CN115447258A - 一种光伏组件拆解方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏组件回收技术领域，具体涉及一种光伏组件拆解方法。具体技术方案为：一种光伏组件拆解方法，将拆掉接线盒和铝边框的光伏组件通过输送机构输送至切口机构的下方，所述切口机构在光伏组件的边缘处切割数道切口，通过限位机构对切割后的光伏组件进行固定，并从限位机构的侧边向光伏组件边缘的切口内通入高压气体，将光伏组件的各层进行剥离。本发明所公开的光伏组件拆解方法能有效的保证硅片的完整性。

Description

一种光伏组件拆解方法

技术领域

本发明涉及光伏组件回收技术领域，具体涉及一种光伏组件拆解方法。

背景技术

通常的光伏组件的结构从正面至背面的组成为：玻璃、第一EVA胶层、硅片、第二EVA胶层、背板，第一EVA胶层粘结玻璃与硅片，第二EVA胶层粘结硅片与背板。

光伏组件的大部分材料是可循环再造的材料，对光伏组件回收实现循环再利用，可节约资源，减少对原生资源开采并降低资源提炼的耗能，从而减轻生态环境影响及破坏。因此，需要对回收的光伏组件进行拆分，以获得其中含有的贵金属等物体。

现有技术中，通过向光伏组件的背板上喷射流质，来实现光伏组件各层的破碎和切割，但是，这种方式使得光伏组件在拆解过程中产生的碎渣较多，不便于清理，而且也会使硅片粉碎，无法保证硅片的完整性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种光伏组件拆解方法，能有效的保证硅片的完整性。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种光伏组件拆解方法，将拆掉接线盒和铝边框的光伏组件通过输送机构输送至切口机构的下方，所述切口机构在光伏组件的边缘处切割数道切口，通过限位机构对切割后的光伏组件进行固定，并从限位机构的侧边向光伏组件边缘的切口内通入高压气体，将光伏组件的各层进行剥离。

优选的，所述切口位于光伏组件层与层之间。

优选的，所述限位机构位于切口机构的上方，所述输送机构包括并列设置的输送带，所述输送带之间设置有升降机构，驱动光伏组件升至限位机构所在的区域内。

优选的，所述限位机构的旁侧设置有喷射机构，通过所述喷射机构向光伏组件边缘的切口内通入高压气体。

优选的，所述高压气体包括但不限于香蕉水形成的蒸汽、空气。

优选的，所述切口机构包括对称设置在机架上的丝杆，所述丝杆的一端通过第一电机驱动，所述丝杆上设置有丝母，所述丝母相对应的一侧设置有第一气缸，所述第一气缸的输出端设置有平行手指气缸，所述平行手指气缸的两个手指上对称设置有切刀。

优选的，所述限位机构包括设置在丝杆上方、且围成方形的限位框，所述限位框和机架之间通过第二气缸连接，所述限位框截面呈“匚”形、且开口处对称设置，所述限位框的长度方向的一侧设置有第一限位块。

优选的，所述喷射机构设置在对称设置的两个所述限位框上，所述喷射机构包括设置在限位框侧壁上的支撑筒，所述限位框的侧壁上设置有与支撑筒相通的通孔，所述机架上设置有第三气缸，所述第三气缸的输出端设置有支撑板，所述支撑板上竖直设置有电动滑轨，所述电动滑轨的滑块上设置有连接板，所述连接板上设置增压泵，所述增压泵上连接有管道，所述管道的出口端设置有喷射管。

优选的，所述光伏组件放置在垫板上，所述垫板的侧壁上横向设置有与第一限位块适配的第一限位槽，位于所述光伏组件的上方设置有压板，所述压板的顶面设置有第四气缸，所述压板和垫板大小相同，所述压板的侧壁上横向设置有与第一限位块适配的第二限位槽，所述压板的顶面通过软管连通有集气箱，所述软管上设置有电磁阀。

