Farklı güneş paneli üretim süreçlerinin çevresel etkilerinin lca yöntemi ile karşılaştırılması
The comparison of the environmental impacts of different solar panel manufacturing processes by lca method
Yazar: OLCAYTO DOĞUKAN ERYILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ATIF EMRE DEMET
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş paneli = Solar panel ; Çevresel etki değerlendirme = Environmental impact assesment

Özet:
Günümüzde çevresel sorunlar ve enerji taleplerindeki artış, güneş enerjisinin temiz ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak öne çıkmasını sağlamaktadır. Bu araştırma, güneş paneli üretim süreçlerinde kullanılan farklı yöntemlerin çevresel etkilerini değerlendirmek amacıyla Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi /Life Cycle Assesment (LCA) yöntemini kullanmaktadır. Bu çalışmada, multi-kristal güneş paneli ve kadmiyum tellür (CdTe) ince film güneş paneli üretim süreçlerinin çevresel etkileri incelenmiştir. LCA analizi, güneş paneli üretim süreçlerinin her aşamasında ortaya çıkan çevresel etkileri kapsamlı bir çerçeve içinde değerlendirir. Ham madde çıkarma, üretim, taşıma, kullanım ve bertaraf aşamalarında çeşitli çevresel göstergeler analiz edilmiştir. Özellikle, multi-kristal güneş paneli ve kadmiyum tellür ince film güneş paneli üretim süreçlerindeki dört ana aşama (İngot üretimi, Wafer üretimi, Güneş hücresi üretimi, Güneş paneli üretimi) OpenLCA uygulaması kullanılarak analiz edilmiştir. Çevresel göstergeler arasında enerji tüketimi ve su kullanımı yer almaktadır. LCA yöntemiyle elde edilen veriler, her iki güneş paneli teknolojisinin çevresel göstergeler açısından farklılıklar gösterdiğini ortaya koymaktadır. Polikristal güneş paneli üretiminde kullanılan etil vinil asetat (EVA) için abiyotik tükenme değeri 6,72x10-6 Kg 1,4-DB eq iken, kadmiyum tellür panellerde bu değer 3,66x10-6 Kg 1,4-DB eq olarak hesaplanmıştır. Solar cam üretiminde ise polikristal panellerde 6,41x10-7 Kg 1,4-DB eq, kadmiyum tellür panellerde 6,06x10-7 Kg 1,4-DB eq abiyotik tükenme değeri ölçülmüştür. Bu sonuçlar, kadmiyum tellür panellerin hem daha az enerji tükettiğini hem de daha sürdürülebilir bir seçenek olduğunu ortaya koymaktadır. Elde edilen bulgular, sürdürülebilir enerji üretimine yönelik stratejiler geliştirilirken, endüstride tercih edilecek güneş paneli teknolojilerinin seçiminde rehberlik sağlar. Çalışma, gelecekteki enerji üretimi ve çevresel politika oluşturulması konularında önemli bir rol oynar.

Abstract:
Nowadays, environmental issues and the increasing energy demands highlight the importance of solar energy as a clean and sustainable energy source. This research employs the Life Cycle Assessment (LCA) method to evaluate the environmental impacts of different methods used in solar panel production processes. In this study, the environmental impacts of the production processes of multi-crystalline solar panels and cadmium telluride (CdTe) thin-film solar panels are examined. The LCA analysis comprehensively assesses the environmental impacts arising from each stage of the solar panel production processes. Various environmental indicators are analyzed in the stages of raw material extraction, production, transportation, use, and disposal. Specifically, four main stages in the production processes of multi-crystalline solar panels and cadmium telluride thin-film solar panels (Ingot production, Wafer production, Solar cell production, Solar panel production) were analyzed using the OpenLCA application. The environmental indicators include energy consumption and water usage. The data obtained from the LCA method reveal differences in the environmental indicators of the two solar panel technologies. For ethylene-vinyl acetate (EVA) used in the production of polycrystalline solar panels, the abiotic depletion value is 6,72x10-6 Kg 1,4-DB eq, while for cadmium telluride panels, this value is calculated as 3,66x10-6 Kg 1,4-DB eq. In the production of solar glass, the abiotic depletion value is measured as 6,41x10-7 Kg 1,4-DB eq for polycrystalline panels and 6,06x10-7 Kg 1,4-DB eq for cadmium telluride panels. These results demonstrate that cadmium telluride panels not only consume less energy but also represent a more sustainable option. The findings provide guidance in the selection of solar panel technologies to be preferred in the industry while developing strategies for sustainable energy production. This study plays a significant role in shaping future energy production and environmental policy development.