在最近的一篇论文发表在开放获取期刊能量,研究人员审查,提出现代临终(EOL)光伏模块的发展”(pvm)复苏方法。他们也确定了加速或限制这些过程的观察。
研究:临终光伏模块。图片来源:狐蝠式战斗机/ Shutterstock.com
背景
全球能源脱碳已经收到来自可再生能源的推动。2021年,太阳能了超过一半的可再生能源扩张。是最富有以及地球上最安全的能源,太阳能可以使用pvm收获。
利用太阳能使用光伏(pv)可以高度可伸缩的,多才多艺,吸引了大量的注意力从研究者和行业。pv的兴趣增加了他们的成本因素10000年创立以来,和加速采用pv会进一步降低单位成本。然而,pvm的使用寿命只有20到35年。因此,大多数的pvm预计将在2050年达到终点,估计超过7800万吨。
因此,管理不善的EOL pvm可能导致陆地污染。相反,他们成功的复苏可能减少资源的利用和废物产生,以及产生足够的经济回报。本文旨在概述现有的EOL PVM复苏方法,复苏的嵌入金属模块和加速或阻碍的因素和有效循环策略负责pv。
光伏模块的结构。复制许可从全球企业有限公司(gse)可持续能源解决方案。图片来源:棕褐色,J et al .,能量
PVM设计
由于户外使用,光伏电池之间用玻璃层板和柔性聚合物密封剂,然后建立一个铝框,保护他们免受潜在的严酷和多变的气候条件。在PVM,元素,如硅、铜、银、锡和铅是嵌入式。由于这些金属是罕见的,它是必要的恢复和回收新应用程序。然而,他们的分离是富有挑战性的,因为紧凑的和相互联系的pvm的设计。
EOL pvm复苏方法
PVM组件必须小心地提取保留纯洁和恢复材料的内在价值。欧洲杯足球竞彩一个解决方案的数量和价值最大化复苏EOL pvm的预处理。这些治疗方法分为化学,物理,和混合。
物理回收方法包括机械方法和热解。在机械方法中,铝框和接线盒拆除,而残碎和排序是基于它的物理特性。热解涉及清洁光伏电池的复苏将EOL pvm在熔炉的温度超过400°C。由于没有破碎,玻璃和其他残骸可以回收。然而,它是一个能源密集型的过程使用更高端的设备。2020欧洲杯下注官网
化学方法包括无机和有机溶剂溶解。无机溶解方法包括浸EOL PVM碱或酸溶液、溶解的乙烯-醋酸乙烯(EVA)电影和保留光伏电池片。常用的溶剂是氢氟酸和硝酸。有机溶解方法使用EVA膜的扩张和溶解提取光伏电池。
物理化学方法结合了上述方法,消除他们的缺点和受益于他们的优点。虽然这个方法有更好的复苏和废物利用率,是能源密集型的,复杂的,和产生废物液体。
流程图使用酸浸出铟的提取方法。图片来源:棕褐色,J et al .,能量
恢复嵌入金属
中包含的贵重金属EOL pvm可以恢复通过溶剂萃取、真空蒸馏、酸浸出。溶剂萃取使用有机溶剂分离金属离子形成配位化合物,然后转移他们到其他有机溶剂。酸浸出包括浸出的分散金属铜铟镓硒(CIGS)和碲化镉(集团)光伏电池使用集中无机酸(如硫酸、盐酸、硝酸。
讨论和结论
总之,本文发现大多数EOL PVM复苏方法一直非常关注提高特定的技术功能的现有方法而不是合并其他重要环境可持续性等方面。团队还指出,不一致和体积不足EOL pvm和缺乏建立恢复设施可能会限制进行大规模研究的范围。
作者认为,现在的单位经济计算EOL PVM的复苏可能并不准确表示未来的业务。盈利能力的不确定性,目前主要的恢复过程,深刻和所需的投资限制EOL PVM复苏的经济激励。未来在这一领域的研究工作应该考虑提议的解决方案的集成到一个更大的工业规模的系统,同时考虑其整体运营可行性、经济可行性和可持续性。
源
棕褐色,j .;贾,美国;室利罗摩克里希纳,美国临终光伏模块。能量2022年,15,5113年。https://www.mdpi.com/1996-1073/15/14/5113
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