CN110491969A - 一种晶硅光伏组件的回收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶硅光伏组件的回收方法及装置。方法为：将待回收的晶硅光伏组件去掉外部的接线盒和铝边框后，加热使各EVA层软化；然后用金属刀具/金属丝沿不同EVA层进行切割，使玻璃层、电池片层或背板层与其它部分分离，将各部分单独回收即可。回收装置包括用于切割EVA层的金属刀具/金属丝，用于固定金属刀具/金属丝的支架，用于加热待回收的晶硅光伏组件的加热腔体及用于传送待回收的晶硅光伏组件或支架的传送带。本发明简单有效地对待回收晶硅光伏组件的EVA层进行分离操作，对晶硅组件的各部分主材进行了有效的回收，简便易行，精度可控，能耗小，不会产生有害气体，利于环保，且更容易得到较完整的回收材料，主材回收率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶硅光伏组件的回收方法及装置，属于太阳能电池技术领域。
背景技术
光伏组件是把太阳能转换为电能的装置，工作环境为暴露的户外环境，光伏组件的使用都有一定的寿命，一般要求为25年。光伏组件中的硅、铝、银、玻璃等有价值的资源，大部分都能够通过回收实现循环再利用，减少对原生资源开采，降低资源提炼的耗能，从而减轻生态环境影响及破坏。
随着全球光伏电站装机量不断增加，光伏组件退役后的回收也成为重要问题。失效的晶硅光伏组件中EVA的粘结力是主要作用力，如何破坏该作用力实现组件主要部分的分离是回收的核心问题。失效的晶硅光伏组件中EVA的粘结力是主要作用力，根据不同破坏粘结力的方法，可以将主要回收技术路线分为以下几个大的类别：
第一类为物理法，主要是采用物理破碎的方法分离回收组件，破碎后的材料需要进行进一步的筛选分类。主要的工艺过程是对回收的组件进行去除边框处理后进行物理破碎为颗粒，通过对颗粒进行筛分，将小颗粒的混合物进一步处理后分选或直接进行分选，多采用静电筛分。如PV CYCLE及国内的英利都采用或研究过此类方法。此类方法的优点在于：不使用化学溶剂，也不产生化学气体，环保性好；操作较简单，易于大规模生产；回收效率较高。
第二类为热解法，主要是采用高温使得组件中起粘结作用的EVA被反应掉，由于EVA在500℃的情况下热失重可以达到100％，所以EVA在500℃的高温反应下可以全部去除，从而破坏其粘性分离开组件的各个主要部件。该方法的主要工艺过程是将回收组件进行拆框处理后直接进行500℃以上的加热处理，对加热后的组件进行各部件的分离，该方法有可能得到完整的部件。德国solar world及Deutsche solar AG等公司都采用此类方法。此类方法的优点在于：可能得到完整部件直接利用；化学物质产生量较少；材料的回收纯度及回收率较高。
第三类为溶剂法，这种方法采用溶剂对EVA进行溶解或溶胀，使其与组件其他部分分离，从而得到组件的各个部分。美国的first solar公司提出了较成熟的光伏组件回收流程，其核心是使用反应釜将组件颗粒进行固液分离，将金属和硅材料溶解，高分子材料和玻璃作为不溶物析出。比利时BP Solar公司的T.Brnton等将无背板的36个电池片组成的组件浸泡在60℃的硝酸中25h，成功分离了EVA、玻璃板和电池片。此方法只针对EVA去除，并在溶解过程中会产生氮氧化物等有害气体。日韩等高校及研究机构也采用此方法进行试验。此类方法的优点在于：可以得到完整部件直接利用；方法易于实现。
除以上方法外还有电热丝切割法，利用电热丝加热对EVA层进行切割，另外还有以上几种方法进行联合实验的工艺方法，比如热解法与溶剂法结合，物理法与热解法结合等。
现有的几种晶硅组件回收技术都有各自的问题和缺点：
