CN115351052B - 退役光伏组件资源化回收系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种退役光伏组件资源化回收系统及其操作方法，光伏组件包括依次堆叠的TPT背板、电池片及钢化玻璃，还包括用于固定的边框；回收系统包括依次用于回收所述边框、TPT背板、电池片及钢化玻璃的第一回收组件、第二回收组件、第三回收组件及第四回收组件，所述第一回收组件、第二回收组件、第三回收组件及第四回收组件依次连通。本申请技术方案实现简单、高效、完整地资源化回收光伏组件。

Description

退役光伏组件资源化回收系统及其操作方法

技术领域

本申请涉及光伏组件处理技术领域，特别涉及一种退役光伏组件资源化回收系统及其操作方法。

背景技术

现如今，我国已成为全球最大的光伏组件生产国和全球最大的光伏发电应用国家，未来几年也是光伏组件退役量最大的国家。

退役光伏组件主要组件为玻璃、铝边框、汇流带、电池片、TPT背板等，目前来说，国内陆续出现了关于退役光伏组件回收的技术方法；如破碎回收法，通过破碎处理组件，但难以回收到完整的电池片等组件；有机溶剂法，利用有机溶剂处理光伏组件，但其回收效率低下，后期有机废液难以处理；高温处理法，但直接高温处理会产生大量有害气体，且还无法回收到完整的电池片、玻璃等组件；激光切割法，通过激光切割分离各个组件，处理成本高，还会残余部分有机物；无害回收法，采用钢丝或刀片将背板、硅胶分离开，从而回收各个组件，其过程中背板、玻璃极易被破坏，回收效率低，且电池片还会残留EVA。

发明内容

本申请提一种退役光伏组件资源化回收系统及其操作方法，实现简单、高效、完整地资源化回收光伏组件。

本申请实施例提供一种退役光伏组件资源化回收系统，光伏组件包括依次堆叠的TPT背板、电池片及钢化玻璃，还包括用于固定的边框；回收系统包括依次用于回收所述边框、TPT背板、电池片及钢化玻璃的第一回收组件、第二回收组件、第三回收组件及第四回收组件，所述第一回收组件、第二回收组件、第三回收组件及第四回收组件依次连通；

所述第一回收组件包括第一加热腔，所述第一加热腔内安装有用于承载所述光伏组件并将其从第一回收组件输送至第二回收组件的第一输送装置，所述第一输送装置安装于一旋转驱动装置的驱动端，所述第一输送装置上方设有用于对所述光伏组件加热的第一加热装置；还包括用于将所述光伏组件的边框拆下的第一机械手、用于回收拆下边框的边框回收装置；

所述第二回收组件包括第二加热腔，所述第二加热腔内安装有用于放置所述光伏组件的加热板、用于将所述加热板上的光伏组件推出第二加热腔的第一推料装置、用于在光伏组件被推出第二加热腔的过程中将所述光伏组件的TPT背板与光伏组件分隔的切板，所述切板安装于一升降驱动组件的驱动端；还包括用于在光伏组件从第二回收组件输送至第三回收组件过程中，对分隔的TPT背板进行回收的TPT背板回收装置；

所述第三回收组件包括第三加热腔，所述第三加热腔内安装有用于承载所述光伏组件并将其输出第三加热腔的第二输送装置，所述第二输送装置上方设有用于对所述光伏组件进行加热的第二加热装置，还包括用于将所述光伏组件的电池片推离光伏组件的第二推料装置，用于回收推出电池片的电池片回收装置；

所述第四回收组件包括用于用于回收所述钢化玻璃的钢化玻璃回收装置，所述钢化玻璃回收装置设于所述第三回收装置的出料端。

一些实施例中，所述第一机械手对称设于所述第一输送装置两侧，且任一侧的机械手数量设置为多个，多个所述机械手安装于一滑轨上。

一些实施例中，所述升降驱动组件包括一用于对切板的升降高度进行调节的螺纹调节杆，所述第二加热腔还开设有用于观察所述切板位置的观察视窗。

一些实施例中，所述第一推料装置和所述第二推料装置均包括推料板、用于驱动所述推料板进行往复直线运动的驱动机构。

一些实施例中，所述边框回收装置包括用于收集边框的边框收集口，所述边框收集口下方设有用于对边框进行输送的边框输送机、用于与所述边框输送机的末端对接来回收所述边框的边框收集箱；

所述TPT背板回收装置包括用于将第二回收组件输出的光伏组件输送至第三回收组件的TPT背板输送机、用于将TPT背板输送机上分隔后的TPT背板进行搬运的第二机械手、用于回收所述第二机械手搬运的TPT背板的TPT 背板收集箱；

