Ciclo de vida de painéis fotovoltaicos: recuperação do vidro como alternativa ao descarte
In order to recycle photovoltaic modules, provided by the Federal University of Technological Paraná – Campus Pato Branco/PR, researchers have investigated ways to mitigate this problem. With the expansion of the use of photovoltaic panels for energy generation, studies predi...
| Autor principal: | Tonholi, Francisnara |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2021
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26281 |
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riut-1-262812021-11-06T06:06:05Z Ciclo de vida de painéis fotovoltaicos: recuperação do vidro como alternativa ao descarte Life cycle of photovoltaic panels: glass recovery as an alternative to disposal Tonholi, Francisnara Belançon, Marcos Paulo https://orcid.org/0000-0001-5018-2613 http://lattes.cnpq.br/5440773107691592 Sandrini, Marcelo https://orcid.org/0000-0001-9084-8117 http://lattes.cnpq.br/4457380666270620 Sandrini, Marcelo https://orcid.org/0000-0001-9084-8117 http://lattes.cnpq.br/4457380666270620 Rodrigues, Marcio Barreto https://orcid.org/0000-0003-0767-3083 http://lattes.cnpq.br/8746211266449774 Belançon, Marcos Paulo https://orcid.org/0000-0001-5018-2613 http://lattes.cnpq.br/5440773107691592 Zanuto, Vitor Santaella https://orcid.org/0000-0003-0059-346X http://lattes.cnpq.br/3043938993637001 Sistemas de energia fotovoltaica Energia - Fontes alternativas Resíduos de vidro - Reaproveitamento Vidro - Produtos Photovoltaic power systems Renewable energy sources Glass waste - Recycling Glassware CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS BIOQUIMICOS Engenharia/Tecnologia/Gestão In order to recycle photovoltaic modules, provided by the Federal University of Technological Paraná – Campus Pato Branco/PR, researchers have investigated ways to mitigate this problem. With the expansion of the use of photovoltaic panels for energy generation, studies predict an accumulation of up to 78 million tons of waste from photovoltaic panels in 2050. Thus, in this work the module compositions and the recycling of the panel’s glass cover were studied, since the glass of a silicon solar panel accounts for about 2/3 of the device's weight. The recycling methods often require to broke the panel, which maintain the glass cover in lowvalue fragments. Here, we demonstrate that the glass can be recovered through a technical process, without being broken. Due to its chemical and mechanical resistance, this glass would be ready to be reused without the need to be melted again, bringing with it important energy savings and carbon emissions related to its production. The material would be ready to be used in another solar panel, as an architectural material or other application. In addition, we used Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIRATR), Raman, Thermal Analysis, XRay Diffractometry (XRD), Optical Absorption Spectroscopy (UVVis), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energydispersive Xray spectroscopy (EDS) to confirm the composition of the remaining components as well as to identify aging. We confirmed that our case study panel has a composition similar to most silicon solar panels on the market, and the results indicated that it would be feasible to recover the glass in most of these devices, thus, reducing carbon emissions from the industrial photovoltaic system in more than 2 million tons per year. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) No intuito de reciclar módulos fotovoltaicos, cedido pela Universidade Tecnológica do Paraná – Campus Pato Branco/PR, pesquisadores têm investigado formas de mitigar essa problemática. Com a expansão do uso dos painéis fotovoltaicos, para a geração energética, estudos preveem um acúmulo de até 78 milhões de toneladas de resíduos de painéis fotovoltaicos em 2050. Dessa forma, neste trabalho foram estudadas as composições do módulo e a reciclagem da cobertura de vidro do painel, pois o vidro de um painel solar de silício é responsável por cerca de 2/3 do peso do dispositivo. Os métodos de reciclagem geralmente exigem que o painel seja quebrado, o que mantém a tampa de vidro em fragmentos de baixo valor. Aqui, demonstramos que o vidro pode ser recuperado sem quebrar por meio de um processo técnico. Devido à sua resistência química e mecânica, este vidro estaria pronto para ser reaproveitado sem a necessidade de fundilo novamente, trazendo com isso importante economia de energia, e emissão de carbono relacionados à sua produção. O material estaria pronto para ser utilizado em outro painel solar ou, ainda, como material de arquitetura ou outra aplicação. Além disso, utilizamos Espectroscopias de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIRATR), Raman, Análise Térmica, Difratometria de Raios X (DRX), Espectroscopia de Absorção Óptica (UVVis), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Raios X por Dispersão em Energia (EDS) para confirmar a composição dos componentes remanescentes, bem como para identificar o envelhecimento. Confirmamos que nosso painel de estudo caso tem uma composição semelhante à maioria dos painéis solares de silício do mercado, e os resultados indicaram que seria viável recuperar o vidro na maioria desses dispositivos e, assim, reduzir as emissões de carbono do sistema fotovoltaico industrial em mais de 2 milhões de toneladas a cada ano. 2021-11-05T12:39:57Z 2021-11-05T12:39:57Z 2021-08-27 masterThesis TONHOLI, Francisnara. Ciclo de vida de painéis fotovoltaicos: recuperação do vidro como alternativa ao descarte. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26281 por openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco Brasil Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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In order to recycle photovoltaic modules, provided by the Federal University of Technological Paraná – Campus Pato Branco/PR, researchers have investigated ways to mitigate this problem. With the expansion of the use of photovoltaic panels for energy generation, studies predict an accumulation of up to 78 million tons of waste from photovoltaic panels in 2050. Thus, in this work the module compositions and the recycling of the panel’s glass cover were studied, since the glass of a silicon solar panel accounts for about 2/3 of the device's weight. The recycling methods often require to broke the panel, which maintain the glass cover in lowvalue fragments. Here, we demonstrate that the glass can be recovered through a technical process, without being broken. Due to its chemical and mechanical resistance, this glass would be ready to be reused without the need to be melted again, bringing with it important energy savings and carbon emissions related to its production. The material would be ready to be used in another solar panel, as an architectural material or other application. In addition, we used Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIRATR), Raman, Thermal Analysis, XRay Diffractometry (XRD), Optical Absorption Spectroscopy (UVVis), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energydispersive Xray spectroscopy (EDS) to confirm the composition of the remaining components as well as to identify aging. We confirmed that our case study panel has a composition similar to most silicon solar panels on the market, and the results indicated that it would be feasible to recover the glass in most of these devices, thus, reducing carbon emissions from the industrial photovoltaic system in more than 2 million tons per year. |
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TONHOLI, Francisnara. Ciclo de vida de painéis fotovoltaicos: recuperação do vidro como alternativa ao descarte. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2021. |
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