太阳能电池板可以回收吗?
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写的合格的太阳能工程师卡洛斯。上次更新:
是的,太阳能电池板可以再循环到原料,如铝,聚合物或塑料和玻璃等原料。但是可以获得多少这些材料,并且回收过程是什么样的?我们将在这篇简短的文章中解决这些问题,关于太阳能电池板回收。
太阳能电池板 - 一个很大的产业也必须注意有关回收
太阳能产业增长速度保持逐年增加在世界各地几乎成倍。然而,一位业内人士认为是自豪地促进清洁能源的消耗量和感到自豪的是关注气候变化的部门,不能忘记处置不当会超过其寿命的电子产品。
如美国,日本和德国等国家已经达到了近50万千瓦太阳能光伏发电能力,2017年底,正如我们可以想像,代表了数以百万计的太阳能电池板,将成为2040年和2050年之间的浪费。
事实上,太阳能电池板可以使用25到30年。据说,当那些太阳能电池板停止工作或降低到低效率的水平时,这一天最终会来。那一刻,寿命将结束,他们必须再循环到原材料中以进一步制造新的太阳能产品。
你可以想像,在简短的回答上面的问题是肯定的,太阳能电池板可以回收再利用。但是,可以从这个回收过程中获得?
什么材料都可以从太阳能电池板获得?
太阳能电池板必须根据技术进行分类,以便被回收。
传统的基于硅技术,如单晶或多晶模块可以进行类似的处理,但是基于像碲化镉(CdTe的)或铜铟镓硒(CIGS)成分的薄膜太阳能电池板必须被单独处理,因为它们的组合物是更复杂的,甚至可能是有毒的。
传统的硅模块由的材料,例如铜(1%-interconnections),硅(5% - 太阳能电池),铝(8% - 帧),聚合物或塑料(10% - 密封剂升)和玻璃(76% -模块的表面)。
(源-Irena报告 - 终身管理结束)
另一方面,薄膜技术含有几层薄层的半导体材料,其沉积在玻璃,聚合物或金属上。
CIGS太阳能板可以根据半导体材料(铟、镓、硒)的组成调整光谱,从而实现高光吸收。从CIGS模块我们可以回收89%的玻璃,7%的铝和4%的聚合物。从铜、铟、镓、硒、锌和其他金属等材料中提取的量几乎可以忽略不计(0.2%)。
CDTE太阳能电池板使用硫化镉和其他材料,如镉,碲和铜,以开发太阳能电池层。CdTe模块中的玻璃比例高于其他模块,其其他模块达到97%,并留下近3%的聚合物。其他材料如镍,锌和其他金属,表示模块总体积的小于0.5%。
这里我们可以看到每种技术及其材料在模块总体积中的比例。
(源-Irena报告 - 终身管理结束)
回收过程中发生了什么?
第一步是拆卸和拆卸PV阵列,包括电缆,钢,铝,机架和其他电子设备(逆变器,电池等)。然后,根据当地法规,太阳能电池板填充并运输到回收器或垃圾填埋场。
由于大多数光伏系统从2010年开始安装,光伏废弃物数量仍然不是一样大,创造巨大的市场激励机制,为投资者专门安装光伏回收厂。因此,太阳能电池板通常回收植物通常处理。
主要部件,如玻璃,铝,布线,和聚合物可以通过仅机械分离很容易地回收利用。然后,以确保这些材料不含有杂质高的水平,可以减少这些材料的转售价格时,又回到了市场,就必须要进行热,化学和冶金工艺的组合。
硅模组夹层玻璃组件的工艺流程如下图所示。
Irena报告 - 终身管理结束
铝、钢框架和电线中的铜可以包括在金属回收循环中,而聚合物可以在废物转化为能源的工厂中进行处理。另一方面,回收稀有(硅、银、铜)或有害物质(镉、铅、硒)需要先进的工艺。通过热解(在500°C的高温下分解),可以去除太阳能电池的金属化层和掺杂层,从获得的硅材料中铸造新的硅锭。更详细的步骤可以在下面的图表中找到
(源-Irena报告 - 终身管理结束)
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大型太阳能电池板回收 - 能不能做到?
我们已经看到,太阳能电池板可以回收再利用。然而,一个更重要的问题可能是:
太阳能行业是否有资源,工具,回收厂和市场来回收大量的太阳能电池板?
对于简单的答案是否定的。
市场对这个行业还不太清楚,也不是它的政策框架,法规,经济或方法在世界的许多地方。
这为PV行业提供了新的环境挑战,这些挑战是在美国,日本,德国,印度,特别是在中国作为世界上积累的光伏产能最高的国家(2017年130GW)。
事实上,根据IRENA对2016年一份报告的估计,到2050年,全球太阳能电池板的浪费预计将高达7800万吨,相当于近4500吉瓦的产能。这些垃圾的最大贡献者将是中国、美国、日本、印度和德国,如下图所示。
(源-Irena报告 - 终身管理结束)
什么可以做,以促进太阳能电池板回收?
第一步是制定一个政策框架,就像在欧洲存在的废弃电气和电子设备(WEEE)法规一样,要求所有向欧盟市场供应太阳能电池板的生产商承担拆解、运输和回收报废组件的相关成本。
这样的公司PV周期欧盟的一个非营利组织也参与了这方面的工作,该组织专注于欧盟内部太阳能电池板的回收。PV Cycle在有效回收太阳能电池板的方法和成本方面处于领先地位。威立雅和Recycle PV等其他公司也在美国开始发展回收市场。
随着越来越多的企业加入到这个市场,还需要更多的政府措施发生,如华盛顿的领导该法案要求在华盛顿州销售太阳能组件的制造商负责融资,并为其组件提供回收计划。
欧洲大陆在这一领域走在了前列,但中国、日本、美国、印度和澳大利亚等其他地区也将遵循这条道路,确保光伏市场的保护和再利用,这只是时间问题。
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