Vliv okolních podmínek na recyklaci solárních modulů
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Práce je soustředěna na experimenty, jejichž cílem je oddělit ochranné sklo z tenkovrstvého solárního modulu. To by mohlo vést k méně nákladné a více účinné recyklaci. Oddělení skla se snažíme dosáhnout roztavením ethylen vinyl acetátové fólie, která v modulu slouží jako izolace a pojivo. Experimenty probíhají ve vysokoteplotní sušičce a vysokoteplotní vakuové peci na vzorcích tenkovrstvého solárního modulu, který byl za účely experimentů nařezán vodním paprskem na stejně velké vzorky. Prvotní experimenty v sušičce a vakuové peci se snaží najít hodnotu tavení ethylen vinyl acetátu v testovaných vzorcích modulu. Tato hodnota je postupným měřením určena na 340 °C. Při vystavení této teplotě dojde k dostatečnému roztavení ethylen vinyl acetátu natolik, aby bylo možno sklo minimální fyzickou silou odebrat. Proces je doprovázen destrukcí hořením tedlarové vrstvy a tvorbou zplodin. Po určení teploty tání následují pokusy ve vakuu a dusíkové atmosféře, jejichž cílem je zjistit, jak se projeví na tavení ethylen vinyl acetátu. Vystavení vzorku teplotě 340 °C ve vakuu nevedlo k novým výsledkům. Vystavení vzorku teplotě 340 °C v dusíkové atmosféře předešlo hoření a dosáhlo stejného roztavení ethylen vinyl acetátu a způsobilo menší množství uvolněných zplodin. Ačkoliv nedošlo k hoření, tedlarová vrstva byla vysokou teplotou opět zničena. Dále se části vypařeného ethylen vinyl acetátu usadily na povrchu vzorku ve formě poprachu. Další experimenty pozorovaly nasákavost modulu a vliv dostupných rozpouštědel na proces tavení. Bylo zjištěno, že modul je schopen nasáknout přibližně 2 % acetonu, 0,4 % isopropyl alkoholu a 0,11 % destilované vody v poměru k vlastní hmotnosti. Měření rozpouštědly nasáklých modulů ve vakuové peci neprokázaly rozdíly v procesu tavení. Pozorování vzorků ethylen vinyl acetátu z modulu, rozteklé z modulu po pokusu ve vakuové peci a z poprachu usazeném na povrchu modulu po měření v dusíkové atmosféře prokázalo, že odebraný poprach je skutečně ethylen vinyl acetát.
This thesis is focused on experiments, goal of which is to separate protective glass apart from thin layer solar panel. This could lead to less expensive and more efficient recycling. We try to achieve the separation of the glass by thawing ethylene vinyl acetate layer, which serves as insulant and bonding material. Experiments are concluded in high temperature dryer and high temperature vacuum oven on samples of thin layer solar panel, which is for the purposes of experiments cut into same pieces by water jet cutting machine. The initiatory experiments in dryer and oven are to determine value of ethylene vinyl acetate thaw point in tested samples of panel. The thaw point is determined to be 340 °C. When exposed to this temperature, the ethylene vinyl acetate thaws enough for glass to be able to be extracted with minimal physical strength. The process is accompanied by fire destruction of tedlar layer and creation of exhaust gases. Following experiments in vacuum and nitrogen environment are to test their influence on thawing process. Exposing sample to temperature of 340 °C in vacuum led to no new results. Exposing sample to temperature of 340 °C in nitrogen environment prevented fire and achieved same level of thawing of ethylene vinyl acetate while creating less exhaust gases. Even though the fire was prevented, tedlar layer was still destroyed by the high temperature. Furthermore, particles of evaporated ethylene vinyl acetate condensed on surface of module in form of dust. Following experiments studied absorption of panel and influence of accessible solvents on thawing process. It was determined that panel is able to absorb approximately 2 % of acetone, 0,4 % of isopropyl alcohol and 0,11 % of distilled water in its own weight. Experiments with modules soaked in these solvents proved no new results in thawing process. By observing samples of ethylene vinyl acetate taken from module, thawed out of module after experiment in vacuum oven and dust condensed on surface of module after experiment in nitrogen environment, it was proven that the condensed dust is indeed ethylene vinyl acetate.
This thesis is focused on experiments, goal of which is to separate protective glass apart from thin layer solar panel. This could lead to less expensive and more efficient recycling. We try to achieve the separation of the glass by thawing ethylene vinyl acetate layer, which serves as insulant and bonding material. Experiments are concluded in high temperature dryer and high temperature vacuum oven on samples of thin layer solar panel, which is for the purposes of experiments cut into same pieces by water jet cutting machine. The initiatory experiments in dryer and oven are to determine value of ethylene vinyl acetate thaw point in tested samples of panel. The thaw point is determined to be 340 °C. When exposed to this temperature, the ethylene vinyl acetate thaws enough for glass to be able to be extracted with minimal physical strength. The process is accompanied by fire destruction of tedlar layer and creation of exhaust gases. Following experiments in vacuum and nitrogen environment are to test their influence on thawing process. Exposing sample to temperature of 340 °C in vacuum led to no new results. Exposing sample to temperature of 340 °C in nitrogen environment prevented fire and achieved same level of thawing of ethylene vinyl acetate while creating less exhaust gases. Even though the fire was prevented, tedlar layer was still destroyed by the high temperature. Furthermore, particles of evaporated ethylene vinyl acetate condensed on surface of module in form of dust. Following experiments studied absorption of panel and influence of accessible solvents on thawing process. It was determined that panel is able to absorb approximately 2 % of acetone, 0,4 % of isopropyl alcohol and 0,11 % of distilled water in its own weight. Experiments with modules soaked in these solvents proved no new results in thawing process. By observing samples of ethylene vinyl acetate taken from module, thawed out of module after experiment in vacuum oven and dust condensed on surface of module after experiment in nitrogen environment, it was proven that the condensed dust is indeed ethylene vinyl acetate.
Description
Citation
LANGER, F. Vliv okolních podmínek na recyklaci solárních modulů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. Petr Bača, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jiří Vaněk, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jiří Kazelle, CSc. (člen)
doc. Ing. Petr Vyroubal, Ph.D. (člen)
Ing. Miroslav Zatloukal (člen)
Date of acceptance
2021-06-08
Defence
Student seznámil státní zkušební komisi s cíli a řešením závěrečné vysokoškolské práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta a komise.
Otázky komise k obhajobě:
1.K zčernání skla došlo na povrchu nebo uvnitř skla?
2.Naměřil jste v zbytcích skla i olovo?
3.Proč jste předpokládal, že se EVA rozpustí v destilované vodě?
4.K čemu mají výsledky vaší diplomové práce sloužit?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení