Fotovoltaik panellerin delaminasyonunda alternatif yöntemlerin denenmesi
Trials of alternative methods for delamination of photovoltaic panels
Yazar: SADIK CAN KARAGÖZ
Danışman: PROF. DR. MELİH SONER ÇELİKTAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı / Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Enerji = Energy ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tez kapsamında da FV modüllerin geri dönüşümü sürecindeki temel bir proses olan ve günümüz FV geri dönüşüm sürecinin en fazla çevresel yüke sahip olan proseslerinden biri olan delaminasyon prosesi için alternatif bir yöntem geliştirilmeye çalışılmıştır. Bu amaçla c-Si FV modüllerde laminasyon işlemi için genellikle tercih edilen Etilen Vinil Asetat (EVA) kopolimerinin literatürde örneği olmayan bir yöntem olarak biyoteknolojik bir yaklaşımla enzimatik parçalanması ile delaminasyonun gerçekleşmesi için yaklaşımda bulunulmuştur. FV modül delaminasyonunun belirlenmesi adına skor bazlı yeni bir delaminasyon hesaplama tekniği önerilmiştir. Enzimatik delaminasyon sürecin iyileştirilmesi için destekleyici mekanizmalar geliştirilmiştir. Bunlar, termal ve mekanik ön işlem uygulamaları, bilinen bir çözgen olarak tolüen çözgeni desteği ve tolüene alternatif olacağı ve enzimatik aktiviteyi artıracağı düşünülen rafine bitkisel yağ (ayçiçek yağı) uygulamasıdır. Bu çalışma ile tolüenin EVA üzerindeki etkinliği bir kez daha gösterilmiştir. Ayrıca yağ uygulamasının tolüene alternatif bir uygulama olacağı, enzim ile yağ kullanımının delaminasyona ilave fayda sağlayacağı bu çalıma ile ilk kez ortaya konmuştur. Geliştirilen yöntem ile FV'nin tüm katmanları değerli metallere zarar verilmeden %100 oranda ayrılmıştır. Sonuçlar istatistiksel analizler ve karakterizasyon analizleriyle desteklenmiştir. Delaminasyonda yağ ve enzim kullanımının önerilmesi döngüsel ekonomi için yeni bir araştırma sahası sunmaktadır.

Abstract:
Within the scope of this thesis, an alternative method has been attempted for the delamination process, which is a fundamental step in the recycling process of photovoltaic (PV) modules and is one of the processes with the highest environmental burden in today's PV recycling processes. For this purpose, an unprecedented approach has been proposed for the enzymatic delamination of Ethylene Vinyl Acetate (EVA) copolymer, which is commonly preferred for lamination in c-Si PV modules. A novel delamination calculation technique based on scores has been developed and suggested to determine PV module delamination. Supporting mechanisms have been developed to improve the enzymatic delamination process. These include thermal and mechanical pretreatment applications, support with toluene solvent, which is a known solvent, and the application of refined vegetable oil (sunflower oil), which is considered an alternative to toluene and is believed to enhance enzymatic activity. With this study, the effectiveness of toluene on EVA has been demonstrated once again. Additionally, it is proposed for the first time in this study that the oil application could be an alternative to toluene and that the combined use of enzymes and oil could provide additional benefits for delamination. Using the developed method, all layers of the PV module have been separated 100% without causing damage to valuable metals. The results are supported by statistical analyses and characterization studies. The recommendation of using oil and enzymes in delamination opens up a new research field for circular economy.