什么是光伏组件层压技术

埃及研究人员分析了太阳能模块冷却的所有冷却技术。他们的评论包括被动和主动冷却方法、使用相变材料 (PCM) 进行冷却以及使用 PCM 和其他添加剂（例如纳米颗粒或多孔金属）进行冷却。

埃及本哈大学的研究人员审查并分析了迄今为止在研究层面开发的所有冷却技术，以降低太阳能电池板的工作温度。

他们的分析包括被动和主动冷却方法、使用PCM进行冷却以及使用 PCM 和其他添加剂（例如纳米颗粒或多孔金属）进行冷却。

“许多研究对冷却光伏太阳能电池的方法，特别是前三种方法进行了一般性审查，”科学家说。“因此，当前研究的特点是处理不同的冷却技术，重点关注第四种方法，并总结了所有涉及用PCM和多孔金属冷却光伏太阳能电池的研究。”

对于主动冷却类别，研究人员分析了强制空气冷却和强制水冷，以及使用光伏热板中循环的水来冷却光伏模块温度的技术。科学家们表示，这些方法是降低光伏组件温度最昂贵但最有效的方法。他们说，主动冷却确保通过改进的热交换器设计实现均匀的温度分布。

“主动冷却技术被认为是提高光伏性能的有效方法，但它依赖于外部电源，因此从光伏电池产生的功率中扣除了外部功率，从而降低了光伏电池产生的净输出功率。 ，“ 他们说。

他们将被动技术描述为比主动技术便宜。他们说他们只能将模块温度降低“一小部分”。这些方法包括自然风冷、自然水冷和热管。

“发现浸没式冷却、热管、带翅片的自然空气冷却、散热器和改进的热交换器设计可以在大多数光伏装置中产生均匀的温度。具有高热通量消散能力的热管冷却被证明对光伏冷却有效，“该研究小组说。

科学家们表示，PCM 可有效吸收未转化为电能的多余太阳能电池板热量。

“PCM 的潜热有助于降低面板温度，使其接近 25 摄氏度，并在阳光充足的高峰时段保持几乎恒定，”他们说，并补充说系统的效率在夏季高于冬季。

该埃及小组表示，尽管有一些有希望的特性，但仍需要对带有添加剂的 PCM 进行高级实验，以评估有机和组合 PCM 在光伏冷却中的可行性。多孔金属被发现比纳米粒子便宜。

他们在最近发表在《环境科学与污染研究》上的“用于提高光伏发电系统效率的冷却技术回顾”中解释了他们的发现。

编译 陈讲运

整个包括架子在内的东西，就是组件，也就是太阳能电池组件或说是光伏电池组件

2.光伏板钢支架采用前后支腿，立柱不用C型钢。

3.光伏板支架地基应依据地勘报告确定最优方式，桩距宜取1.2m~1.5m。

4.直流导线选用光伏专用直流导线，尽量减少损耗，采用上下分排分开的接线方式。

5.优化汇流箱接线，尽量减少电缆通道。

6.汇流箱内直流开关需加信号模块、浪涌保护器。

7. 组容比根据当地辐照资源及限电情况综合确定,原则上不低于1.1:1

8.箱变基础高出地坪500mm。

9.箱变至逆变器联络电缆采用三芯电缆。

10.35kV集电线路每回最大不超过10MW。

11.场内通信采用环网通信。

12.电缆接头采用冷缩。

13.汇流箱内接线端子需附带接线铜排，满足现场接线要求。

14.汇流箱内加装防反二极管，逆变器侧不安装。

15.SVG采用降压型，容量按12Mvar考虑。

16.35kV智能测控装置、带电显示装置需安装在开关柜柜门上。

17.35kV配电装置底部采用电缆隧道布置电缆，在35kV配电室内设置人孔进入电缆隧道。

18.需要二次升压的升压站内采用电阻接地,开关站接地方式需满足电网要求可采用消弧线圈或电阻接地方式。

19.光伏组件阵列间采用接地扁钢跨接并引下接地，两端需可靠接地。

20.常规地面电站组件底边在有杂草生长的地面距地不小于500mm,其余不小于400mm.

21.沿海等污染严重的地区光伏组件采用抗PID组件，逆变器配合采用抗PID配置，所有电气设备采用耐污型设备,.

