光伏組件回收的標(biāo)準(zhǔn)與方法

  按照一般的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，光伏組件的壽命期為25年。2009年**批特許權(quán)項(xiàng)目，以及金太陽、光伏建筑一體化項(xiàng)目投產(chǎn)的項(xiàng)目，迄今已經(jīng)有10年以上的歷史，大量光伏組件將進(jìn)入回收期。

  早期，由于光伏組件轉(zhuǎn)換效率低，2013年市場(chǎng)主流功率長期為250W以內(nèi)。如果當(dāng)時(shí)是250W組件重量計(jì)算，1GW組件折合約8萬噸。

  截*2013年底，我國累計(jì)光伏裝機(jī)約19臺(tái).2GW，到2038年，將產(chǎn)生153萬噸廢棄組件，不包括報(bào)廢組件和技術(shù)改造的替代組件。

  除鋁和玻璃外，光伏組件的大部分材料都是可回收材料，還含有銀、鋯、鎵等稀有金屬。雖然這些稀有金屬只占組件重量的1%，但它們具有很大的回收價(jià)值?；厥展夥M件可以節(jié)約資源，減少原有資源的開采，減少資源提煉的能耗， 從而減少生態(tài)環(huán)境的影響和破壞。因此，光伏組件的回收和無害化處理是國際、國內(nèi)工業(yè)和環(huán)境界非常關(guān)注的問題。

  近日，在中國光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)主辦的廢光伏組件在線研討會(huì)上，中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所裴惠川作了題為光伏組件回收標(biāo)準(zhǔn)介紹的介紹

  1、國際情況

  2、國內(nèi)情況

  1光伏組件的組成

  首先，讓我們來看看光伏組件的結(jié)構(gòu)和重量組成，如下圖所示：

  歐盟PV CYCLE組織織的研究表明，一塊250W例如，玻璃約占總重量的70%，鋁70%，鋁框約占18%，半導(dǎo)體材料約占4%。這樣，太陽能組件的大部分重量來自可回收材料。此外，研究還指出，雖然太陽能組件中所含的銀、鋯、鎵等稀有金屬僅占組件總質(zhì)量的1~2%，但仍具有回收價(jià)值。

  2光伏組件回收方法

  回收廢光伏組件時(shí)，需要拆卸組件，去除鋁框、玻璃和接線盒，獲得硅晶片。有效完整的硅晶片回收方法包括無機(jī)酸溶解和熱處理。其中，后者分為固定容器熱處理和流化床反應(yīng)器熱處理。

  1)無機(jī)酸溶解法

  在一定的溫度條件下，將硝酸與過氧化氮混合一段時(shí)間EVA溶解，與玻璃分類。這種方法可以保持晶硅片的完整性，但需要進(jìn)一步處理。

  2)固定容器熱處理法

  將光伏組件放入焚燒爐中，設(shè)置600反應(yīng)溫度℃焚燒。焚燒完成后，手動(dòng)分離電池、玻璃和邊框。各種回收材料進(jìn)入相應(yīng)的回收程序，塑料材料完全焚燒。

  3)流化床反應(yīng)器熱處理法

  廢棄光伏組件采用流化床反應(yīng)器進(jìn)行熱處理。將細(xì)砂放入流化床反應(yīng)器中，在一定溫度、流速的空氣作用下，細(xì)砂處于熱流狀態(tài)，具有液體的物理性質(zhì)。將組件放入流化床中，EVA背板材料在反應(yīng)器中氣化，廢氣從反應(yīng)器進(jìn)入二次燃燒室，作為反應(yīng)器的熱源。對(duì)于厚度超過400微米的電池片，可回收完好的硅片。由于制造技術(shù)的不斷發(fā)展，電池片一代又一代地變薄，熱處理方法無法獲得完整的硅片，因此只能適用于硅回收。

  除上述三種方法外，還有有機(jī)酸溶解法和物理分離法

  4)有機(jī)酸溶解法

  用有機(jī)溶劑溶脹EVA，實(shí)現(xiàn)電池片的分離，EVA、玻璃和背板的目的。這種方法需要很長時(shí)間，大約7天是一個(gè)反應(yīng)周期。EVA膨脹后使電池片破碎且存在有機(jī)廢液處理問題，因此該法仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

  5)物理分離法

  首先拆除組件鋁框和接線盒，然后粉碎無框組件，分離錫焊帶和玻璃顆粒，其余部分研磨，獲得金屬、硅粉、背板顆粒和靜電分離EVA顆粒。該方法*終得到了不同材料的混合物，未能完全分離單個(gè)組分，仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。

  結(jié)合國內(nèi)外報(bào)廢光伏組件的技術(shù)方法和經(jīng)驗(yàn)，

  無機(jī)酸和有機(jī)酸溶解：僅用于EVA不考慮邊框拆除和硅晶片再利用，剩余廢液難以處理。

  物理分離法：不完善，不能分離單個(gè)組分。

  可結(jié)合多種處理方法，取長補(bǔ)短，探索合適的光伏組件處理方法。

  結(jié)合國內(nèi)外報(bào)廢光伏組件的技術(shù)方法和經(jīng)驗(yàn)，

  無機(jī)酸和有機(jī)酸溶解：僅用于EVA不考慮邊框拆除和硅晶片再利用，剩余廢液難以處理。

  物理分離法：不完善，不能分離單個(gè)組分。

  可結(jié)合多種處理方法，取長補(bǔ)短，探索合適的光伏組件處理方法。

  3光伏組件的回收工藝

  由First Solar提出的較成熟的光伏組件回收流程如下圖所示：

  4光伏組件回收的難點(diǎn)

  1. 技術(shù)水平：無害化處理、廢氣、廢液、廢物收集處理

  在光伏組件的回收過程中，氟化物背板給人們帶來了一個(gè)問題。碳氟化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)極其堅(jiān)固，通常的埋處理方法甚*不能在幾千年內(nèi)降解成分；此外，氟化物非常有毒，如果焚燒會(huì)產(chǎn)生氟化氫和其他有毒氣體。我以前聽說過光伏電站著火后，救援人員發(fā)生了氟化物中毒。目前正在崛起PET薄膜背板可以解決上述問題。

  2. 經(jīng)濟(jì)效益：回收組件經(jīng)濟(jì)效益低，光伏組件市場(chǎng)回收能力小

  由于光伏組件的高回收成本，如回收組件的設(shè)備采購和維護(hù)是一個(gè)額外的成本。光伏組件的回收利潤很低。實(shí)現(xiàn)廢光伏組件的大規(guī)?；厥漳繕?biāo)還有很長的路要走。

  3. 政策法規(guī)：國內(nèi)光伏組件回收或光伏組件無害化處理的政策法規(guī)仍然空白

  目前，國際和國內(nèi)光伏組件回收有多種可行的技術(shù)路線，但由于目前國內(nèi)光伏組件回收規(guī)模較小，沒有形成相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈。因此，在政策法規(guī)方面，也需要相關(guān)政策的指導(dǎo)和要求來填補(bǔ)這一空白。

  來源：智匯光伏

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