CN102544239A - 一种光伏组件分解回收的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏组件分解回收的方法。在该方法主要是利用剪切、挤压剪切、低温磨削和振动筛分等方法，从被拆除了边框与接线盒的光伏组件中回收玻璃面板颗粒、EVA颗粒、背板颗粒和硅颗粒。与现有技术中采用热处理和化学处理对光伏组件进行分解回收的方法相比，本发明所提供的光伏组件分解回收的方法采用破碎、低温磨削和振动筛分等机械方法对光伏组件进行分解回收，处理过程中不使用热处理，因此能耗更低；同时，本发明所提供光伏组件分解回收的方法中没有使用化学试剂，因此也就不会对环境产生二次污染，更加环保。本发明还提供了一种模块化光伏组件分解回收处理装置。

Description

一种光伏组件分解回收的方法及其装置

技术领域

本发明涉及光伏组件回收技术领域，更具体地说，涉及一种光伏组件分解回收的方法，还涉及一种模块化光伏组件分解回收处理装置。

背景技术

在煤炭、石油等不可再生能源频频告急的背景下，光伏发电作为一种新兴能源得到了迅速的发展。据统计，全球太阳能电池产业在1994-2004年10年里增长了17倍，同时，2010年全球光伏新增装机量达到17GW，比2009年的7.3GW增长了132％。光伏组件大规模应用的同时，必然会面对产品升级和产品寿命到期的问题。在一般环境中，光伏组件的设计使用寿命在25年左右，而产品的升级换代会使光伏组件的实际使用寿命大大短于其设计使用寿命，大量的光伏组件会因性能失效或产品升级换代而被淘汰。在被淘汰的光伏组件中，包含着大量值得分解回收，以再利用的物料，例如玻璃和硅等。

如图1所示，光伏组件一般包括边框1、接线盒(图中未示出)和光伏电池2，其中，光伏电池2又包括背板23、硅电池片22、玻璃面板21和EVA(乙稀-醋酸乙稀共聚物)膜24。在光伏组件的封装过程中，分别在硅电池片22与背板23之间、硅电池片22与玻璃面板21之间敷设一层EVA膜24，通过进行一定条件的热压，使EVA膜24产生熔融黏接和胶联固化，固化后的EVA膜24能够将硅电池片22封包起来，与背板23还有玻璃面板21，利用真空层压技术黏为一体，最终得到光伏电池2。由于固化后的EVA膜21将背板23、硅电池片22和玻璃面板21牢固的黏为一体，因此，对光伏组件2进行分解回收的问题主要是如何分离由EVA膜24黏接的背板23、硅电池片22和玻璃面板21。

针对光伏组件的回收再利用问题，现有的方法一般通过热处理和化学处理的方法对光伏组件进行分解回收。失效的光伏组件首先经过人工方式拆除其边框和接线盒，得到光伏电池；然后通过热处理方法，利用高温气化分解光伏电池中的EVA膜和背板；之后，再次通过人工方式分拣焊带、汇流带与硅电池片；最后，通过化学试剂对分理出的硅电池片进行处理，得到硅。该方法能够得到纯度较高的硅，但是在其处理过程中，需要进行热处理，因而能耗较高，同时，在化学处理过程中存在着容易对环境造成二次污染等问题。

由以上所述，如何提供一种光伏组件分解回收的方法及其装置，以实现以一种低能耗、环保的方式回收光伏组件中可以回收利用的物料的目的，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光伏组件分解回收的方法及其装置，以实现以一种低能耗、环保的方式回收光伏组件中可以回收利用的物料的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光伏组件分解回收的方法，包括以下步骤：

步骤01)拆除所述光伏组件上的边框和接线盒，得到光伏电池；

步骤02)剪切所述光伏电池得到光伏电池碎片；

步骤03)挤压剪切所述光伏电池碎片得到光伏电池颗粒；

步骤04)剥离所述光伏电池颗粒上的玻璃面板层，得到玻璃面板颗粒与包括背板层、EVA膜层和硅电池片层的粘结材料颗粒，分离所述玻璃面板颗粒与所述粘结材料颗粒；

步骤05)在低温环境中磨削所述粘结材料颗粒，得到包括硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒的混合颗粒；

