CN211275854U - 一种太阳能电池板玻璃回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种太阳能电池板玻璃回收系统，包括用于推动电池板移动的履带式推进装置、开边装置、用于对电池板进行预热的预加热装置、温度传感器、用于分离电池板上的玻璃板与EVA胶膜的热刀分离装置与用于对分离后的玻璃板进行抛光清洗的抛光清洗装置；本申请采用物理的机械处理法，将晶体硅太阳能电池中的玻璃与其它组件进行精细分离，并且不破坏玻璃板的结构，分离速率高，玻璃的完整率高、EVA胶膜残留率低，可对太阳能玻璃板进行二次利用，对太阳电池产业、环境和经济效益的巨大贡献。

Description

一种太阳能电池板玻璃回收系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池板回收领域，特别是涉及一种太阳能电池板玻璃回收系统。

背景技术

太阳能电池板的使用寿命一般可以达到25年，随着时间的增长和环境的影响，电池板的材料会逐步老化，太阳能电池板工作到20 年时功率会衰减30％，到25年时功率会衰减70％，几乎丧失了利用价值。

根据资料显示，组成电池板的各组分及含量大约为：玻璃70％、铝10％，粘合封胶10％、硅5％，其它5％。到2030年，我国废弃的光伏组件能够产生110万吨玻璃、54万吨塑料、17万吨铜、26万吨铝、 5万吨硅及0.055万吨银。从这些数据中可以看出，未来报废的晶体硅太阳能电池中蕴藏着不可小觑的资源价值，对废弃的电池板进行回收再利用，具有实际意义。

目前，拆解处理电池板的技术很多，主要有：物理处理方法(机械处理法、热处理法)、化学处理方法(有机溶剂溶解法、无机酸碱溶解法)和物理与化学方法相结合的处理法，但均很不成熟，容易对玻璃板等造成伤害，不能充分实现资源的二次利用。而实现组件各部分的有效分离以及无害化处理是亟待解决的问题。

电池板主要由玻璃、EVA、硅片、背板组成，生产时按照玻璃-EVA- 晶体硅电池片-EVA-背板的结构顺序敷设好，放入层压机内，通过抽真空将组件内的空气抽出，然后加热150℃左右使EVA熔化将电池、玻璃和背板粘接在一起，固化一段时间，冷却后即可得到太阳能组件。

而为了保证电池板的效率与寿命，研发人员对钢化玻璃透光率和反射率进行反复优化，目前采用的玻璃是低铁含量、超白绒面的钢化玻璃，也叫压延玻璃，这种玻璃与EVA接触的面呈“布纹状”麻面，不但减少了光线的反射，也增加了与EVA膜粘接强度；EVA是用来粘结固定钢化玻璃和电池片的，人们为了提高粘接强度，通过添加黏附力促进剂、对EVA胶膜改性等方法，使得耐热耐湿、耐老化性及粘接强度得到极大的提高。

而太阳能电池板的回收再利用，实际上是电池板生产的“逆”过程，而上述，恰恰增加了这一“逆”过程中分离玻璃的难度，也是本实用新型重点解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种太阳能电池板玻璃回收系统，以解决上述现有技术存在的问题，将晶体硅太阳能电池板中的玻璃与其它组件进行精细分离，实现玻璃的二次利用。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种太阳能电池板玻璃回收系统，其包括用于推动电池板移动的履带式推进装置、开边装置、用于对所述电池板进行预热的预加热装置、温度传感器、用于分离所述电池板上的玻璃板与 EVA胶膜的热刀分离装置与用于对分离后的所述玻璃板进行抛光清洗的抛光清洗装置；履带式推进装置包括上下两组履带，上下两组履带之间形成供电池板移动的电池板通道，由于电池板在移动过程中是匀速向前平移的，因此，履带式推进装置、开边装置、预加热装置、热刀分离装置与抛光清洗装置形成的电池板移动通道必须在同一水平面上；由于电池板厚度过小，平移过程容易受重力作用发生形变，为保证电池板能稳定的向前平移，履带式推进装置优选设置3组以上，并平均分配在整个系统中。