优选的，所述升降机构包括伸缩件，所述伸缩件的输出端上设置有横板，所述横板上设置有第二电机，所述第二电机的输出端设置有连接架，所述连接架上的竖杆均设置有支撑块。

本发明具备以下有益效果：

本发明通过由丝杆驱动的切刀，在光伏组件的侧面形成切口，且切口位于光伏组件各层之间的界面处。并通过升降机构将切割后的光伏组件升至与限位机构对应，限位机构上的限位框对光伏组件的四面进行夹紧固定，并通过其中两个限位框上的喷射机构，向光伏组件切口内喷射高压气体，从而完成对光伏组件的拆解。由于切割的切口位于光伏组件各层的界面之间，因此，采用高压气体进行拆解时，增加了光伏组件内硅片的完整性的几率，相比于直接采用水进行拆解，无需收集液体。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中A-A向视图；

图3为图1中B-B向视图；

图4为图3中C-C向视图；

图5为限位框结构示意图；

图6为限位框对光伏组件固定后的结构示意图；

图7为在图3所示视角，限位框对光伏组件固定后的结构示意图；

图中：光伏组件1、输送带2、机架3、丝杆4、第一电机5、丝母6，丝母6、第一气缸7、平行手指气缸8、切刀9、限位框10、第二气缸11、第一限位块12、支撑筒13、通孔14、第三气缸15、支撑板16、电动滑轨17、连接板18、增压泵19、管道20、喷射管21、垫板22、第一限位槽23、压板24、第四气缸25、第二限位槽26、软管27、集气箱28、伸缩件29、横板30、第二电机31、连接架32、支撑块33、轴承座34、第二限位块35、限位板36、伸缩胶套37、第一弹性件38、第二弹性件39、固定板40。

具体实施方式

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。

若未特别指明，实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

参考图1-图7，本发明公开了一种光伏组件拆解方法，包括以下步骤：

(1)将拆掉接线盒和铝边框的光伏组件1放在输送机构上，通过输送机构输送至切口机构的下方。光伏组件的铝边框和接线盒可人工拆解，也可借助现有的拆框机进行拆卸即可。

(2)切口机构设置在机架3的侧壁上，且位于输送机构的下方，当输送机构将光伏组件运输至与切口机构对应的位置时，切口机构正对光伏组件的侧壁，切口机构沿着光伏组件的边缘运动，从而使切口机构在光伏组件1的边缘处切割数道切口；通过调节切口机构，使切口机构能够在光伏组件厚度方向上的不同位置进行切割开口。优选的，切口位于光伏组件1层与层之间，从而便于对光伏组件的各层进行剥离。光伏组件的各层主要包括玻璃层、第一EVA胶层、硅片、第二EVA胶层、背板。如切口优选为开在玻璃和第一EVA胶层之间。

(3)限位机构位于切口机构的上方，输送机构包括并列设置的输送带2，输送带2之间设置有升降机构，驱动光伏组件1升至限位机构所在的区域内，通过限位机构对切割后的光伏组件1进行固定，并从限位机构的侧边向光伏组件1边缘的切口内通入高压气体，将光伏组件1的各层进行剥离。其中，高压气体包括但不限于香蕉水形成的蒸汽、空气，即香蕉水以蒸汽的方式压入切口内，从而进行各层剥离。限位机构的旁侧设置有喷射机构，通过喷射机构向光伏组件1边缘的切口内通入高压气体。需要说明的是：输送机构为现有设备，直接穿过机架设置，其长度可根据实际需要进行设置，如直接将拆框和拆掉接线盒的光伏组件直接放置在输送机构上，通过输送机构将其运输至与切口机构对应的位置上。当光伏组件拆解完成后，直接通过输送机构将其运输出去。因此，对于输送机构根据实际需要设置即可。