22.钢支架需满足结构要求下增加壁厚及镀锌厚度抗腐蚀,也可采用玻璃钢支架。

23. 配电楼设置35kV配电间、低压站用配电间、集中控制室(面积不小于40m2，采用300mm高架空地板)、二次设备间(采用300mm高架空地板)、工具间、休息室。

24.综合楼定员按12人考虑(1个总经理、1个副总经理、10个运行人员)，需设置1个总经理办公室、1个副总经理办公室、1个公用大办公室、1个大会议室、1个活动室(约50m2)、1个资料室、1个备品间、1个厨房、1个小型餐厅、5个双人宿舍(含独立卫生间)、1个总经理宿舍(含独立卫生间)、1个副总经理宿舍(含独立卫生)、1个独立卫生间。

25.升压站、综合楼区域采用水泥道路，主路宽6m，并设置停车场位置,场区采用砂石路面。

26.光伏场区围栏采用丝状围栏(总高不低于1.8m，底部距地不大于150mm)，升压站、综合楼区域采用下部为500mm高实墙、上部为铁艺、总高不低于2.2m的围栏。

27.暖通取暖采用电热辐射设备。

28.每个逆变器房角上设置投光灯，光照方向投向相对应的箱变区域。

随着光伏发电的大规模利用， 退役和废旧光伏组件的回收利用 成为越来越突出问题，同时也为行业带来了巨大的新商机。如今，这一新兴产业已经处于爆发的前夕。

一、组件回收——必要性与紧迫性并存

随着全球环境恶化和能源危机的日益加剧，碳达峰、碳中和已成为全球的共识，光伏新能源作为各国实现气候目标的重要途径之一，装机容量更是快速增长。

2021年，全球新增光伏装机量达到183GW，同比增长30％以上。据BNEF彭博新能源财经预计，到2030年这一数字将增加到334GW。我国作为光伏产业发展最成熟的国家，光伏发电累计装机容量已超过200GW，预计2030年新增装机水平将达到105GW～128GW。

未来光伏发电的装机规模，无疑将由“GW时代”跨越至“TW时代”。

但与此同时，光伏发电的大规模应用，却不可避免地衍生出了废旧光伏组件的回收问题。

据国际能源机构一组预测数据显示，2030年，全球光伏组件回收将达800万吨左右，迎来回收大潮。2050年，全球则会有将近8000万吨的光伏组件进入回收阶段。

其中， 中国将在2030年面临需要回收达150万吨的光伏组件，在2050年将达到约2000万吨，是埃菲尔铁塔重量的2000倍。

如此大量的废旧光伏组件如果处理不当，给环境、社会带来不良影响无疑将不可小觑。

但如果处理得当，则不仅可以助力资源的循环再利用，缓解资源短缺，还能够培育新兴产业，创造更多就业价值，同时真正实现光伏全生命周期的绿色发展，促进光伏产业的可持续发展。

组件回收必要性与紧迫性并存，但当前组件回收工作仍然面临着诸多挑战。

二、组件回收目前面临的难点有哪些？

1、非法遗弃和非法倾倒

安装在建筑物屋顶上的分布式光伏电站，往往会随着建筑物的拆除而废弃。在土地上搭建的地面电站则可能随着土地租赁到期被拆掉，如果业主无法支付或准备回收处理的费用，那么废弃的组件很可能会被放置在原处，或者被非法倾倒在其他土地上。

2、有害物质泄漏和扩散的潜在威胁

实际上，大多数废弃光伏电池板件的归宿是被当做废品卖到废品回收站。

我们知道，根据电池板的类型，太阳能电池板含有铅、硒和镉等有害物质。当电池板被卖到废品回收站后，很少有人知道其中有这么多有害物质，也就很少会进行适当的废弃处理。

3、处理场所短缺

以日本为例，自2012年日本引入FIT（可再生能源固定价格收购）制度开始，光伏发电装机规模明显扩大且扩大速度持续提升。按照光伏组件25年的生命周期来计算，预计会在2040年左右进入密集报废期，每年约产生80万吨的废弃光伏电池板。如果把这些电池板铺开， 面积相当于182个天安门广场， 高峰期可能导致回收处理场所的暂时短缺。

4、技术难点

目前已有的成熟光伏组件回收处理技术主要有三种，包括 物理分离、有机溶剂溶解法、热处理与化学方法相结合。

①物理分离法

物理分离法是指将组件经破碎、金属剥离、湿法冶金分离等步骤来回收金属。实验表明此方法仅可获得17.4%金属回收率。

②有机溶剂溶解法

有机溶剂溶解法是指选择几种有机溶剂浸泡去除背板的晶硅电池片，用有机溶剂溶解封装材料EVA，使玻璃与电池片分离，此方法可以获取整块完整的电池片。

③热处理与化学方法相结合法

热处理与化学方法相结合法是指把去除背板的电池板放在管式炉或者马弗炉中，将封装材料EVA去除干净，得到纯净的电池片，再使用化学方法把电池片表面的减反射层、银浆和铝去除，得到纯净的硅片。