所述开边装置包括用于定位的开边定位辊和设置于所述开边定位辊下方的开边软质刀；开边装置主要通过软质刀与电池板之间的摩擦力使电池板端部的玻璃板与废料层之间进行分离；当电池板移动到定位辊位置时，软质刀才能开始施力。

所述热刀分离装置包括用于平衡反作用力的分离定位辊、设置于所述分离定位辊下方的热刀、热刀控制结构与残膜收集部；所述热刀的刀头长度大于所述电池板的宽度；所述热刀控制结构包括夹持所述热刀的热刀夹持部与固定连接于所述热刀夹持部下端的气缸。

优选的，所述抛光清洗装置为钢丝抛光轮与设置于所述钢丝抛光轮下方的负压吸尘系统。

优选的，所述热刀包括刀头、刀体和加热线圈，所述刀体的顶端开设有凹槽，所述刀头的下端通过紧固螺钉固定在所述凹槽内；所述加热线圈环绕设置在所述刀体的外围并靠近所述刀头；

在所述凹槽正下方，所述刀体内部开设有蒸汽通道，所述蒸汽通道的两端为蒸汽入口，沿所述刀体顶端的凹槽两侧内壁的长度方向开设有多个上蒸汽喷口，所述蒸汽喷口与所述蒸汽通道连通。

优选的，所述蒸汽通道为由两端向中间直径逐渐缩小的通道。

优选的，所述刀体下端开设有螺纹孔，通过相匹配的螺栓使所述刀体(112)与所述热刀夹持部(131)进行固定安装。

优选的，所述加热线圈为高频电磁感应线圈。

优选的，所述蒸汽喷口为喇叭状，其上端宽度大于其下端宽度。

优选的，所述蒸汽通道沿所述刀体长度方向平行设置，所述蒸汽喷口的方向与所述蒸汽通道的方向垂直。

优选的，相邻所述蒸汽喷口之间的距离为50-150mm。

优选的，所述刀头的刀刃角为40°到45°。

本实用新型公开了以下技术效果：针对晶体硅太阳能电池板的界面形态，本申请采用物理的机械处理法，先利用软质刀对电池板的端部通过摩擦力的形式进行开边，然后对其预加热到合适温度，使EVA 膜软化的同时不熔化，然后利用热刀分离装置将其进一步分离，最后由抛光清洗装置对其进行预处理，最终得到分离彻底的玻璃板；此外，为进一步优化分离效果，分离过程中结合高频电磁感应线圈对热刀进行加热，同时刀头部位喷射蒸汽，将玻璃板与EVA膜之间界面充满蒸汽，形成了三相界面，改变了界面性质，在起到分离润滑的同时，又防止其发生粘结，促进玻璃板与EVA胶膜的分离；本实用新型能将晶体硅太阳能电池中的玻璃与其它组件进行精细分离，并且不破坏玻璃板的结构，分离速率高，玻璃的完整率高、EVA胶膜残留率低，可对太阳能玻璃板进行二次利用，对太阳电池产业、环境和经济效益的巨大贡献。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型开边装置结构示意图；

图3为本实用新型开边工艺流程图；

图4为本实用新型分离工艺流程图；

图5为本实用新型热刀结构示意图；

图6为图5中A部分局部放大图；

图7为本实用新型热刀刀体剖视结构示意图；

图8为本实用新型热刀刀体右视结构示意图；

图9为本实用新型热刀剖视结构示意图；

图10为本实用新型热刀刀头角度结构示意图。

其中，1为热刀分离装置，11为热刀，111为刀头，112为刀体， 113为蒸汽入口，114为蒸汽通道，115为蒸汽喷口，116为加热线圈， 117为紧固螺钉,12为分离定位辊，13为热刀控制结构，131为热刀夹持部，132为气缸，14为残膜收集部，2为开边装置，21为开边定位辊，22为开边软质刀，3为预加热装置，4为温度传感器，5为履带式推进装置，6为抛光清洗装置，7为电池板，71为玻璃板，72 为废料层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供一种太阳能电池板玻璃回收系统，其包括用于推动电池板7移动的履带式推进装置5、开边装置2、用于对电池板7 进行预热的预加热装置3、温度传感器4、用于分离电池板7上的玻璃板71与EVA胶膜的热刀分离装置1与用于对分离后的玻璃板71进行抛光清洗的抛光清洗装置6。

