扫盲篇:探讨太阳能光伏组件的回收路线

来源:PV兔子发布时间:2017-08-29 23:59:59
有二十五年的质保寿命,现在正往三十年延伸。三十年很长,很了不起,但毕竟不是永生。事实上第一批大规模使用的光伏系统,已经逐渐到了退休的年龄了。组件失效了以后怎么办?填埋?那还叫什么绿色能源!回收?会不会是赔本生意?本文就光伏组件的回收进行探讨,看完本文立即完成扫盲。

为什么要回收

1. 社会影响。很早期的迷思说“光伏发电是绿色能源根本就是骗人啊,生产本来就是个耗能大户,若干年失效以后还要产生垃圾。”这个兔子都辟谣到口干舌燥了——晶硅提纯早就降低能耗了,生产工艺排污早就解决了,将失效组件的回收工艺算进去,能量回收期也不会超过5年,如果是阳光充足的热带地区,可能1年都要不到。话虽如此,但可见这个辩论的重要前提是:组件是要回收的,否则还叫什么再生能源!

2. 经济影响。欧盟对组件回收是有硬性要求的,这个要求正在拓展到其他的光伏市场。具体操作怎么搞,谁来买单?权衡各种方案以后,最终是决定向组件生厂商追加回收成本。组件生厂商又不傻,当然是给批发商加价咯,批发商不傻当然是给零售商加价咯,零售商不傻当然是给用户加价咯。所以最后归根到底是用户买单。最后就是度电成本提升,影响光伏发电收益。所以组件回收降本是有直接经济效益的——这是回收技术发展的源动力。

预计组件回收的高潮会于2030年到来,赚钱的生意,不能不干。

回收的思路

1. 有效分离贵重材料再利用。虽然光伏组件因为各种原因失效了,但是铝合金是不会跑的,玻璃总是在的,电池片和上面的金属材料都原封不动在那里。用最实惠的办法把值钱的东西分开再利用,是回收的基本思路。

2. 尽量完全回收,尽量零垃圾填埋。不用解释了。

回收的方法

回收的方法

(完整理想的组件回收流程图,越往后对技术要求越高,废料越少,同时理论收益也越高。Huang, Solar Energy, 2017)

1. 简单粗暴一刀切。无论什么回收技术方案,第一步一定是拿掉塑料接线盒,这是和光伏组件其他材料最不搭杠,而且最好分离的部分。第二步是拆铝边框,最值钱而且好拆。

拿掉以后呢?现有最成熟、最简单粗暴、同时收益最少的办法就是整体碾压切成渣,做成玻璃。反正玻璃是氧化硅,里面的电池大部分也是硅,烧一烧又成玻璃了,顶多有一点有机胶膜和背板的杂质,高温下也没有了。但是贵重的金属电极材料比如银、铜、铝、锡、铅等等就可惜咯,统统也当成杂质处理了。玻璃的价值含量是相当低的。

2. 重新利用组件里面的电池。很多时候失效的组件是因为背板不行了,胶膜变色了,玻璃坏了,但电池本身依旧坚挺。而电池又是组件里面最值钱的部分。自然而然的思路就是,重新回收电池再利用。可是,要把组件拆了不损害里面的电池,这很难!撕开背板后,要么泡盐酸去掉EVA胶膜(耗时,损害金属电极);要么有机溶剂去掉EVA(更耗时);要么超声波超掉EVA(费电);要么加热热解EVA(电池基本上就废了)。理想很丰满,现实很骨感,想要回收性能不受影响的电池,基本上做不到!

