Abordagem Termoquímica da Reciclagem de Painéis Fotovoltaicos e Valorização das Frações Obtidas. Recuperação de Energia e Ensaios de Incorporação em Materiais de Construção.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10362/160828 |
Resumo: | A tecnologia fotovoltaica tem uma aplicação crescente nos últimos anos e se apresenta como uma fonte fiável, para suprir as necessidades energéticas mundiais. No entanto, é ne- cessário desenvolver métodos de reciclagem e recuperação de materiais a partir dos resíduos gerados pelo uso desse tipo de tecnologia, uma vez que o tempo de vida útil de um painel varia entre 25 e 30 anos. Esta tese teve como objetivo estudar um processo alternativo de reciclagem para painéis baseado na degradação térmica do material, sem um processamento mecânico prévio. Foi estudada a decomposição térmica dos painéis a diferentes temperaturas e foi selecionada a temperatura de 500 ºC como a que permite uma desagregação espontânea dos diferentes componentes de painel e origina como produtos: 75,7% de resíduo de vidro, 0,8% de contactores metálicos, 4.8% de células fotovoltaicas, 2,0% de resíduo carbonoso e 16,7% de gases pirolíticos. O polímero original e o resíduo carbonoso foram caracterizados quanto à sua composição imediata e elementar e foi realizada a estimativa da composição elementar e poder calorífico inferior (PCI) dos produtos gasosos. O processo desenvolvido permite obter um gás com 70,6% de carbono e um PCI de 35,4 MJ/kg. A fração de células fotovoltaicas apresentou concentrações de Si, Ti, Fe, Ca, Al, Ag situadas entre 368,0 e 2,39 g/kg, o que permite considerar a sua recuperação parcial. No trabalho também se realizou a avaliação da incorporação dos resíduos de vidro em materiais para a construção civil, como substituinte da areia, obtendo-se resultados positivos na avaliação das propriedades das ar- gamassas frescas. O balanço energético do processo permite garantir a sua autonomia ener- gética e ainda obter alguma energia em excesso para produção de energia elétrica. |
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Abordagem Termoquímica da Reciclagem de Painéis Fotovoltaicos e Valorização das Frações Obtidas. Recuperação de Energia e Ensaios de Incorporação em Materiais de Construção.módulos solares em fim de vidareciclagem painel solarvalorização de resíduosincorporação de resíduo de vidro em materiais de construçãoanálise de componentes em painéis solaresDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasA tecnologia fotovoltaica tem uma aplicação crescente nos últimos anos e se apresenta como uma fonte fiável, para suprir as necessidades energéticas mundiais. No entanto, é ne- cessário desenvolver métodos de reciclagem e recuperação de materiais a partir dos resíduos gerados pelo uso desse tipo de tecnologia, uma vez que o tempo de vida útil de um painel varia entre 25 e 30 anos. Esta tese teve como objetivo estudar um processo alternativo de reciclagem para painéis baseado na degradação térmica do material, sem um processamento mecânico prévio. Foi estudada a decomposição térmica dos painéis a diferentes temperaturas e foi selecionada a temperatura de 500 ºC como a que permite uma desagregação espontânea dos diferentes componentes de painel e origina como produtos: 75,7% de resíduo de vidro, 0,8% de contactores metálicos, 4.8% de células fotovoltaicas, 2,0% de resíduo carbonoso e 16,7% de gases pirolíticos. O polímero original e o resíduo carbonoso foram caracterizados quanto à sua composição imediata e elementar e foi realizada a estimativa da composição elementar e poder calorífico inferior (PCI) dos produtos gasosos. O processo desenvolvido permite obter um gás com 70,6% de carbono e um PCI de 35,4 MJ/kg. A fração de células fotovoltaicas apresentou concentrações de Si, Ti, Fe, Ca, Al, Ag situadas entre 368,0 e 2,39 g/kg, o que permite considerar a sua recuperação parcial. No trabalho também se realizou a avaliação da incorporação dos resíduos de vidro em materiais para a construção civil, como substituinte da areia, obtendo-se resultados positivos na avaliação das propriedades das ar- gamassas frescas. O balanço energético do processo permite garantir a sua autonomia ener- gética e ainda obter alguma energia em excesso para produção de energia elétrica.Photovoltaic technology has been increasingly used in recent years and presents itself as a reliable source to meet the world's energy needs. However, it is necessary to develop methods for recycling and recovering materials from the waste generated by the use of this type of technology, since the useful life of a panel varies between 25 and 30 years. This thesis aimed to study an alternative recycling process for panels based on the ther- mal degradation of the material, without previous mechanical processing. The thermal decom- position of the panels at different temperatures was studied and a temperature of 500 ºC was selected as the one that allows a spontaneous disintegration of the different panel components and gives rise to the following products: 75.7% of waste glass, 0.8% of contact -metallic towers, 4.8% photovoltaic cells, 2.0% carbon residue and 16.7% pyrolytic gases. The original polymer and the carbonaceous residue were characterized as to their immediate and elemental com- position and the estimation of the elemental composition and lower calorific value (PCI) of the gaseous products was performed. The process developed allows obtaining a gas with 70.6% carbon and a PCI of 35.4 MJ/kg. The fraction of photovoltaic cells presented concentrations of Si, Ti, Fe, Ca, Al, Ag situated between 368.0 and 2.39 g/kg, which allows considering its partial recovery. The work also carried out an evaluation of the incorporation of glass residues in ma- terials for civil construction, as a substitute for sand, obtaining positive results in the evaluation of the properties of fresh mortars. The energy balance of the process allows to guarantee its energy autonomy and still obtain some energy in excess to produce electric energy.Gonçalves, Maria MargaridaRUNRamos, Pedro Camilo2023-12-04T11:41:13Z2022-012022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10362/160828porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-03-11T05:43:34Zoai:run.unl.pt:10362/160828Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T03:58:13.575042Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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