används vibrationsfiltrering för att separera halvledarbaserat kiselmaterial från metalltrådar. Problemen med separation av materialen beror till stor del på EVA (etenvinylacetat). Det rekommenderas att hitta alternativa inkapslingsmedel istället för EVA. Tillverkning av solcellspaneler bör regleras så att tillverkarna kan använda material som gynnar och underlättar återvinning av solcellspaneler. / After being discarded, solar panels have a significant impact on the environment due to their rapidly expanding use. The disposal of obsolete solar panels necessitates the use of expansive areas of land, and there is a risk of harmful emissions, including lead. In addition, solar panels are composed of recyclable materials such as metals, silicon, and glass. For the long-term and sustainable growth of energy supply systems, efficient recycling of the panels is required. The objective of this research is to identify suitable separation methods for the materials that make up common types of solar panels prior to their recycling.Literature studies, experiments, and concept selection are the methods employed.The initiative for this project comes from E.ON, which intends to recycle solar panels after their customers have used them. The panels examined in this study are comprised of an aluminum frame, a glass plate, a layer of solar cells encased in thermosetting EVA plastic, a backing of PVF plastic, wires and other electronic components. Experiments involving various thermal and mechanical processes are conducted. The heat treatment consists of two distinct procedures designed to determine the optimal temperature ranges for separating the components of the solar panels. The investigated mechanical processes include rolling, crushing, centrifuging, and delamination. Concept selection consists of concept generation, concept development, and a scoring matrix, which is based on the outcomes of one's own experiments and data from technical and scientific sources. Using the winning concept's methods, it is possible to separate the materials into solar panels that can then be recycled. The process begins by removing the junction box and cables followed by heating solar cell panel and then placing the solar cell panel in a press machine that separates the aluminum frame from its mounting bracket. The Delamination procedure is used to separate the glass layer from the rest of the layers. The layer is heated to 600 degrees Celsius to burn EVA and PVF. The structure is hammered to break the bond between silicon and metal wires. Vibration based filtering is used to separate the silicon based semiconductor material from metal wires. EVA (ethylene vinyl acetate) is largely to blame for the difficulty in separating the materials. It is recommended to find alternatives to EVA as encapsulants. Solar panel production should be regulated so that manufacturers can use materials that promote and facilitate solar panel recycling.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:mau-53702 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Rahimi, Shakoor, Al-Jumaili, Rafid |
| Publisher | Malmö universitet, Fakulteten för teknik och samhälle (TS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0015 seconds