所述电池片回收装置包括用于收集电池片的电池片收集口、位于电池片收集口下方的电池片输送机、与所述电池片输送机末端对接来回收所述电池片的电池片收集箱；

所述钢化玻璃回收装置包括用于对所述钢化玻璃进行搬运的第三机械手、用于对所述钢化玻璃进行输送的钢化玻璃输送机、用于回收所述钢化玻璃的钢化玻璃收集箱。

一些实施例中，所述第一输送装置和所述第二输送装置均设置为一电动滚筒输送机，所述旋转驱动装置包括一驱动所述第一输送装置进行旋转的旋转驱动电机。

一些实施例中，所述第一加热腔、第二加热腔及第三加热腔均设有进料口、出料口、废气出口、测温探头和保温层，且所述进料口和出料口分别安装有用于隔绝外部空气的氮气密封口。

一些实施例中，所述第一加热装置和所述第一加热装置设置为电辐射加热器或燃气辐射加热器，所述加热板设置为电辐射加热板或燃气辐射加热板。

一些实施例中，还包括一用于将光伏组件输送至所述第一加热腔内的第三输送装置。

本申请实施例还提供一种包括上述任一种退役光伏组件资源化回收系统的操作方法，包括如下步骤：

S1：保持光伏组件的钢化玻璃面在底部，将光伏组件输送至第一加热腔内，第一加热装置加热第一加热腔内的温度至420～450℃时，由第一机械手将光伏组件的边框拆下并送至边框回收装置；

S2：拆下边框的光伏组件被输送至第二加热腔内，加热板加热第二加热腔内的温度至500～520℃时，调节切板高度至TPT背板与光伏组件之间的接缝处，由第一推料装置将光伏组件整体推出第二加热腔，在推动过程中，TPT 背板与光伏组件之间被切板切开，从而将TPT背板与光伏组件分离；

S3：被切开TPT背板的光伏组件整体由第二加热腔输送至第三加热腔，在输送过程中，TPT背板被TPT背板回收装置回收；

S4：拆下TPT背板的光伏组件被输送至第三加热腔内，第二加热装置加热第三加热腔内的温度至600℃时，第二推料装置将光伏组件表面的电池片推至电池片回收装置进行回收，剩下的钢化玻璃由第二输送装置输送至第四回收组件进行回收。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

1.本发明通过控制温度分步消除硅胶、EVA胶粘性，回收到较为完整的电池片、钢化玻璃、TPT背板、铝合金边框等组件，避免了各组件破碎的问题；

2.本发明通过控制温度，将其中铝合金边框、TPT背板物理剥离后，剩余组件部分残余EVA再高温热解，并非采取直接高温热解的方法，避免了大量有害气体的产生，降低了能耗，同时也能回收到表面干净的电池片；

3.本发明通过此回收系统，可以自动化收集分离后的各个组件，减少了人工操作，达到简单、便捷的回收效果；

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请光伏组件结构示意图；

图2为EVA胶热重曲线图；

图3为本申请回收系统的主视图；

图4为本申请回收系统的俯视图；

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本申请所使用的的所有技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

参考图1，光伏组件包括依次堆叠的TPT背板、电池片及钢化玻璃，还包括用于固定的边框，本实施例，根据光伏组件的结构特性，通过控制温度分步消除硅胶、EVA胶粘性，回收到较为完整的电池片、钢化玻璃、TPT背板、铝合金边框等组件，避免了各组件破碎的问题。

本实施例提出的一种退役光伏组件资源化回收系统，参考图3和图4，回收系统包括依次用于回收所述边框、TPT背板、电池片及钢化玻璃的第一回收组件、第二回收组件、第三回收组件及第四回收组件，所述第一回收组件、第二回收组件、第三回收组件及第四回收组件依次连通；

所述第一回收组件包括第一加热腔11，所述第一加热腔11内安装有用于承载所述光伏组件并将其从第一回收组件输送至第二回收组件的第一输送装置12，所述第一输送装置12安装于一旋转驱动装置13的驱动端，所述第一输送装置12上方设有用于对所述光伏组件加热的第一加热装置14；还包括用于将所述光伏组件的边框拆下的第一机械手15、用于回收拆下边框的边框回收装置；

所述边框回收装置包括用于收集边框的边框收集口16，所述边框收集口 16下方设有用于对边框进行输送的边框输送机17、用于与所述边框输送机17 的末端对接来回收所述边框的边框收集箱18；

