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光伏组件回收利用现状和回收标准探讨

日期:2020-09-04    来源:大话光伏

国际太阳能光伏网

2020
09/04
14:26
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关键词: 太阳能光伏发电 光伏组件 光伏组件损坏

伴随着太阳能光伏发电产业的突飞猛进,对应的光伏组件的报废量也急剧增加,大型光伏电站,随着时间的推移,维护工作的开展,未到25年寿命的光伏组件的更换也将导致出现大批的废弃光伏组件。

除此外,恶劣天气如沙尘暴、暴雪、暴风、冰雹、泥石流、洪水等对光伏电站带来的严重影响,造成大批的光伏组件损坏

▲ 暴风过后的光伏电站

依照目前市场上光伏组件25年标称使用寿命来估算,到21世纪中期,其报废量将出现激增,届时,废弃光伏组件的处置将会成为十分现实的问题。

而这些光伏组件假如处理不当,将给环境、社会带来负担,从而使原来“绿色”的初衷变得不再“ 绿 色 ”。

如何最大限度的回收利用这些废弃的光伏组件,同时兼顾环境保护与社会效益,是光伏组件回收利用从业者需要考虑的问题。

而如何利用标准化的手段引导整个产业健康有序发展,是相关标准化工作人员需要思考的问题。

1组件回收机构的现状

光伏组件的大部分材料都是可循环再造的材料:除了主体的铝和玻 璃,光 伏 组 件 还 包 含 银、铟 、镓 等 稀 有金 属 。虽然这些金属所占比重很小,约1%,但他们都有重大价 值 。

欧洲知名的光伏组件回收机构有PV CYCLE和CERES CYCLE。

PV CYCLE 成立于2007年,致力于按照WEEE标准提供光伏组件的收集和回收服务,为欧盟27国(EU 27)和欧洲自由贸易联盟(EFTA)国家提供服务,使成员能够符合欧盟及国家的相关废弃物法律。

CERESCYCLE成立于2011年,开创了废旧光伏组件回收的创新性方案,废旧光伏组件可被丢弃在注册的回收点,并由再利用合作方进行处理。

美国知名的光伏组件回收机构——First Solar,有一套完整的产品回收机制。当First Solar每卖出一套产品,就划拨一定比例的销售收入作为回收基金。这个基金由独立的第三方机构所管理。

当购买FirstSolar光伏电池组件的客户在产品使用寿命结束时提出回收要求,第三方基金设立的回收公司会将产品回收,负担回收和循环利用这些产品的成本,同时将回收的光伏电池组件产品精炼后,把其中的部分稀有材料(如碲元素)再卖给First Solar,供其再利用。

在国内,成都中建材光电材料有限公司、河北省凤凰谷零碳发展研究院、珠海兴业绿色建筑科技有限公司等对光伏组件回收利用均有研究。

在开展主营业务的同时,具有一定的回收利用能力。但目前国内尚无专门的废弃光伏组件回收利用机构。

2组件回收利用的标准现状

在国际电工组织(IEC)和国际标准化组织(ISO)两大机构中,IEC/TC 82负责制定与将太阳能转化为电能的光伏系统相关的国际标准,光伏电池和组件工作组(IEC/TC 82/WG 2) 正在研究光伏组件回收利用相关国际标准。光伏建筑一体化工作组(ISO/TC 160/SC 1/WG 9),正在制定光伏组件回收利用标准。

国内涉及回收利用的标准化技术委员会有电工电子产品与系统的环境标准化技术委员会(SAC/TC 297)和环境管理标准化技术委员会(SAC/TC 207)。

目前,无论是ISO还是IEC,并未发布针对废弃光伏组件回收再利用的标准。2014年10月,在IEC/TC 82/WG 2的会议上。

部分专家提议将《光伏组件的回收与环境安全评估》作为新的工作组项目提案(NWIP)展开了讨论,未来制订出组件回收以及环境安全评估的IEC标准。目前,该标准仍处于预研阶段,暂未正式立项。

2015年,《光伏组件回收再利用通用技术要求》国家标准计划正式下达,该标准针对已量产的光 伏 组 件,提 供了收 集 、回 收 以 及 过 程 管 理 等 方 面安全、技术内容的规定,明确了废弃光伏组件回收需要遵循的原则。

给出了废弃光伏组件收集、运输、贮存、拆解、处理、再生利用各阶段的说明,并对废弃光伏组件回收过程的信息系统、回收机构运行要求进行了规定,确保整个回收过程环保、安全。目前,该标准处于报批阶段。

3组件回收利用的相关技术

对于光伏组件,目前常用的方法有物理分离、有机溶剂溶解法、热处理与化学方法相结合等。

物理分离回收光伏组件是指将组件经破碎、金属剥离、湿法冶金来回收金属;

有机溶剂溶解法是指选择几种有机溶剂浸泡去除背板的晶硅电池片,用有机 溶 剂 溶 解 封 装 材 料 E V A ,达 到 玻 璃 与 电 池 片 的分离,该方法仅为了获取整块完整的电池片;

热处理与化学方法相结合是指把去除背板的电池板放在管式炉或者马弗炉中,将封装材料EVA去除干净,得到纯净的电池片,在使用化学方法把电池片表面的减反射层、银浆和铝去除,得到纯净的硅片。

对于薄膜光伏组件,First Solar开发出了一整套的湿法处理和回收碲化镉薄膜太阳能电池组件的方法和方案。

德国在薄膜太阳能电池组件回收方面较为重要的一种方案就是采用热分解的方法来回收薄膜太阳能电池。

我国成都中建材光电材料有限公司将薄膜组件回收和高纯材料生产结合,开创出了一种高纯材料生产-组件生产-组件回收-高纯材料生产的循环圈,碲化镉薄膜太阳能电池中的稀有元素回收水平可以达到90%以上。

4组件回收利用的未来展望

目前,光伏组件的回收利用技术已初具规模,但对应的标准却有待完善。对于未来光伏组件回收利用标准的发展趋势,我们可以从以下两方面着手。

1)目前,国内和国际标准化组织中,暂无光伏组件回收利用标准体系。而光伏组件回收利用作为未来发展的重点,标准体系必不可少。

建议收集光伏组件回收利用相关需求,梳理现有光伏组件回收利用标准,建设光伏组件回收利用标准体系,进而指导光伏组件回收利用标准的制修订,加强光伏组件回收利用标准管理,使整个光伏组件回收利用相关利益集团形成一个整体。

2)目前,国内和国际标准化组织中,仅对光伏组件回收利用进行了一般性的要 求 ,是一个总体框架性的标准,但如何判断光伏组件是否需要回收利用,如何完成总体框架性标准中的指标 ,采用何种技术,对工艺有哪些要求等,在现有标准中均未规定。

建议后期从光伏组件回收产业链着手,描述光伏组件回收的评判依据、回收处理技术要求、对应的材料和设备要求、工艺流程和处理步骤、回收利用产品的分级分类、回收企业的资质资格、回收过程的能量和成本控制等,对光伏组件回收利用标准进行细化。


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