进一步的，切口机构包括对称设置在机架3上的丝杆4，两个丝杆4平行且位于同一水平面上，丝杆4的两端通过轴承座34固定在机架3上，轴承座34的内孔中可优选为设置一个轴承，从而减少丝杆对轴承座的磨损。丝杆4的一端通过第一电机5驱动，丝杆4上套设有丝母6，两个丝母6相对应的一侧设置有第一气缸7，第一气缸7的输出端设置有平行手指气缸8，平行手指气缸8的两个手指上对称设置有切刀9。两个平行手指气缸8上的切刀对应设置，切刀的刀口朝向光伏组件1的侧壁设置。每个平行手指气缸8上切刀9设置有两个，且上下平行设置，通过启动平行手指气缸8来控制两个切刀9之间的间距，从而对光伏组件的各层间进行开口。而第一气缸7的设置可驱动平行手指气缸8朝向光伏组件运动，可控制光伏组件上切口的深度。第一电机5启动，驱动丝杆4转动，从而带动平行手指气缸8在丝杆上往复运动，进而在光伏组件的侧壁上形成一定长度的切口。

进一步的，参考图6-图7所示，限位机构包括设置在丝杆4上方、且围成方形的限位框10，限位框10和机架3之间通过第二气缸11连接，限位框10截面呈“匚”形、且开口处对称设置，限位框10的长度方向的一侧设置有第一限位块12。需要说明的是：限位机构设置在丝杆的正上方，限位框10设置有四个，两两对称设置，其中两个对称设置在丝杆的正上方，四个限位框10可以合围成方形，从而对光伏组件的四边进行固定。相对称的两个限位框10的开口处对称设置。第一限位块12可以沿限位框10的长度方向设置成板状，也可成块状，且设置多块。第一限位块12设置的长度小于限位框的长度。第二气缸11的数量则根据限位框的长度进行常规设置即可。

更进一步的，光伏组件1放置在垫板22上，通过输送机构一起运输，垫板22的侧壁上横向设置有与第一限位块12适配的第一限位槽23，当升降机构将垫板22和光伏组件1一起升至与限位框10对应的位置时，第二气缸11启动，启动限位框朝向光伏组件运动，直至位于限位框10下方的第一限位块12插入到第一限位槽内，从而实现垫板和限位框的固定。此时，需要注意的是：垫板22的尺寸小于光伏组件的尺寸，从而使光伏组件的边缘置于限位框10内，使光伏组件的侧边与限位框的内侧壁相抵，光伏组件的另外两侧边也是如此操作，进而对光伏组件的四边进行固定。

进一步的，可参考图3所示，两个限位框的长度小于光伏组件相对应的两侧边的长度，另外两个限位框的长度大于光伏组件另外两侧边的长度。当光伏组件的其中两侧边被夹紧固定后，另外两侧边在第二气缸11的作用下，对另外两侧边进行夹紧固定，从而将光伏组件的四边包裹在限位框内。

更进一步的，为了增加相邻两个限位框之间的稳定性，在其中一个限位框10的两端设置有第二限位块35，第二限位块35同样围成“匚”形，与限位框的截面形状相同；而与第二限位块35对应的另外两个限位框10的两端封闭设置，且设置有与第二限位块35对应的第三限位槽，即第三限位槽设置在与第二限位块对应的侧面上。此时，这两个限位框的长度大于另外两个限位框将光伏组件的两侧边夹紧后，两个限位框之间的长度，可参考图3、7所示。

进一步的，升降机构包括伸缩件29，如气缸，伸缩件的数量根据实际需要进行设置，伸缩件29的输出端上设置有横板30，横板30上设置有第二电机31，第二电机31的输出端设置有连接架32，连接架32上的竖杆均设置有支撑块33，支撑块33的顶面可设置防滑橡胶或防滑凸起，从而增加垫板与支撑块33之间的稳定性。