开边装置2包括用于定位的开边定位辊21和设置于开边定位辊 21下方的开边软质刀22；抛光清洗装置6为钢丝抛光轮与设置于钢丝抛光轮下方的负压吸尘系统，负压吸尘系统可以将钢丝抛光轮抛出的粉尘颗粒收集起来，防止粉尘颗粒乱飞，污染环境。预加热装置3 为远红外加热器，将太阳能电池板进行预加热，将温度控制在100℃±10℃之间。

热刀分离装置1包括用于平衡反作用力的分离定位辊12、设置于分离定位辊12下方的热刀11、热刀控制结构13与残膜收集部14；热刀11的刀头111长度比电池板7的宽度长100mm,保证太阳能电池7两侧均留有余量，保证热刀可以将太阳能玻璃板与EVA胶膜彻底分离；热刀控制结构13包括夹持热刀11的热刀夹持部131与固定连接于热刀夹持部131下端的气缸132。

热刀11包括刀头111、刀体112和加热线圈116，刀体112的顶端开设有凹槽，刀头111的下端通过紧固螺钉117固定在凹槽内；加热线圈116环绕设置在刀体112的外围并靠近刀头111；加热线圈116 为高频电磁感应线圈，将热刀11的温度加热到130℃±5℃。刀体112下端开设有螺纹孔，通过相匹配的螺栓将对刀体112与刀体夹持部进行固定。刀头111的刀刃角为40°-45°。

在凹槽正下方，刀体112内部开设有蒸汽通道114，蒸汽通道的方向与刀体长度方向平行；蒸汽通道114的两端为蒸汽入口113，沿刀体112顶端的凹槽两侧内壁的长度方向开设有多个上蒸汽喷口115，蒸汽喷口115与蒸汽通道114连通，蒸汽喷口115的方向与蒸汽通道 114的方向垂直，相邻蒸汽喷口115之间的距离为50-150mm，最优取值为100mm,在保证蒸汽可以很好完成分离任务的同时，减少了蒸汽喷口的数量。蒸汽通道114为由两端向中间直径逐渐缩小的通道，即蒸汽通道114存在一定锥度，锥度θ取1.5°±0.5°，保证了各个蒸汽喷口115喷出的蒸汽的压强相同。

蒸汽喷口115为喇叭状，其上端宽度大于其下端宽度；蒸汽喷口 115下端直径取3-6mm,蒸汽喷口115喇叭状的喷口为一个90°的扩散口，保证了蒸汽可以更大范围的喷射到刀头与EVA胶膜之间。

太阳能电池板玻璃回收系统的整体工艺流程顺序为：电池板进料→EVA胶膜开边→EVA胶膜预热→热刀切割分离→抛光清理→玻璃板出料。

以常规尺寸1970±10×990±10(mm²)的电池板为例，把电池板 7铺在上面，玻璃板71面在上，废料层72在下并加以定位后，沿长度方向的一端(纵向)开始，送入履带式推进系统5中，电池板7被履带式推进系统5推进，速度控制在0.02m/s。

当电池板7被推进到开边装置2位置时，开边软质刀22向废料层72移动并施加作用力，开边定位辊21可阻止此作用力力对电池板 7造成弯曲变形，将电池板7定位在基准平面内；旋转的开边软质刀 22抛掉电池板7首端横向上50mm宽的废料层72，使得电池板7首端暴露出一条50×990(mm²)的玻璃面。

当电池板7运动到预加热装置3的位置，远红外加热器对电池板 7进行预加热，远红外线透过玻璃，照射到废料层72上，热加速度快、效率高，将温度控制在110℃左右。电池板7达到温度传感器4 时，温度应该控制在100℃±10℃之间。前期的预热，消除了环境温度的影响，减少了热刀温度的调整范围，提高热刀分离的质量。

当电池板7运动到热刀分离装置1位置时，热刀刀头111向电池板7移动与开边后的玻璃面接触并施加压力，分离定位辊12的反作用力保持电池板7的基准平面不变，热刀刀头111在玻璃的下方做切割分离的相对运动，将废料层72切割掉。

