Σταθεροποίηση αποβλήτων από φωτοβολταϊκά 2ης γενιάς

Κελέση, Μαρία; Kelesi, Maria

dc.contributor.author	Κελέση, Μαρία	el
dc.contributor.author	Kelesi, Maria	en
dc.date.accessioned	2021-12-29T10:53:49Z
dc.date.available	2021-12-29T10:53:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54265
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21963
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Φωτοβολταϊκά 2ης γενιάς	el
dc.subject	Απόβλητα MIASOL/ CIS	el
dc.subject	Δοκίμια τσιμέντου	el
dc.subject	Μηχανικές αντοχές	el
dc.subject	Υδατοαπορροφητικότητα	el
dc.subject	2nd generation photovoltaics	en
dc.subject	MIASOL/ CIS waste	en
dc.subject	Cement secimens	en
dc.subject	Mechanical strength	en
dc.subject	Water absorption	en
dc.title	Σταθεροποίηση αποβλήτων από φωτοβολταϊκά 2ης γενιάς	el
dc.title	Stabilization of Wastes from 2nd Generation Photovoltaics	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Σύνθεση και Ανάπτυξη Βιομηχανικών Διαδικασιών/ Περιβάλλον	el
heal.classification	Synthesis and Development of Industrial Processes/ Environment	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-06
heal.abstract	Την σημερινή εποχή κρίνεται απαραίτητη η αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, για την προστασία του περιβάλλοντος από τις βλαβερές εκπομπές των συμβατικών πηγών ενέργειας. Η ανάπτυξη της βιομηχανίας των φωτοβολταϊκών είναι ραγδαία, για αυτό και είναι αναγκαία η σωστή διαχείρισής τους στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Απαιτείται ο διαχωρισμός και ανάκτηση των πρώτων υλών τους, με την παράλληλη αντιμετώπιση των δυνητικά τοξικών προς το περιβάλλον στοιχείων τους. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, εξετάζεται η προοπτική της ανακύκλωσης μέσω εγκλεισμού, με πρώτη ύλη τσιμέντο, δύο αποβλήτων, τα οποία προέρχονται από δύο διαφορετικά είδη φωτοβολταϊκών 2ης γενιάς, τύπου CIGS και CIS αντίστοιχα, στο τέλος του κύκλου ζωής τους. Παράλληλα, μελετώνται οι μηχανικές αντοχές και η υδατοαπορροφητικότητα των δοκιμίων και επιδιώκεται η σταθεροποίηση ποσοτήτων των αποβλήτων, για την αποφυγή διάχυσής τους στο περιβάλλον. Τα δύο είδη φωτοβολταϊκών 2 ης γενιάς, επεξεργάστηκαν μηχανικά και ανακτήθηκαν ποσότητες αποβλήτων MIASOL και CIS. Τα δύο απόβλητα οδηγήθηκαν σε μύλο προκειμένου να αποκτήσουν την απαιτούμενη κοκκομετρία. Τα ανακτημένα απόβλητα, συμβάλλουν στην κατασκευή δοκιμίων τσιμέντου, που περιείχαν 1-20 % w/w των προαναφερθέντων κλασμάτων ως υποκατάστατο ,σύμφωνα με το EN 196-1 με αναλογίες 1 % w/w, 2,5 % w/w, 5 % w/w και 10 % w/w, 15 % w/w, 20 % w/w, αντίστοιχα για το κάθε απόβλητο. Τα δοκίμια υποβλήθηκαν σε μετρήσεις των μηχανικών αντοχών σε κάμψη και θλίψη για 2, 7 και 28 ημέρες παραμονής σε νερό. Το δοκίμιο που περιέχει 20% w/w απόβλητου CIS παρουσιάζει μέγιστη αντοχή σε κάμψη, κατά 60 % υψηλότερη σε σχέση με την τιμή του δοκιμίου αναφοράς και το δοκίμιο με 15 % w/w απόβλητο MIASOL μέγιστη αντοχή σε θλίψη κατά 57 % υψηλότερη σε σχέση με την τιμή του δοκιμίου αναφοράς. Μετά το πέρας των 28 ημερών, τα δείγματα υποβλήθηκαν σε δοκιμές εκχύλισης (Toxicity Characteristic Leaching Procedure - TCLP) και τα μέταλλα στο διάλυμα εκχύλισης μετρήθηκαν με ICP-OES. Η σταθεροποίηση ήταν επιτυχής καθώς δεν ανιχνεύθηκε σημαντική ποσότητα βλαβερών μετάλλων. Τέλος, πραγματοποιήθηκε μέτρηση της υδατοαπορροφητικότητας μίας ομάδας κυβικών δοκιμίων, τα οποία περιείχαν ως αντικαταστάτες του αδρανούς, 2,5 % w/w και 20 % w/w απόβλητο MIASOL και 2,5 % w/w και 20 % w/w απόβλητο CIS αντίστοιχα, με την τιμή υδατοαπορροφητικότητας του δοκιμίου με 20 % w/w απόβλητο CIS να είναι η χαμηλότερη. Τα προκύπτοντα στοιχεία συνολικά, υποδεικνύουν την δυνατότητα επιτυχούς αξιοποίησης του τσιμέντου με αντικατάσταση μέρους του αδρανούς, από ποσότητες των αποβλήτων MIASOL και CIS, με προέλευση τα φωτοβολταϊκά 2ης γενιάς στο τέλος του κύκλου ζωής τους.	el