进一步，为了增加对光伏组件的边缘进行切口时，光伏组件的稳定性，在位于光伏组件1的上方设置有压板24，即压板24设置在机架3的顶部，压板24的顶面设置有第四气缸25，压板24和垫板22大小相同，压板24的侧壁上横向设置有与第一限位块12适配的第二限位槽26。当光伏组件通过输送机构运输至与切口机构对应时，压板24和垫板22呈上下对应的关系，在切口机构启动时，第四气缸25启动，使压板24压在光伏组件的顶面，从而对光伏组件进行固定，再启动切口机构进行切口。在限位机构对光伏组件进行夹紧固定时，压板24位于光伏组件的上方并与位于限位框上方的第一限位块12对应，第二气缸11启动，使第一限位块插入到第二限位槽26内，最终完成对光伏组件的封闭固定，避免在对光伏组件进行拆解时，光伏组件上的层结构破碎而崩落到各个方向和位置都是。对于光伏组件的厚度，可与限位框的框内高度一致，也可低于限位框的框内高度，只需通过调节电动滑轨17，就能使喷射管插入不同位置的切口内。

同时，当向切口内充入香蕉水的蒸汽时，避免香蕉水的蒸汽溢出到空气中，在压板24的顶面通过软管27连通有集气箱28，软管27上设置有电磁阀。通过集气箱对溢出的香蕉水蒸汽进行收集。当然，也可在软管上连接有吸气泵，从而将限位框、垫板和压板所围成区域内的气体抽出，避免香蕉水的蒸汽溢出，再对抽出的香蕉水蒸汽进行回收。如果直接向切口内充入高压空气，则无需使用集气箱。

进一步的，喷射机构设置在对称设置的两个限位框10上，喷射机构包括设置在限位框10侧壁上的支撑筒13，限位框10的侧壁上设置有与支撑筒13相通的通孔14，机架3上设置有第三气缸15，第三气缸15的输出端朝向限位框10外侧壁设置，第三气缸15的输出端设置有支撑板16，支撑板16上竖直设置有电动滑轨17，电动滑轨17的滑块上设置有连接板18，连接板18上设置增压泵19，增压泵19上连接有管道20，管道20的出口端设置有喷射管21。需要说明的是：喷射机构设置有两个，分别设置在两个限位框和机架之间，第三气缸15的数量根据实际需要进行设置，本实施例设置有两个，两个第三气缸的输出端连接在支撑板16上。喷射管21为直径逐渐减小的扁管，在其尖端的底面开设有喷口，从而便于使扁管插入到切口内。电动滑轨能够调节喷射管21的高度，从而适应光伏组件上切口的位置。第三气缸15和第二气缸11同时启动，从而将限位框对光伏组件的另外两侧边进行固定。

为了加强光伏组件的拆解效果，喷射管21设置有两个，即支撑板16上并列设置有两个电动滑轨，连接板18设置在两个电动滑轨17的滑块上，而管道20则分别固定在连接板18上，并共同连接在增压泵19上，而增压泵则固定在连接板上，使电动滑轨运动时，带着增压泵一起运动。增压泵的进口端通过管路连接有储液箱(图中未示出)，从而使香蕉水以蒸汽并经过加压后充入切口内。

参考图4所示，为了避免空气或香蕉水蒸汽从通孔14处喷出，在支撑筒13的内壁上通过若干第一弹性件38连接有限位板36，限位板36优选为倾斜设置，与喷射管21的外表面适应或贴合。限位板36设置在喷射管21的上方和下方，限位板之间通过伸缩胶片连接，并通过另外的伸缩胶片与支撑筒的内壁面固定，限位板和支撑筒13内壁之间设置有伸缩胶套37，第一弹性件38位于伸缩胶套37内，另外的伸缩胶片的顶面与伸缩胶套的底面固定，从而通过伸缩胶片和伸缩胶套将支撑筒13进行封闭，使支撑筒和限位板36之间不存在间隙。第一弹性件38包括但不限于弹簧、簧片，具体根据实际情况设置。