3. 重新利用组件里面的硅片。既然电池收不回来,那我们就退而求其次,重新再利用电池里面最值钱的部分——硅片。回收以后把硅片重新做成电池。这就需要各种化学方法去掉氮化硅、金属电极、发射极和背电场。具体的搭配可能是氢氟酸、硝酸、氢氧化钠、氢氧化钾等等。现实再次骨感了一把——人算不如天算,随着技术的发展和降本的要求,硅片的厚度从300微米降到200微米以下而且还要继续降低,导致的后果就是硅片根本就经不起化学处理的折腾——碎碎碎!这条路,再次堵死。

4. 重新利用太阳能级硅。既然硅片也收不回来,那就再退一步,我们回收太阳能级硅吧。虽然说还要重新拉单晶或者铸锭然后切片,至少提纯的步骤我们省下来了啊!这个方案,就是现今主流的方向。碎就让它碎吧,碎了我们重新拉晶或者铸锭就好了。和上一种方法一样,正面发射极和背电场是不能要的。用氢氧化钠快速的去掉几个微米的表层,再用方阻检测是不是完全去掉了发射极和背电场,就可以制成可资利用的太阳能级硅了。

至于金属回收的部分,一般是用硝酸从电池片上拿掉,再用电解萃取(electrowinning)的办法收集高纯度的金属材料。

回收效果

这么一套工艺下来,玻璃、铝框、接线盒几乎完全回收,聚合物分解掉(当做燃料了所以也不太耗能), 太阳能级纯度的硅回收90%,银和铜的回收超过70%,效果非常好。

总结


基本上,回收的材料的价值,按照现在的市场价,会有每块组件11到12美元的收益。这基本上是解决掉了组件回收经济上最大的障碍,使得失效组件回收成为有利可图的生意!平价上网的这条路必然是越走越顺。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201708/30/133826.html

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
Joule:钙钛矿太阳能电池的回收利用来源:知光谷 发布时间:2025-12-05 09:52:48

钙钛矿太阳能电池实现了高效率和低成本制造,但面临着铅管理和有限使用寿命的挑战。近日,香港科技大学ZhouYuanyuan、香港浸会大学GuoMeiyu等人回顾了能够有效回收PSC的材料、设备和工艺特性。研究亮点:1)作者总结了技术经济分析和生命周期评估,这些分析和评估表明,通过多轮材料回收,成本和环境影响大幅降低,并比较了器件架构和功能层的回收途径。

鼓励采用24%以上的光伏组件,云南省广南县启动865MW光伏项目竞配来源:广南县人民政府 发布时间:2025-11-11 11:19:31

11月10日,云南省文山州广南县发改局发布广南县坝庄、纳弄等11个光伏项目市场化配置优选公告。根据公告,本次优选分为两个标段,包括11个光伏项目,总装机容量86.5万千瓦。

低温焊料可能引发无主栅光伏组件性能的大幅衰减来源:建筑光伏与碳中和技术 发布时间:2025-11-07 14:26:16

梅耶博格的“SmartWire”是光伏组件无主栅互联的主流技术路线之一。有学者研究发现,SmartWire所使用的低温焊料与电池片栅线的连接可能存在缺陷,从而造成组件在高温天气下的性能异常衰减。资料/图:J.Hartleyet.al.研究团队由此指出,SmartWire技术中的低温焊料互联工艺存在不足,有可能导致组件在高温下的性能异常衰减;而IEC61215/61730标准中的序列测试,是针对串焊工艺设计的;对于SmartWire类型的组件,需要设计新的序列测试,才能更准确地模拟这类组件的长期耐候性。

上海交通大学Nature重磅20.05%效率的㎡级钙钛矿组件:基质限域分子层用于钙钛矿光伏组件来源:知光谷 发布时间:2025-10-28 09:09:13

金属卤化物钙钛矿因其卓越的光电性能,已成为推动光伏效率进步的有力竞争者。本研究上海交通大学赵一新、陈悦天、郭永胜和缪炎峰等人提出了一种“SAM-in-matrix”策略,将部分SAM分散于稳定的三硼烷基质中,有效打破了原有分子堆叠导致的聚集现象。推动钙钛矿组件迈向平方米级产业化:成功制备出1米×2米大面积组件,认证效率突破20%,是目前公开报道中最大面积、最高效率的钙钛矿光伏组件之一,具备明确的产业化前景。