刀体112的主要参数：长度L为1100mm，两侧留有余量；蒸汽通道114的锥度θ取1.0°，蒸汽通道的直径Φ1为6mm；蒸汽喷口的孔径Φ2为4mm；相邻蒸汽喷口之间的距离为100mm；喷射的蒸汽温度控制在135℃±5℃，饱和蒸汽压控制在0.32±0.02MPa，每小时用水量控制在10升左右。

刀头111的主要参数：

如图10所示，本实用新型将玻璃板底面定义为X面，垂直玻璃板底面的方向定义为Y面，以下角度是以X面、Y面为基准确定的。

后角α为1°；刀刃角β为45°；前角γ为44°。

加热线圈116，为φ6紫铜管绕制，用高频感应将电能转化成热能加热热刀，并将热能传导在刀尖上，实现将玻璃与EVA胶膜的分离。热刀的温度控制130℃±5℃左右，此时分离效果最佳。

热刀控制结构13，主要实现两个功能：①进退刀，进刀是将刀头111与玻璃面接触；退刀是离开玻璃面，行程50mm。②施加并保持压力，刀头与玻璃面接触后，要保持15-20N的压力。

被分离下来的废料层72，落到残膜收集部14中。

经过热刀切割分离后的玻璃板71继续被履带式推进系统5握持推进到抛光清理装置6，通过特制的钢丝抛光轮，对玻璃板边走边抛，清理抛光残留物，使之达到再利用标准。

最后玻璃板被履带式推进系统推出，进入出料台，经检验后入库。

在本实用新型的描述中，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实用新型，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实用新型的限制。

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

Claims (10)

1.一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于，其包括用于推动电池板(7)移动的履带式推进装置(5)、开边装置(2)、用于对所述电池板(7)进行预热的预加热装置(3)、温度传感器(4)、用于分离所述电池板(7)上的玻璃板(71)与EVA胶膜的热刀分离装置(1)与用于对分离后的所述玻璃板(71)进行抛光清洗的抛光清洗装置(6)；

所述开边装置(2)包括用于定位的开边定位辊(21)和设置于所述开边定位辊(21)下方的开边软质刀(22)；

所述热刀分离装置(1)包括用于平衡反作用力的分离定位辊(12)、设置于所述分离定位辊(12)下方的热刀(11)、热刀控制结构(13)与残膜收集部(14)；所述热刀(11)的刀头(111)长度大于所述电池板(7)的宽度；所述热刀控制结构(13)包括夹持所述热刀(11)的热刀夹持部(131)与固定连接于所述热刀夹持部(131)下端的气缸(132)。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于：所述抛光清洗装置(6)包括钢丝抛光轮与设置于所述钢丝抛光轮下方的负压吸尘系统。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于：所述热刀(11)包括刀头(111)、刀体(112)和加热线圈(116)，所述刀体(112)的顶端开设有凹槽，所述刀头(111)的下端通过紧固螺钉(117)固定在所述凹槽内；所述加热线圈(116)环绕设置在所述刀体(112)的外围并靠近所述刀头(111)；

在所述凹槽正下方，所述刀体(112)内部开设有蒸汽通道(114)，所述蒸汽通道(114)的两端为蒸汽入口(113)，沿所述刀体(112)顶端的凹槽两侧内壁的长度方向开设有多个上蒸汽喷口(115)，所述蒸汽喷口(115)与所述蒸汽通道(114)连通。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于：所述蒸汽通道(114)为由两端向中间直径逐渐缩小的通道。

5.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于：所述刀体(112)下端开设有螺纹孔，通过相匹配的螺栓使所述刀体(112)与所述热刀夹持部(131)进行固定安装。

6.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于：所述加热线圈(116)为高频电磁感应线圈。

7.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于：所述蒸汽喷口(115)为喇叭状，其上端宽度大于其下端宽度。

8.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于：所述蒸汽通道沿所述刀体长度方向平行设置，所述蒸汽喷口(115)的方向与所述蒸汽通道(114)的方向垂直。

9.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于：相邻所述蒸汽喷口(115)之间的距离为50-150mm。

10.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板玻璃回收系统，其特征在于：所述刀头(111)的刀刃角为40°-45°。

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