更进一步的，为了使限位框能够适应不同尺寸的光伏组件，在限位框10开口处的内侧壁上通过若干第二弹性件39连接有固定板40，在第二弹性件的作用下，光伏组件的侧边与固定板40抵紧，从而实现对其的固定。此时，需要注意的是：光伏组件较大时，存在限位块无法完全插入到压板24内的情况，导致压板与限位框之间存在间隙，这时可直接开启吸气泵，减少香蕉水蒸汽溢出至空气中。如果直接向切口内通入的是高压空气，则无处多余操作，并不影响对光伏组件的拆解。对于设置有喷射管的限位框，则第二弹性件和固定板设置在通孔14的旁侧，使喷射管21顺利穿过通孔，插入到光伏组件上的切口内。

在使用本发明时，将拆解完铝边框和接线盒的光伏组件放置到垫板22上，输送机构启动，将垫板22和光伏组件1运输至光伏组件的边缘与切刀9对应，启动平行手指气缸8，调节两个切刀9之间的间距，使切刀的刀口与光伏组件各层之间的界限对应。启动第一气缸7，使切刀的刀口抵在光伏组件的侧壁上。启动第四气缸25，使压板24向下运动，直至压在光伏组件上。再启动第一电机，使平行手指气缸8沿着丝杆4运动，可进行往复运动，以增大切口。切割完成后，第四气缸25启动，压板向上运动，第一气缸7启动，切刀远离光伏组件。此时启动伸缩件29，使支撑块与垫板接触，并将垫板连同光伏组件顶起，第二电机启动，驱动连接架带着垫板和光伏组件旋转90°，伸缩件驱动垫板和光伏组件置于输送机构上，使未切割的两侧与切刀对应。按照上述方式再次进行切割。当然也可只切割两侧，使切割后的两侧与连接有喷射机构的限位框对应即可。如果光伏组件不好旋转，可通过升降机构将光伏组件升至切刀机构和限位机构之间的间隙处再进行旋转。

切口切割完成后，根据四个限位框的长度，选择光伏组件是否需要再次旋转复位，该过程根据实际需要进行操作即可。第四气缸25驱动压板24升至限位框的上方。启动伸缩件29，使光伏组件和垫板22升至与限位框10对应的位置，即限位框位于下方的第一限位块12与垫板22上的第一限位槽23对应；同时，启动第四气缸25，驱动压板向下运动，直至压板上的第二限位槽26与限位框上方的第一限位块对应。再同时启动连接其中两个限位框的两个第二气缸11，使第一限位块插入到第一限位槽和第二限位槽内，通过限位框对光伏组件的两侧边进行夹紧；再同时启动另外两个限位框上的第二气缸11，使另外两个限位框上的第一限位块插入到垫板另外两侧的第一限位槽和压板另外两侧的第二限位槽内，同时，第二限位块插入到第三限位槽内，从而完成对光伏组件的四边进行夹紧固定。

启动第三气缸15，使喷射管朝向限位框上的通孔14运动，直至喷射管21伸进支撑筒13内，启动电动滑轨17，调节喷射管在竖直方向上的位置，使喷射管的尖部与切口对应。再次启动第三气杆15，使喷射管插入到切口内，启动增压泵，向切口内泵入高压气体或高压香蕉水蒸汽，从而从光伏组件的两侧向其内部充入高压气体。操作完成后，可通过调节电动滑轨，使喷射管与光伏组件同一侧面上的另外切口内充入高压气体。

通过实验发现，向光伏组件的两侧同时充入高压气体能够加快对光伏组件的拆解。同时，光伏组件的四面都进行了切割开口，比直接切割其两侧面来说，光伏组件各层的整体性较好。只切割两侧面，各层结构易碎。

