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独家深度分析:光伏组件回收再利用方法及难点分析

文章出处:人气:11发表时间:2018-6-15 15:58:52

   

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    随着近几年光伏行业的迅猛发展,光伏组件回收的技术和政策体系也逐步受到关注,能耗低、污染小,经济可行的光伏组件回收再利用技术路径已经开始研究探索。

    当回收废旧的光伏组件时,需要对组件进行拆分,将铝边框、玻璃和接线盒部分去除,得到硅晶片。

    有效的完整硅晶片光伏组件回收方法有“无机酸溶解法”和“热处理法”。其中,后者又分为“固定容器热处理法”和“流化床反应器热处理法”。

光伏组件回收再利用方法.png

    1、光伏组件回收之无机酸溶解法

    用硝酸和过氧化氮混合酸,在一定的温度条件下,经过一段时间将EVA溶解掉,与玻璃分类。此法可保持晶硅片的完整,但需要进一步对硅晶片进行处理。

    2、光伏组件回收之固定容器热处理法

    将光伏组件放入焚烧炉中,设置反应温度600℃进行焚烧。焚烧完成后,将电池、玻璃和边框等手工分离。光伏组件回收的各类材料进入相应的回收程序,塑料类的材料完全焚烧。

    3、光伏组件回收之流化床反应器热处理法

    使用流化床反应器对废弃光伏组件进行热处理。将细沙放入流化床反应器中,在一定温度、流速的空气作用下,细沙处于滚烫流动状态,具有液体的物理性质。将组件放入流化床中,EVA和背板材料会在反应器中气化,废气则从反应器中进入二次燃烧室,作为反应器的热源。对于厚度达到400微米以上的电池片,可以回收完好的硅片。由于制造技术不断发展,电池片逐代变薄,热处理法已无法获得完好的硅片,因此也只能够适用于回收硅料。

    4、光伏组件回收之有机酸溶解法

    用有机溶剂溶胀EVA,以达到分离电池片、EVA、玻璃和背板的目的。该法所需时间较长,大约7天为一次反应周期。另外,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、光伏组件回收之物理分离法

    先将组件铝边框与接线盒拆除,随后粉碎无框组件,分离涂锡焊带与玻璃颗粒,剩下的部分再进行研磨,用静电分离方法得到金属、硅粉末、背板颗粒和EVA颗粒。该法最终得到是不同材料的混合物,未能实现单一组分的充分分离,仍处于实验室研究阶段。

    各种光伏组件回收方法的优缺点

太阳能组件回收图片.png

    结合国内外已有报废光伏组件的技术方法和经验来看,

    无机酸和有机酸溶解:只针对EVA的去除和分离,未考虑到边框的拆除和硅晶片再利用,且剩下的废液也难处理。

    物理分离法:不够完善,未能分离各单一的组分。

    可采取多种处理方法相结合的方式,取长补短,探索出合适的光伏组件回收处理方法。

    目前全球对废旧光伏组件回收的关注度持续升高,但想要短期内达到很好的效果也很有难度。在我国,也已经开展了相关工作,如国家863课题子任务“光伏设备回收与无害化处理技术研究”。随着我国光伏装机总量逐年上升,将来光伏组件大规模的报废不可避免,因此提早做好规模化、高效、低能耗、低成本的光伏组件回收技术储备才能有备无患,实现可持续发展。

    光伏组件回收中的难点

    1.技术层面:回收组件时的无害化处理,废气、废液、废物收集与处理在光伏组件回收时,含氟背板更是给人们出了一道难题。由于含氟背板含有卤族元素,在组件报废后,若通过焚烧处理会产生氟化氢等毒性气体,改用其他方式,氟同样也很难处理。加之碳氟化合物异常牢固的化学结构,通常的掩埋处理方法在1000年内都无法降解该成分。另外,使用有机/无机酸溶液处理组件后的废液收集和处理也是个难题。

    2.经济效益:回收组件的经济收益低,市场对光伏组件回收动力不大由于光伏组件回收成本高,比如回收组件的设备购置和维护又是一比额外的成本。光伏组件回收的收益低,若要实现对废旧光伏组件进行规模化回收的目标,仍然还有很长的路要走。

    3.政策法规:国内在光伏组件回收方面或光伏组件无害化处理方面的政策法规仍是空白目前国际和国内对于光伏组件回收有多种可行的技术路线,但是由于现阶段国内光伏组件的回收规模较小,也没有形成相应的产业链。因此,在政策和法规方面,还需要相关的政策加以指导和要求,填补这部分空白。

    光伏组件回收的前景

    目前全球对废旧光伏组件回收的关注度持续升高,但想要短期内达到很好的效果也很有难度。光伏回收的倡议已经在欧盟开始执行,PVCYCLE组织预计到2035年全球光伏组件回收将成为总价值达到120亿美元的产业。光伏组件回收不仅可以创造更多的就业机会,而且可以降低太阳能光伏产业对整体环境的影响。

    在我国,也已经开展了相关工作,如国家863课题子任务“光伏设备回收与无害化处理技术研究”。随着我国光伏装机总量逐年上升,不远的将来我国光伏组件大规模的报废不可避免,因此提早做好规模化、高效、低能耗、低成本的光伏组件回收技术储备才能有备无患,实现可持续发展。

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