按照一般的技术标准,光伏组件的寿命期为25年。2009年**批特许权项目,以及金太阳、光伏建筑一体化项目投产的项目,迄今已经有10年以上的历史,大量光伏组件将进入回收期。
早期,由于光伏组件转换效率低,2013年市场主流功率长期为250W以内。如果当时是250W组件重量计算,1GW组件折合约8万吨。
截*2013年底,我国累计光伏装机约19台.2GW,到2038年,将产生153万吨废弃组件,不包括报废组件和技术改造的替代组件。
除铝和玻璃外,光伏组件的大部分材料都是可回收材料,还含有银、锆、镓等稀有金属。虽然这些稀有金属只占组件重量的1%,但它们具有很大的回收价值。回收光伏组件可以节约资源,减少原有资源的开采,减少资源提炼的能耗, 从而减少生态环境的影响和破坏。因此,光伏组件的回收和无害化处理是国际、国内工业和环境界非常关注的问题。
1.国内外组件回收标准近日,在中国光伏产业协会主办的废光伏组件在线研讨会上,中国电子技术标准化研究所裴惠川作了题为光伏组件回收标准介绍的介绍
1、国际情况
2、国内情况
二、组件回收的方法
1光伏组件的组成
首先,让我们来看看光伏组件的结构和重量组成,如下图所示:
欧盟PV CYCLE组织织的研究表明,一块250W例如,玻璃约占总重量的70%,铝70%,铝框约占18%,半导体材料约占4%。这样,太阳能组件的大部分重量来自可回收材料。此外,研究还指出,虽然太阳能组件中所含的银、锆、镓等稀有金属仅占组件总质量的1~2%,但仍具有回收价值。
2光伏组件回收方法
回收废光伏组件时,需要拆卸组件,去除铝框、玻璃和接线盒,获得硅晶片。有效完整的硅晶片回收方法包括无机酸溶解和热处理。其中,后者分为固定容器热处理和流化床反应器热处理。
1)无机酸溶解法
在一定的温度条件下,将硝酸与过氧化氮混合一段时间EVA溶解,与玻璃分类。这种方法可以保持晶硅片的完整性,但需要进一步处理。
2)固定容器热处理法
将光伏组件放入焚烧炉中,设置600反应温度℃焚烧。焚烧完成后,手动分离电池、玻璃和边框。各种回收材料进入相应的回收程序,塑料材料完全焚烧。
3)流化床反应器热处理法
废弃光伏组件采用流化床反应器进行热处理。将细砂放入流化床反应器中,在一定温度、流速的空气作用下,细砂处于热流状态,具有液体的物理性质。将组件放入流化床中,EVA背板材料在反应器中气化,废气从反应器进入二次燃烧室,作为反应器的热源。对于厚度超过400微米的电池片,可回收完好的硅片。由于制造技术的不断发展,电池片一代又一代地变薄,热处理方法无法获得完整的硅片,因此只能适用于硅回收。
除上述三种方法外,还有有机酸溶解法和物理分离法
4)有机酸溶解法
用有机溶剂溶胀EVA,实现电池片的分离,EVA、玻璃和背板的目的。这种方法需要很长时间,大约7天是一个反应周期。EVA膨胀后使电池片破碎且存在有机废液处理问题,因此该法仍处于实验室研究阶段。
5)物理分离法
首先拆除组件铝框和接线盒,然后粉碎无框组件,分离锡焊带和玻璃颗粒,其余部分研磨,获得金属、硅粉、背板颗粒和静电分离EVA颗粒。该方法*终得到了不同材料的混合物,未能完全分离单个组分,仍处于实验室研究阶段。
各种方法的优缺点结合国内外报废光伏组件的技术方法和经验,
无机酸和有机酸溶解:仅用于EVA不考虑边框拆除和硅晶片再利用,剩余废液难以处理。
物理分离法:不完善,不能分离单个组分。
可结合多种处理方法,取长补短,探索合适的光伏组件处理方法。
结合国内外报废光伏组件的技术方法和经验,
无机酸和有机酸溶解:仅用于EVA不考虑边框拆除和硅晶片再利用,剩余废液难以处理。
物理分离法:不完善,不能分离单个组分。
可结合多种处理方法,取长补短,探索合适的光伏组件处理方法。
3光伏组件的回收工艺
由First Solar提出的较成熟的光伏组件回收流程如下图所示:
4光伏组件回收的难点
1. 技术水平:无害化处理、废气、废液、废物收集处理
在光伏组件的回收过程中,氟化物背板给人们带来了一个问题。碳氟化合物的化学结构极其坚固,通常的埋处理方法甚*不能在几千年内降解成分;此外,氟化物非常有毒,如果焚烧会产生氟化氢和其他有毒气体。我以前听说过光伏电站着火后,救援人员发生了氟化物中毒。目前正在崛起PET薄膜背板可以解决上述问题。
2. 经济效益:回收组件经济效益低,光伏组件市场回收能力小
由于光伏组件的高回收成本,如回收组件的设备采购和维护是一个额外的成本。光伏组件的回收利润很低。实现废光伏组件的大规模回收目标还有很长的路要走。
3. 政策法规:国内光伏组件回收或光伏组件无害化处理的政策法规仍然空白
目前,国际和国内光伏组件回收有多种可行的技术路线,但由于目前国内光伏组件回收规模较小,没有形成相应的产业链。因此,在政策法规方面,也需要相关政策的指导和要求来填补这一空白。
来源:智汇光伏
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