步骤06)筛分所述混合颗粒，分别得到硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒。

优选地，在上述的方法中，光伏电池碎片的尺寸小于100mm×80mm。

优选地，在上述的方法中，光伏电池颗粒的直径为5mm-10mm。

优选地，在上述的方法中，分离所述玻璃面板颗粒与所述粘结材料颗粒具体为：利用负压风机分离所述玻璃面板颗粒与所述粘结材料颗粒。

优选地，在上述的方法中，步骤05)具体为：在利用氮气制造的低温环境中对所述粘结材料颗粒进行磨削，得到包括硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒的混合颗粒；

所述硅电池颗粒的直径大于80目，所述背板颗粒的直径大于20目且小于80目，所述EVA颗粒的直径小于20目。

优选地，在上述的方法中，筛分所述混合颗粒具体为，利用防静电振动筛筛分所述混合颗粒。

本发明所提供了一种光伏组件分解回收的方法，在该方法中，首先，拆除光伏组件上的边框和接线盒，从而得到光伏电池；然后将光伏电池剪切为面积相对较小的光伏电池碎片；再对光伏电池碎片进行挤压剪切，得到光伏电池颗粒；在将光伏电池颗粒上的玻璃面板层剥离后，会得到玻璃面板颗粒和包含背板层、EVA膜层和硅电池片层的粘结材料颗粒，将二者分离，得到的玻璃面板颗粒可以直接回收利用；在低温环境中，将上一步得到的粘结材料颗粒进行磨削，得到了包括硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒的混合颗粒；最后对混合颗粒进行筛分，分别得到了硅颗粒、背板颗粒与EVA颗粒。

与现有技术中采用热处理和化学处理对光伏组件进行分解回收的方法相比，本发明所提供的光伏组件分解回收的方法采用破碎、低温磨削和振动筛分等机械方法对光伏组件进行分解回收，处理过程中不使用热处理，因此能耗更低；同时，本发明所提供光伏组件分解回收的方法中没有使用化学试剂，因此也就不会对环境产生二次污染，更加环保。

根据上述所知，本发明提供一种光伏组件分解回收的方法，实现了以一种低能耗、环保的方式回收光伏组件中可以回收利用的物料的目的。

同时，本发明还提供了一种模块化光伏组件分解回收处理装置。

一种模块化光伏组件分解回收处理装置，包括：

破碎粉碎模块，所述破碎粉碎模块剪切所述光伏电池得到所述光伏电池碎片，并挤压剪切所述光伏电池碎片得到所述光伏电池颗粒；

脱标分选模块，所述脱标分选模块剥离所述光伏电池颗粒上的所述玻璃面板层，得到所述玻璃面板颗粒与包含背板层、EVA膜层和硅电池片层的所述粘结材料颗粒，并分离所述玻璃面板颗粒与所述粘结材料颗粒；

深冷研磨模块，所述深冷研磨模块产生所述低温环境，并在所述低温环境中磨削所述粘结材料颗粒，得到包括所述硅颗粒、所述背板颗粒和所述EVA颗粒的所述混合颗粒；

筛分模块，所述筛分模块筛分所述混合颗粒，分别得到所述硅颗粒、所述背板颗粒和所述EVA颗粒；和

控制模块，所述控制模块对上述模块进行控制。

优选地，在上述的模块化光伏组件分解回收处理装置中，还包括移动底盘，所述模块化光伏组件分解回收处理装置的模块设置在所述移动底盘上。

优选地，在上述的模块化光伏组件分解回收处理装置中，移动底盘为卡车或挂车。

本发明所提供的一种模块化光伏组件分解回收处理装置，通过将上述的光伏组件分解回收方法中所使用的设备进行模块化设计，既可以将整套装置运输到大型光伏电站，进行现场分解处理失效光伏组件，也可以减少将装置运往固定处理场时的运输费用和运输时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有光伏组件的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的光伏组件分解回收方法的流程图；

图3为本发明实施例所提供的模块化光伏组件分解回收装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种光伏组件分解回收的方法及其装置，以实现以一种低能耗、环保的方式回收光伏组件中可以回收利用的物料的目的。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，图2为本发明实施例所提供的光伏组件分解回收方法的流程图。

本发明实施例提供了一种光伏组件分解回收的方法，包括以下步骤：

步骤S1：拆除光伏组件上的边框和接线盒，得到光伏电池；

步骤S2：剪切光伏电池，以得到光伏电池碎片；

步骤S3：挤压剪切光伏电池碎片，以得到光伏电池颗粒；

步骤S4：剥离光伏电池颗粒上的玻璃面板层，得到玻璃面板颗粒与包括背板层、EVA膜层和硅电池片层的粘结材料颗粒，将二者分离，分别得到了玻璃面板颗粒与粘结材料颗粒；

步骤S5：在低温环境中磨削粘结材料颗粒，得到了包括硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒的混合颗粒；

