太陽能電池組件(也叫太陽能電池板、光伏組件)是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分,也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中重要的部分。其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,或送往蓄電池中存儲起來,或推動負(fù)載作業(yè)。太陽能電池組件的質(zhì)量和本錢將直接決定整個系統(tǒng)的質(zhì)量和本錢。
光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的同時,廢棄光伏組件回收處理問題凸顯。業(yè)內(nèi)人士指出,目前我國光伏組件的回收規(guī)模較小,資源化的回收技術(shù)及模式還未成熟。
由于單片太陽電池輸出電壓較低,加之未封裝的電池由于環(huán)境的影響電極容易脫落,因此將一定數(shù)量的單片電池采用串、并聯(lián)的方式密封成太陽電池組件,以避免電池電極和互連線受到腐蝕,另外封裝也避免了電池碎裂,方便了戶外安裝,封裝質(zhì)量的好壞決定了太陽電池組件的使用壽命及可靠性。
當(dāng)組件的溫度標(biāo)準(zhǔn)工作溫度25℃時,組件效率下降,主要表現(xiàn)在開路電壓下降。隨著溫度的升高,伏安特性曲線的形狀基本不變,但是整個向左平移表明開路電壓隨著溫度的升高而降低。
用作晶體硅太陽能光伏組件封裝材料的鋼化玻璃,通常要求抗機(jī)械沖擊強(qiáng)度要好,彎曲度小,外觀無劃傷。太陽電池玻璃弓形彎曲度不應(yīng)超過0.2%;波形彎曲度任意300mm范圍不應(yīng)超過0.3mm。
為了防止鋼化玻璃在封裝前后碎裂,通常要求鋼化玻璃每米邊上有長度不超過10mm,自玻璃邊部向玻璃板表面延伸深度不超過2mm,自板面向玻璃另一面延伸不超過玻璃厚度三分之一的爆邊。鋼化玻璃內(nèi)部不允許有長度小于lmm的集中的氣泡。對于長度大于1mm,但是不大于6mm的氣泡每平方米不得超過6個,不允許有結(jié)石,裂紋,缺角的情況發(fā)生,在50mm×50mm的區(qū)域內(nèi)碎片數(shù)超過40個,且允許有少量長條形碎片,其長度不超過100mm。不合格的鋼化容易導(dǎo)致組件在使用中碎裂。
按照一般的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),光伏組件的壽命期為25年。2009年批特許權(quán)項(xiàng)目,以及金太陽、光伏建筑一體化項(xiàng)目投產(chǎn)的項(xiàng)目,迄今已經(jīng)有10年以上的歷史,大量光伏組件將進(jìn)入回收期。
早期,由于光伏組件的轉(zhuǎn)換效率較低,2013年,市場上主流功率長期在250W以內(nèi)。如果以當(dāng)時250W組件的重量計(jì)算,1GW組件折合約8萬噸。
截止2013年底,我國累計(jì)光伏裝機(jī)約19.2GW,到2038年,屆時將累計(jì)產(chǎn)生153萬噸的廢棄組件,尚不包含
報(bào)廢組件、技改的被替代組件。
光伏組件的大部分材料是可循環(huán)再造的材料,除了鋁和玻璃外,還包含銀、銦、鎵等稀有金屬。這些稀有金屬雖占只占組件重量的1%,但回收價值大。對光伏組件回收實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用,可節(jié)約資源,減少對原生資源開采并降低資源提煉的耗能, 從而減輕生態(tài)環(huán)境影響及破壞。因此,光伏組件的回收與無害化處理是當(dāng)前國際國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界和環(huán)境界十分關(guān)注的問題。
組件回收的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)
近日,在中國光伏行業(yè)協(xié)會主辦的“廢棄光伏組件線上研討會”上,中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院裴會川作了題為“光伏組件回收標(biāo)準(zhǔn)情況介紹”,詳細(xì)介紹了國內(nèi)外關(guān)于組件回收的標(biāo)準(zhǔn)情況。
組件回收的方法
光伏組件的組成
,我們一起來看看光伏組件的結(jié)構(gòu)與重量組成,如下圖所示:
歐盟PV CYCLE組織的研究顯示,以一塊250W的光伏組件為例,玻璃約占總重量的70%左右,鋁邊框約占18%,半導(dǎo)體材料約占4%。如此看來,一塊太陽能組件的大部分重量來自可循環(huán)再造的材料。此外,研究還指出,雖然太陽能組件中包含的銀、銦、鎵等稀有金屬僅占組件總質(zhì)量的1~2%,但是仍具有回收價值。