通过向切口内充入高压气体来说，光伏组件拆解的各层的整体性较充气香蕉水蒸汽的效果较差，但是，香蕉水的挥发会存在一定的安全隐患，因此，具体可根据光伏组件的大小决定，各限位框、压板和垫板能够将光伏组件完全封闭时，可采用香蕉水蒸汽，并通过集气箱收集溢出的蒸汽。存在间隙时，可直接采用高压空气即可。在实验时发现，通过香蕉水蒸汽，有一定的几率在硅片上留下香蕉水溶解EVA的液体，需要人工进行清理，在这过程中会产生废液。无论是通入高压空气还是香蕉水蒸汽都能实现本发明中对光伏组件进行拆解的目的，且拆解的各层整体性较好，成功率能达95％及以上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光伏组件拆解方法，其特征在于：将拆掉接线盒和铝边框的光伏组件(1)通过输送机构输送至切口机构的下方，所述切口机构在光伏组件(1)的边缘处切割数道切口，通过限位机构对切割后的光伏组件(1)进行固定，并从限位机构的侧边向光伏组件(1)边缘的切口内通入高压气体，将光伏组件(1)的各层进行剥离。

2.根据权利要求1所述的一种光伏组件拆解方法，其特征在于：所述切口位于光伏组件(1)层与层之间。

3.根据权利要求1所述的一种光伏组件拆解方法，其特征在于：所述限位机构位于切口机构的上方，所述输送机构包括并列设置的输送带(2)，所述输送带(2)之间设置有升降机构，驱动光伏组件(1)升至限位机构所在的区域内。

4.根据权利要求1所述的一种光伏组件拆解方法，其特征在于：所述限位机构的旁侧设置有喷射机构，通过所述喷射机构向光伏组件(1)边缘的切口内通入高压气体。

5.根据权利要求1所述的一种光伏组件拆解方法，其特征在于：所述高压气体包括但不限于香蕉水形成的蒸汽、空气。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种光伏组件拆解方法，其特征在于：所述切口机构包括对称设置在机架(3)上的丝杆(4)，所述丝杆(4)的一端通过第一电机(5)驱动，所述丝杆(4)上设置有丝母(6)，所述丝母(6)相对应的一侧设置有第一气缸(7)，所述第一气缸(7)的输出端设置有平行手指气缸(8)，所述平行手指气缸(8)的两个手指上对称设置有切刀(9)。

7.根据权利要求4所述的一种光伏组件拆解方法，其特征在于：所述限位机构包括设置在丝杆(4)上方、且围成方形的限位框(10)，所述限位框(10)和机架(3)之间通过第二气缸(11)连接，所述限位框(10)截面呈“匚”形、且开口处对称设置，所述限位框(10)的长度方向的一侧设置有第一限位块(12)。

8.根据权利要求7所述的一种光伏组件拆解方法，其特征在于：所述喷射机构设置在对称设置的两个所述限位框(10)上，所述喷射机构包括设置在限位框(10)侧壁上的支撑筒(13)，所述限位框(10)的侧壁上设置有与支撑筒(13)相通的通孔(14)，所述机架(3)上设置有第三气缸(15)，所述第三气缸(15)的输出端设置有支撑板(16)，所述支撑板(16)上竖直设置有电动滑轨(17)，所述电动滑轨(17)的滑块上设置有连接板(18)，所述连接板(18)上设置增压泵(19)，所述增压泵(19)上连接有管道(20)，所述管道(20)的出口端设置有喷射管(21)。

9.根据权利要求7所述的一种光伏组件拆解方法，其特征在于：所述光伏组件(1)放置在垫板(22)上，所述垫板(22)的侧壁上横向设置有与第一限位块(12)适配的第一限位槽(23)，位于所述光伏组件(1)的上方设置有压板(24)，所述压板(24)的顶面设置有第四气缸(25)，所述压板(24)和垫板(22)大小相同，所述压板(24)的侧壁上横向设置有与第一限位块(12)适配的第二限位槽(26)，所述压板(24)的顶面通过软管(27)连通有集气箱(28)，所述软管(27)上设置有电磁阀。

10.根据权利要求3所述的一种光伏组件拆解方法，其特征在于：所述升降机构包括伸缩件(29)，所述伸缩件(29)的输出端上设置有横板(30)，所述横板(30)上设置有第二电机(31)，所述第二电机(31)的输出端设置有连接架(32)，所述连接架(32)上的竖杆均设置有支撑块(33)。

Images