物理法回收晶硅组件虽然操作简单，但是该方法的缺点也是很突出的，物理法回收需要的能耗较高；需破碎的部件多，增加再利用的成本和流程；由于整体进行混合物破碎，且组件各部分之间胶合的比较紧密，分离的各物质纯度受影响，再利用有一定的难度。
热解法回收晶硅组件由于将EVA全部分解，该方法回收的能耗较高，且包含众多物理化学反应过程，对高纯度物质取得有影响，在高温过程中需要将全部的有机物高温反应掉，会产生大量有害气体危害环境。
溶剂法回收晶硅组件可以获得较完整的部件，也是易于实现的一种方法，但是该方法的反应时间普遍较长，回收效率低，且会产生大量的废气废液对环境产生很大的危害，是不适应于实际规模使用的一种方法。
电热丝切割法由于电热丝很细，且组件尺寸比较大，切割时的对准以及电热丝切割受到来自EVA的较大阻力时能否保证有效的切割都是该方法存在的明显问题。
以上回收方法从操作难易程度，对环境的影响以及材料回收的纯度等方面都存在一定的弊端。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有回收方法污染环境、能耗高、分离材料纯度不高等。
为了解决上述问题，本发明提供了一种晶硅光伏组件的回收方法，其特征在于，将待回收的晶硅光伏组件去掉外部的接线盒和铝边框后，加热使各EVA层软化；然后用金属刀具/金属丝沿不同EVA层进行切割，使玻璃层、电池片层或背板层与其它部分分离，将各部分单独回收即可。可以使用手动操作对EVA层进行切割，也可以采用自动化装置对其进行切割。
优选地，所述晶硅光伏组件包括依次复合的前表面玻璃层、第一EVA层、电池片层、第二EVA层、后表面玻璃层/背板层。
优选地，所述金属刀具/金属丝切割时根据需要进行加热或不加热。
优选地，所述待回收的晶硅光伏组件或金属刀具/金属丝切割时的加热温度为180～260℃。
本发明还提供了一种晶硅光伏组件的回收装置，其特征在于，包括用于切割EVA层的金属刀具/金属丝，用于固定金属刀具/金属丝的支架，用于加热待回收的晶硅光伏组件的加热腔体及用于传送待回收的晶硅光伏组件或支架的传送带。
优选地，所述金属刀具/金属丝的材质为镍铬合金。
优选地，所述金属刀具/金属丝的刀刃厚度/丝径为10μm～1mm。
优选地，所述支架为高度可调结构。支架包括可相互调节的上下两部分，两部分分别设有多个安装孔，可以通过螺栓连接固定的两部分，或者两部分为可调节的夹持结构。
优选地，所述加热腔体为宽度与待回收的晶硅光伏组件相配合、长度不小于待回收的晶硅光伏组件长度的整体加热腔体或长度小于待回收的晶硅光伏组件长度的局部加热腔体。
本发明简单有效地对待回收晶硅光伏组件的EVA层进行分离操作，对晶硅组件的各部分主材进行了有效的回收，简便易行，精度可控，能耗小，不会产生有害气体，利于环保，且更容易得到较完整的回收材料，主材回收率高。
附图说明
图1为实施例1提供的晶硅光伏组件的回收装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
如图1所示，为本发明提供的一种晶硅光伏组件的回收装置，其包括用于切割EVA层的金属刀具3，用于固定金属刀具3的支架2，用于加热待回收的晶硅光伏组件5的加热腔体4及用于传送待回收的晶硅光伏组件5传送带1。
所述金属刀具3的材质为镍铬合金，金属刀具3的刀刃厚度为1mm。
所述支架2为高度可调结构。支架2包括可相互调节的上下两部分，两部分分别设有多个安装孔，可以通过螺栓连接固定的两部分。
所述加热腔体4的宽度与待回收的晶硅光伏组件5相配合、长度大于待回收的晶硅光伏组件5长度的整体加热腔体。
一种晶硅光伏组件的回收方法：