heal.abstract	Nowadays, it is considered necessary to use renewable energy sources to protect the environment from harmful emissions from conventional energy sources. The development of the photovoltaic industry is rapid, which is why it is necessary to properly manage them at the end of their life cycle. It is necessary to separate and recover their raw materials while treating their potentially toxic elements. This dissertation examines the prospect of recycling, with cement raw material, two wastes, which come from two different types of 2nd generation photovoltaics, type CIGS and CIS respectively, at the end of their life cycle. At the same time, the mechanical strength and the water absorption of the samples is studied and the stabilization of quantities of waste is sought, in order to avoid their diffusion into the environment. The two types of 2nd generation photovoltaics were mechanically treated and quantities of MIASOL and CIS waste were recovered. The two wastes were ground in a mill to obtain the required granulometry. The recovered waste contributes to the construction of cement samples, which contained 1-20 % w/w of the aforementioned fractions as a substitute, according to EN 196-1 in proportions of 1 % w/w, 2.5 % w/w, 5 % w/w and 10 % w/w, 15 % w/w, 20 % w/w, respectively for each waste. The specimens were subjected to measurements of mechanical flexural and compressive strengths for 2, 7 and 28 days in water. The specimen containing 20 % w/w CIS waste has maximum flexural strength, 60% higher than the reference specimen value and the 15 % w/w MIASOL waste specimen has maximum compressive strength 57 % higher than the reference specimen value. After 28 days the samples were subjected to Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) and the metals in the extraction solution were counted with ICP OES. Stabilization was successful as no significant amounts of harmful metals were detected. Finally, the water absorbency of a group of cubic test pieces was measured, which contained 2.5 % w/w and 20 % w/w MIASOL waste and 2.5 % w/w and 20 % w/w CIS waste, respectively, at the water absorption value of the test sample with 20 % w/w waste. CIS to be the lowest. The resulting data, in general, indicate the possibility of successful utilization of cement by replacing part of the aggregate, from quantities of MIASOL and CIS waste, originating from the 2nd generation photovoltaics at the end of their life cycle.	en
heal.advisorName	Λυμπεράτος, Γεράσιμος	el
heal.advisorName	Lyberatos, Gerasimos	en
heal.committeeMemberName	Τσιβιλής, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Tsivilis, Sotirios	en
heal.committeeMemberName	Μαρούλης, Ζαχαρίας	el
heal.committeeMemberName	Maroulis, Zacharias	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	87 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false