第一回收组件通过第一加热装置14对光伏组件进行高温加热，消除边框与光伏组件之间的胶的粘性，从而通过机械手将边框拆下，送入边框回收装置进行回收。

所述第二回收组件包括第二加热腔21，所述第二加热腔21内安装有用于放置所述光伏组件的加热板22、用于将所述加热板22上的光伏组件推出第二加热腔21的第一推料装置23、用于在光伏组件被推出第二加热腔21的过程中将所述光伏组件的TPT背板与光伏组件分隔的切板24，所述切板24安装于一升降驱动组件25的驱动端；还包括用于在光伏组件从第二回收组件输送至第三回收组件过程中，对分隔的TPT背板进行回收的TPT背板回收装置；

所述TPT背板回收装置包括用于将第二回收组件输出的光伏组件输送至第三回收组件的TPT背板输送机27、用于将TPT背板输送机27上分隔后的 TPT背板进行搬运的第二机械手28、用于回收所述第二机械手28搬运的TPT 背板的TPT背板收集箱29；

第二回收组件通过通过加热板22对光伏组件加热，消除TPT背板与光伏组件之间胶的粘性，从而通过切板24，将TPT背板与光伏组件整体之间切开分离，然后由TPT背光回收装置进行回收。

所述第三回收组件包括第三加热腔31，所述第三加热腔31内安装有用于承载所述光伏组件并将其输出第三加热腔31的第二输送装置32，所述第二输送装置32上方设有用于对所述光伏组件进行加热的第二加热装置33，还包括用于将所述光伏组件的电池片推离光伏组件的第二推料装置34，用于回收推出电池片的电池片回收装置；

所述电池片回收装置包括用于收集电池片的电池片收集口35、位于电池片收集口35下方的电池片输送机36、与所述电池片输送机36末端对接来回收所述电池片的电池片收集箱37；

第三回收组件通过第二加热装置33对光伏组件进行加热，消除电池片与光伏组件之间的胶的粘性，从而方便电池片从光伏组件上分离，通过电池片回收装置对其进行回收。

所述第四回收组件包括用于用于回收所述钢化玻璃的钢化玻璃回收装置，所述钢化玻璃回收装置设于所述第三回收装置的出料端。

所述钢化玻璃回收装置包括用于对所述钢化玻璃进行搬运的第三机械手 41、用于对所述钢化玻璃进行输送的钢化玻璃输送机42、用于回收所述钢化玻璃的钢化玻璃收集箱43。

经过第一、第二及第三回收组件的回收，光伏组件只剩下钢化玻璃板，通过钢化玻璃回收装置直接进行回收，从而完成光伏组件各个部件之间的依次分类回收，回收效率高，且回收的同时完成了分类。

进一步地，所述第一机械手15对称设于所述第一输送装置12两侧，且任一侧的机械手数量设置为多个，多个所述机械手安装于一滑轨上。本实施例中，同一侧的机械手设置为两个，且两个机械手可以在滑轨上调整之间的距离，从而保证对边框抓取的稳定性，是边框受力均匀，方便拆卸。

进一步地，所述升降驱动组件25包括一用于对切板24的升降高度进行调节的螺纹调节杆，通过调节螺杆对切板24的高度进行调整，从而使切板24 位于TPT背板与光伏组件之间的缝隙，方便将TPT背板从光伏组件上切开；本实施例中，所述第二加热腔21还开设有用于观察所述切板24位置的观察视窗26，方便操作人员观察切板24的位置。

进一步地，所述第一推料装置23和所述第二推料装置34均包括推料板、用于驱动所述推料板进行往复直线运动的驱动机构。本实施例中，驱动机构可以设置为液压驱动缸，保证驱动力的稳定性。

进一步地，所述第一输送装置12和所述第二输送装置32均设置为一电动滚筒输送机，所述旋转驱动装置13包括一驱动所述第一输送装置12进行旋转的旋转驱动电机。

进一步地，所述第一加热腔11、第二加热腔21及第三加热腔31均设有进料口、出料口、废气出口、测温探头和保温层，且所述进料口和出料口分别安装有用于隔绝外部空气的氮气密封口。

进一步地，所述第一加热装置14和所述第一加热装置14设置为电辐射加热器或燃气辐射加热器，所述加热板22设置为电辐射加热板22或燃气辐射加热板22。

进一步地，还包括一用于将光伏组件输送至所述第一加热腔11内的第三输送装置5。本实施例中，第三输送装置5设置为现有技术中的橡胶输送机，边框输送机17和电池片输送机36设置为现有技术中的PVC挡板输送机，TPT 背板输送机27设置为现有技术中的链板输送机，钢化玻璃输送机42设置为现有技术中的橡胶输送机。