该晶硅光伏组件包括依次复合的前表面玻璃层6、第一EVA层7、电池片层8、第二EVA层9、后表面玻璃层/背板层10，将待回收的晶硅光伏组件5去掉外部的接线盒和铝边框后，放置在传送带1上，传送带1带动待回收的晶硅光伏组件5向加热腔体4运动；待回收的晶硅光伏组件5经加热腔体4加热至180℃使第一EVA层7、第二EVA层9软化；然后经固定在加热腔体4后侧的金属刀具3沿第一EVA层7进行切割，使前表面玻璃层6与电池片层8分离；调整支架2与金属刀具3的高度，将经过一次切割的待回收的晶硅光伏组件5放置在加热腔体4前侧的传送带1上，再次经过加热腔体4加热，并经固定在加热腔体4后侧的金属刀具3沿第二EVA层9进行切割，使电池片层8与后表面玻璃层/背板层10，将前表面玻璃层6、电池片层8、后表面玻璃层/背板层10单独回收即可。所述金属刀具3切割时加热至220℃。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，用金属丝3代替金属刀，其丝径为10μm；支架2的两部分为可调节的夹持结构，支架2与传送带1固定；加热腔体4为长度小于待回收的晶硅光伏组件5长度的局部加热腔体。
一种晶硅光伏组件的回收方法：
该晶硅光伏组件包括依次复合的前表面玻璃层6、第一EVA层7、电池片层8、第二EVA层9、后表面玻璃层/背板层10，将待回收的晶硅光伏组件5去掉外部的接线盒和铝边框后，放置在加热腔体4下方的底板上，传送带1沿底板运动；待回收的晶硅光伏组件5经加热腔体4加热至260℃使第一EVA层7、第二EVA层9软化，开启传送带1，传送带1带动支架2及金属丝3向将待回收的晶硅光伏组件5运动，沿第一EVA层7进行切割，使前表面玻璃层6与电池片层8分离；调整支架2与金属丝3的高度，开启传送带1向相反方向、即朝着待回收的晶硅光伏组件5运动，沿第二EVA层9进行切割，使电池片层8与后表面玻璃层/背板层10，将前表面玻璃层6、电池片层8、后表面玻璃层/背板层10单独回收即可。
Claims (9)
1.一种晶硅光伏组件的回收方法，其特征在于，将待回收的晶硅光伏组件(5)去掉外部的接线盒和铝边框后，加热使各EVA层软化；然后用金属刀具/金属丝(3)沿不同EVA层进行切割，使玻璃层、电池片层或背板层与其它部分分离，将各部分单独回收即可。
2.如权利要求1所述的晶硅光伏组件的回收方法，其特征在于，所述晶硅光伏组件包括依次复合的前表面玻璃层(6)、第一EVA层(7)、电池片层(8)、第二EVA层(9)、后表面玻璃层/背板层(10)。
3.如权利要求1所述的晶硅光伏组件的回收方法，其特征在于，所述金属刀具/金属丝(3)切割时根据需要进行加热或不加热。
4.如权利要求1或3所述的晶硅光伏组件的回收方法，其特征在于，所述待回收的晶硅光伏组件(5)或金属刀具/金属丝(3)切割时的加热温度为180～260℃。
5.一种晶硅光伏组件的回收装置，其特征在于，包括用于切割EVA层的金属刀具/金属丝(3)，用于固定金属刀具/金属丝(3)的支架(2)，用于加热待回收的晶硅光伏组件(5)的加热腔体(4)及用于传送待回收的晶硅光伏组件(5)或支架(2)的传送带(1)。
6.如权利要求5所述的晶硅光伏组件的回收装置，其特征在于，所述金属刀具/金属丝(3)的材质为镍铬合金。
7.如权利要求5所述的晶硅光伏组件的回收装置，其特征在于，所述金属刀具/金属丝(3)的刀刃厚度/丝径为10μm～1mm。
8.如权利要求5所述的晶硅光伏组件的回收装置，其特征在于，所述支架(2)为高度可调结构。
9.如权利要求5所述的晶硅光伏组件的回收装置，其特征在于，所述加热腔体(4)为宽度与待回收的晶硅光伏组件(5)相配合、长度不小于待回收的晶硅光伏组件(5)长度的整体加热腔体或长度小于待回收的晶硅光伏组件(5)长度的局部加热腔体。
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