步骤S6：筛分混合颗粒，分别得到硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒。

本发明所提供了一种光伏组件分解回收的方法，在该方法中，首先，拆除光伏组件上的边框和接线盒，从而得到光伏电池；然后将光伏电池剪切为面积相对较小的光伏电池碎片；再对光伏电池碎片进行挤压剪切，得到光伏电池颗粒；在将光伏电池颗粒上的玻璃面板层剥离后，得到玻璃面板颗粒和包含背板层、EVA膜层和硅电池片层的粘结材料颗粒，将二者分离，得到的玻璃面板颗粒可以直接回收利用，得到的粘结材料颗粒进入下一步的处理；在低温环境中磨削粘结材料颗粒，得到了包括硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒的混合颗粒；最后对混合颗粒进行筛分，分别得到了硅颗粒、背板颗粒与EVA颗粒。

与现有技术中采用热处理和化学处理对光伏组件进行分解回收的方法相比，本发明所提供的光伏组件分解回收的方法采用破碎、低温磨削和振动筛分等机械方法对光伏组件进行分解回收，处理过程中不使用热处理，因此能耗更低；同时，本发明所提供光伏组件分解回收的方法中没有使用化学试剂，因此也就不会对环境产生二次污染，更加环保。

根据上述所知，本发明提供一种光伏组件分解回收的方法，实现了以一种低能耗、环保的方式回收光伏组件中可以回收利用的物料的目的。

为了进一步优化上述的技术方案，在步骤S1中，利用人工或机械拆除光伏组件上的边框、接线盒等杂物，得到光伏电池后，首先清除光伏电池表面的污物。通过增加清洁污物的工序，减小了污物对分解回收设备的磨损；减少了所得到的回收物料中掺入的杂质，提高所回收物料的纯度。

为了进一步优化上述的技术方案，在步骤S2中，光伏电池碎片的尺寸小于100mm×80mm。通过将光伏电池剪切为尺寸相对较小的光伏电池碎片，提高了在后续步骤中对光伏电池进行处理的效率。

优选地，在上述实施例中，光伏电池碎片的尺寸为80mm×80mm。

优选地，在上述实施例的步骤S3中，光伏电池颗粒的直径为5mm-10mm。

为了进一步优化技术方案，在上述实施例步骤S4中，利用负压风机生成局部的负压环境，由于玻璃面板颗粒的质量大于粘结材料颗粒的质量，因此当两者混合的颗粒物在负压环境中通过时，较轻的粘结材料颗粒会被分选出来，从而完成了两者的分离。

在上述的实施例的步骤S5中，通过向处理设备中通入氮气以制造低温环境，氮气是无色无味无嗅的气体，且通常无毒，并占据了大气中78％的体积，因此利用氮气作为介质制造低温环境不会造成二次污染。

优选地，在上述实施例中，在低温环境中磨削得到的硅电池颗粒的直径大于80目，背板颗粒的直径大于20目且小于80目，EVA颗粒的直径小于20目。

为了进一步优化上述的技术方案，在上述实施例的步骤S6中，采用防静电振动筛筛分有步骤S5获得的混合颗粒。

防静电振动筛中采用防静电材料制成的筛网，可以防止筛分过程中所产生的静电吸附以及塑料带电给后续工艺带来不便。

本发明还提供了一种模块化光伏组件分解回收处理装置，该装置包括：

破碎粉碎模块，在破碎粉碎模块中设置有光伏组件破碎设备及光伏组件脱胶设备，在利用光伏组件破碎设备剪切光伏电池得到光伏电池碎片后，在利用光伏组件脱胶设备挤压剪切光伏电池碎片以得到光伏电池颗粒；

脱标分选模块，在脱标分选模块中设置有光伏组件玻璃脱标设备，该设备能够剥离光伏电池颗粒上的玻璃面板层，得到玻璃面板颗粒与包含背板层、EVA膜层和硅电池片层的粘结材料颗粒，同时，利用安装在该设备上的负压风机，能够分离玻璃面板颗粒与粘结材料颗粒；