本实施例还提出一种包括上述任一种退役光伏组件资源化回收系统的操作方法，包括如下步骤：

S1：保持光伏组件的钢化玻璃面在底部，将光伏组件输送至第一加热腔 11内，第一加热装置14加热第一加热腔11内的温度至420～450℃时，由第一机械手15将光伏组件的边框拆下并送至边框回收装置；

S2：拆下边框的光伏组件被输送至第二加热腔21内，加热板22加热第二加热腔21内的温度至500～520℃时，调节切板24高度至TPT背板与光伏组件之间的接缝处，由第一推料装置23将光伏组件整体推出第二加热腔21，在推动过程中，TPT背板与光伏组件之间被切板24切开，从而将TPT背板与光伏组件分离；

S3：被切开TPT背板的光伏组件整体由第二加热腔21输送至第三加热腔 31，在输送过程中，TPT背板被TPT背板回收装置回收；

S4：拆下TPT背板的光伏组件被输送至第三加热腔31内，第二加热装置 33加热第三加热腔31内的温度至600℃时，第二推料装置34将光伏组件表面的电池片推至电池片回收装置进行回收，剩下的钢化玻璃由第二输送装置 32输送至第四回收组件进行回收。

具体地，该方法详细包括如下过程：

步骤1：人工拆除退役光伏组件的接线盒；

步骤2：人工将剩余光伏组件放置于第三输送装置5上，且保持钢化玻璃面朝下；

步骤3：开启橡第三输送装置5，将剩余光伏组件输送至第一加热腔11；

步骤4：打开氮气阀门，防止空气进入第一加热腔11，开启第一加热装置14，对剩余光伏组件加热；待炉内温度达到420-450℃，开启第一机械手 15，将两侧的边框拆下，通过旋转驱动装置13驱动第一输送装置12旋转90°，机械抓手将另外两侧的边框拆下，边框并经两侧的边框收集口16跌落至边框输送机17；开启边框输送机17，边框输送至边框收集箱18；开启第一输送装置12，将剩余光伏组件输送至第二加热腔21，然后通过旋转驱动装置13驱动第一输送装置12旋转90°回到初始位置；

步骤5：打开氮气阀门，防止空气进入第二加热腔21，开启加热板22，对剩余光伏组件加热；待炉内温度达到500-520℃，开启第一推料装置23，通过观察所述观察视窗26，通过调节螺纹调节杆，调节切板24的高度，使得切板24刚好位于TPT背板与钢化玻璃的接缝处，然后通过第一推料装置23推动TPT背板和钢化玻璃，通过分离切板24的切割作用，使得TPT背板与钢化玻璃分离，并输送至TPT背板输送机27；

步骤6：开启TPT背板输送机27，并开启第二机械手28，此处的第二机械手28设置为吸盘抓手，对TPT背板进行抓紧，将TPT背板放置于TPT背板收集箱29，同时将剩余光伏组件送至至第三加热腔31；

步骤7：打开氮气阀门，防止空气进入第三加热腔31，开启地二加热装置，对剩余光伏组件加热；待炉内温度达到600℃，开启第二推料装置34，电池片并经电池片收集口35跌落至电池片输送机36；开启电池片输送机36，电池片输送至电池片收集箱37；开启第二输送装置32，将剩余光伏组件输送至钢化玻璃输送机42；

步骤8：开启钢化玻璃输送机42，并开启第三机械手41，此处的第三机械手41采用现有技术中的吸盘抓手，对钢化玻璃进行抓取，将钢化玻璃放置于钢化玻璃收集箱43。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种退役光伏组件资源化回收系统，光伏组件包括依次堆叠的TPT背板、电池片及钢化玻璃，还包括用于固定的边框；其特征在于，回收系统包括依次用于回收所述边框、TPT背板、电池片及钢化玻璃的第一回收组件、第二回收组件、第三回收组件及第四回收组件，所述第一回收组件、第二回收组件、第三回收组件及第四回收组件依次连通；

所述第一回收组件包括第一加热腔，所述第一加热腔内安装有用于承载所述光伏组件并将其从第一回收组件输送至第二回收组件的第一输送装置，所述第一输送装置安装于一旋转驱动装置的驱动端，所述第一输送装置上方设有用于对所述光伏组件加热的第一加热装置；还包括用于将所述光伏组件的边框拆下的第一机械手、用于回收拆下边框的边框回收装置；