杭州:居住建筑安装光伏不超过1.5米,公共建筑原则上最高不超过2.2米来源:杭州市城乡建设委员会 发布时间:2025-10-24 16:44:35

日前,浙江杭州市城乡建设委员会关于征求《关于推进杭州市新建建筑太阳能光伏应用的通知》意见的通知,通知规范民用建筑光伏建设管理。建筑为坡屋面时,光伏组件顶部与屋面垂直距离不应超过30厘米;建筑为平屋面时,附加型太阳能光伏安装高度不得超过女儿墙高度,其中居住建筑原则上最高不超过1.5米,公共建筑原则上最高不超过2.2米。太阳能光伏节能工程验收不合格的,不得组织竣工验收。

麦耀华&郭飞等人EES:平衡过饱和速率与配位能力:实现高性能钙钛矿光伏组件的大面积制备来源:知光谷 发布时间:2025-10-09 15:33:54

实现高性能钙钛矿光伏器件的可扩展加工对其在可持续能源技术中的商业化至关重要。为解决这一问题,德国埃尔朗根-纽伦堡大学ShudiQiu、ChristophJ.Brabec、暨南大学麦耀华和郭飞等人发现,平衡控制过饱和速率与溶剂配位能力对于通过真空辅助刮涂获得高质量钙钛矿薄膜至关重要。

无铅钙钛矿玻璃解锁可回收的发光太阳能聚光器来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-09-16 16:38:10

发光太阳能聚光器的发展受到依赖嵌入式纳米晶体的传统荧光玻璃缺点的阻碍,包括生产成本高、溶剂密集型制造和可回收性差。南开大学、天津大学和上海睿聚环保科技有限公司的研究人员现已推出一种无铅钙钛矿衍生物ETP2SbCl5,通过结合效率、可回收性和低成本制备来应对这些挑战。与基于纳米晶体的玻璃不同,ETP2SbCl5在荧光粉相和玻璃相之间是可逆的。

大面积薄膜叠层光伏组件的关键设备开发项目成功获批立项!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2025-09-15 11:50:23

近日,江苏省科学技术厅发布了2024年度省科技重大专项立项结果由方昇光电联合苏州大学申报的“大面积薄膜叠层光伏组件的关键设备开发”项目成功获批立项!苏州大学作为该项目的牵头单位,方昇光电为主要承担单位。苏州大学与苏州方昇光电股份有限公司完成大面积商用薄膜型叠层光伏组件产业化技术及关键装备研发产学研项目的签约。

澳大利亚最大的光伏组件分销商向罗马尼亚等“关键市场”扩张来源:罗国能源速览 发布时间:2025-09-12 16:35:18

澳大利亚最大的太阳能电池板批发商和分销商OneStopWarehouse计划成为“清洁能源的亚马逊”,并已获得550万美元的融资,用于包括罗马尼亚在内的国际扩张。罗马尼亚被认为是太阳能的关键市场。资金将用于在西班牙、罗马尼亚、美国和墨西哥等“太阳能关键市场”扩展业务。OSW成立于2013年,由AnsonZhang和企业家JeffYu在布里斯班创立,迅速成为澳大利亚太阳能电池板和电池分销市场的领导者,并连续7年占据市场份额。

TCL太阳能携手阿联酋能源巨头大力扩展中东非太阳能业务来源:电力时代 发布时间:2025-09-12 16:14:16

TCL太阳能与阿联酋领先的可再生能源公司Power & Sun Solar Equipments Trading LLC(Powernsun)在慕尼黑举行的2025年欧洲太阳能展览会上签署了战略分销协议。

三部门:重点聚光伏组件高效分离、提纯等综合利用技术来源:工信部 发布时间:2025-09-12 09:33:06

9月11日,工信部、国家发改委、生态环境部发布《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录(2025年版)》(以下简称《目录》)。