深冷研磨模块，深冷研磨模块中设置有光伏组件电池片脱胶设备，该设备利用氮气作为介质，将粘结材料颗粒充分冷却后，再利用研磨系统磨削粘结材料颗粒，得到包括硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒的混合颗粒；

筛分模块，筛分模块的主体为防静电振动筛，利用防静电振动筛筛分上述的混合颗粒，分别得到硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒；和

控制模块，控制模块对上述模块进行控制。

在上述的模块化光伏组件分解回收处理装置中，将光伏组件分解回收过程中所使用到的设备进行模块化设计，结构更加紧凑，占用空间更小，也可以减少将装置运往固定处理场时的运输费用和运输时间。

为了进一步优化上述技术方案，本发明实施例所提供的模块化光伏组件分解回收处理装置还包括移动底盘，上述模块化光伏组件分解回收处理装置的模块设置在移动底盘上。

通过将整套模块化光伏组件分解回收处理装置固定在移动底盘上，可以整体运输到大型光伏电站，进行现场分解处理失效光伏组件。

优选地，在上述实施例中，移动底盘为卡车或挂车。

请参考图3，以卡车底盘为例，本发明实施例所提供的模块化光伏组件分解回收处理装置包括卡车31、破碎粉碎模块32、脱标分选模块33、深冷研磨模块34、筛分模块35和控制模块36。其中，破碎粉碎模块32、脱标分选模块33、深冷研磨模块34、筛分模块35和控制模块36依次固定设置在卡车31的底盘上；破碎粉碎模块32上部设置有光伏电池进料口321；脱标分选模块33上设置有玻璃面板颗粒出料口331；深冷研磨模块34上设置有氮气进口341和粘结材料进料口口342；筛分模块35上设置有硅颗粒出料口351、背板颗粒出料口352和EVA颗粒出料口353。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种光伏组件分解回收的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤01)拆除所述光伏组件上的边框和接线盒，得到光伏电池；

步骤02)剪切所述光伏电池得到光伏电池碎片；

步骤03)挤压剪切所述光伏电池碎片得到光伏电池颗粒；

步骤04)剥离所述光伏电池颗粒上的玻璃面板层，得到玻璃面板颗粒与包括背板层、EVA膜层和硅电池片层的粘结材料颗粒，分离所述玻璃面板颗粒与所述粘结材料颗粒；

步骤05)在低温环境中磨削所述粘结材料颗粒，得到包括硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒的混合颗粒；

步骤06)筛分所述混合颗粒，分别得到硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光伏电池碎片的尺寸小于100mm×80mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光伏电池颗粒的直径为5mm-10mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离所述玻璃面板颗粒与所述粘结材料颗粒具体为：利用负压风机分离所述玻璃面板颗粒与所述粘结材料颗粒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤05)具体为：在利用氮气制造的低温环境中对所述粘结材料颗粒进行磨削，得到包括硅颗粒、背板颗粒和EVA颗粒的混合颗粒；

所述硅电池颗粒的直径大于80目，所述背板颗粒的直径大于20目且小于80目，所述EVA颗粒的直径小于20目。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述筛分所述混合颗粒具体为，利用防静电振动筛筛分所述混合颗粒。

7.一种模块化光伏组件分解回收处理装置，其特征在于，包括：

破碎粉碎模块，所述破碎粉碎模块剪切所述光伏电池得到所述光伏电池碎片，并挤压剪切所述光伏电池碎片得到所述光伏电池颗粒；

脱标分选模块，所述脱标分选模块剥离所述光伏电池颗粒上的所述玻璃面板层，得到所述玻璃面板颗粒与包含背板层、EVA膜层和硅电池片层的所述粘结材料颗粒，并分离所述玻璃面板颗粒与所述粘结材料颗粒；；

深冷研磨模块，所述深冷研磨模块产生所述低温环境，并在所述低温环境中磨削所述粘结材料颗粒，得到包括所述硅颗粒、所述背板颗粒和所述EVA颗粒的所述混合颗粒；

筛分模块，所述筛分模块筛分所述混合颗粒，分别得到所述硅颗粒、所述背板颗粒和所述EVA颗粒；和

控制模块，所述控制模块对上述模块进行控制。

8.根据权利要求7所述的模块化光伏组件分解回收处理装置，其特征在于，还包括移动底盘，所述模块化光伏组件分解回收处理装置的模块设置在所述移动底盘上。

9.根据权利要求8所述的模块化光伏组件分解回收处理装置，其特征在于，所述移动底盘为卡车或挂车。

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