所述第二回收组件包括第二加热腔，所述第二加热腔内安装有用于放置所述光伏组件的加热板、用于将所述加热板上的光伏组件推出第二加热腔的第一推料装置、用于在光伏组件被推出第二加热腔的过程中将所述光伏组件的TPT背板与光伏组件分隔的切板，所述切板安装于一升降驱动组件的驱动端；还包括用于在光伏组件从第二回收组件输送至第三回收组件过程中，对分隔的TPT背板进行回收的TPT背板回收装置；

所述第三回收组件包括第三加热腔，所述第三加热腔内安装有用于承载所述光伏组件并将其输出第三加热腔的第二输送装置，所述第二输送装置上方设有用于对所述光伏组件进行加热的第二加热装置，还包括用于将所述光伏组件的电池片推离光伏组件的第二推料装置，用于回收推出电池片的电池片回收装置；

所述第四回收组件包括用于回收所述钢化玻璃的钢化玻璃回收装置，所述钢化玻璃回收装置设于所述第三回收组件的出料端。

2.如权利要求1所述的退役光伏组件资源化回收系统，其特征在于，所述第一机械手对称设于所述第一输送装置两侧，且任一侧的机械手数量设置为多个，多个所述机械手安装于一滑轨上。

3.如权利要求1所述的退役光伏组件资源化回收系统，其特征在于，所述升降驱动组件包括一用于对切板的升降高度进行调节的螺纹调节杆，所述第二加热腔还开设有用于观察所述切板位置的观察视窗。

4.如权利要求1所述的退役光伏组件资源化回收系统，其特征在于，所述第一推料装置和所述第二推料装置均包括推料板、用于驱动所述推料板进行往复直线运动的驱动机构。

5.如权利要求1所述的退役光伏组件资源化回收系统，其特征在于，所述边框回收装置包括用于收集边框的边框收集口，所述边框收集口下方设有用于对边框进行输送的边框输送机、用于与所述边框输送机的末端对接来回收所述边框的边框收集箱；

所述TPT背板回收装置包括用于将第二回收组件输出的光伏组件输送至第三回收组件的TPT背板输送机、用于将TPT背板输送机上分隔后的TPT背板进行搬运的第二机械手、用于回收所述第二机械手搬运的TPT背板的TPT背板收集箱；

所述电池片回收装置包括用于收集电池片的电池片收集口、位于电池片收集口下方的电池片输送机、与所述电池片输送机末端对接来回收所述电池片的电池片收集箱；

所述钢化玻璃回收装置包括用于对所述钢化玻璃进行搬运的第三机械手、用于对所述钢化玻璃进行输送的钢化玻璃输送机、用于回收所述钢化玻璃的钢化玻璃收集箱。

6.如权利要求1所述的退役光伏组件资源化回收系统，其特征在于，所述第一输送装置和所述第二输送装置均设置为一电动滚筒输送机，所述旋转驱动装置包括一驱动所述第一输送装置进行旋转的旋转驱动电机。

7.如权利要求1所述的退役光伏组件资源化回收系统，其特征在于，所述第一加热腔、第二加热腔及第三加热腔均设有进料口、出料口、废气出口、测温探头和保温层，且所述进料口和出料口分别安装有用于隔绝外部空气的氮气密封口。

8.如权利要求1所述的退役光伏组件资源化回收系统，其特征在于，所述第一加热装置和所述第一加热装置设置为电辐射加热器或燃气辐射加热器，所述加热板设置为电辐射加热板或燃气辐射加热板。

9.如权利要求1所述的退役光伏组件资源化回收系统，其特征在于，还包括一用于将光伏组件输送至所述第一加热腔内的第三输送装置。

10.一种包括权利要求1～9任一所述的退役光伏组件资源化回收系统的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：保持光伏组件的钢化玻璃面在底部，将光伏组件输送至第一加热腔内，第一加热装置加热第一加热腔内的温度至420～450℃时，由第一机械手将光伏组件的边框拆下并送至边框回收装置；

S2：拆下边框的光伏组件被输送至第二加热腔内，加热板加热第二加热腔内的温度至500～520℃时，调节切板高度至TPT背板与光伏组件之间的接缝处，由第一推料装置将光伏组件整体推出第二加热腔，在推动过程中，TPT背板与光伏组件之间被切板切开，从而将TPT背板与光伏组件分离；

S3：被切开TPT背板的光伏组件整体由第二加热腔输送至第三加热腔，在输送过程中，TPT背板被TPT背板回收装置回收；

S4：拆下TPT背板的光伏组件被输送至第三加热腔内，第二加热装置加热第三加热腔内的温度至600℃时，第二推料装置将光伏组件表面的电池片推至电池片回收装置进行回收，剩下的钢化玻璃由第二输送装置输送至第四回收组件进行回收。

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