以上方法中，无机酸和有机酸溶解只针对EVA的去除和分离，未考虑到边框的拆除和硅晶片再利用，且剩下的废液也难处理；而物理分离法也不够完善，未能分离各单一的组分。同时，对含氟背板的回收问题，也是一个难点。我国光伏退役回收工作的重要参与者、带头人，中国科学院电工研究所高级工程师吕芳表示：“过去90%的光伏组件背板是含氟背板，不能烧、埋，否则会带来不可逆的环境污染，对人体也有重大危害。”

光伏组件的回收处理方法仍有待探索。

5、高成本

无锡尚德总裁何双权曾发文指出，目前很大一部分组件建于偏僻的西北地区或位于屋顶之上，增加了运输成本，同时需要购置专门的回收设备与相关材料，加上技术尚不成熟，投资消耗较大，回收物质的纯度却不高，以及尚未形成大规模的操作形式，因此 光伏组件回收成本仍高。

高成本仍是光伏组件回收市场难以回避的一个“门槛”。

三、光伏组件回收正呈产业化趋势

尽管光伏组件回收还面临着诸多棘手难题，但光伏的飞速发展和大规模应用，正为这一新兴产业的诞生和发展不断添火。

过去数年，韩国、日本和来自欧盟的一些国家在光伏组件回收产业化问题上一直积极布局。

欧盟于2014年正式将光伏组件纳入“报废电子电气设备指令”，还通过“PV CYCLE”和“CERES CYCLE”回收组织负责处理废旧光伏组件。2017年，又进一步颁布了针对光伏组件回收的欧盟标准，并建设了化学法示范线和物理法/化学法综合示范线。

2018年， 法国建立了世界首个光伏组件回收工厂 ，对光伏组件材料的回收利用率超95%；

2021年，澳大利亚正式批准Clive Fleming成立澳洲首家光伏组件回收工厂Claiming PV，尚德、阿特斯、英利、韩华等公司参与技术支持；

在国内，光伏组件回收发展起步于“十二五”规划，依托于科技部“863”课题计划，经历了长达10年的实验室研究，在技术上可与国外并驾齐驱。

2019年4月，国家科技部的国家重点研发计划可再生能源和氢能技术重点专项“成套技术和装备项目”开始实施，英利集团、晶科能源等13家光伏企业联手中国科学院等众多科研院所，针对光伏组件的回收技术、关键装备研制、回收处理示范线、回收标准体系和监管机制，积极展开探索。

同时，自2017年起，国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司（以下简称“黄河公司”）还率先自主开展光伏组件环保处理、回收的关键技术和装备的研究。截止2021年12月底， 黄河公司已建成我国首条组件回收中试线 ，闭环形成多晶硅、硅片、电池、组件、支架、光伏电站规划设计及建设、运行维护、检测评价及组件回收的垂直一体化光伏全产业链。

三、亟待更多力量的加入

中国科学院电工研究所高级工程师、中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长吕芳表示：“未来，光伏组件回收将成为光伏产业链的新产业增长点，必然会有人进入，不管是资本方还是工业界等都会进入。”而当前国内光伏组件回收技术正是需要“百花齐放”。

期待未来随着更多力量的加入，如何低成本地实现光伏废弃组件的回收利用和无害化处理等一系列问题，都能够得到逐一破解，真正实现光伏全生命周期的绿色发展，实现光伏产业的可持续发展。

1、发电系统组成部分

（1）PV板

PV板（太阳能板、太阳能电池板、太阳能光伏组件），吸收光能并把光能转化为电能，PV板常用材料有单晶硅、多晶硅和非晶硅三种，其中单晶硅转换效率为14~20%，多晶蛙转换效率为13%左右，非晶蛙则为8~10%。

（2）储电设备

目前离网型发电系统的储电设备以免维护电池为主，电池能把PV板产生的电能储备起来

（3）充电和输出控制控制器

控制器的作用是控制整个系统稳定安全地工作。

（4）其它机械设备

2、发电系统主要成本构成及影响因素

（1）PV板

目前太阳能行业全面铺开，主要原因之一就是PV板价格过高，影响整套系统PV板价格，除了从PV板单价上控制之外，最重要就是控制PV板的使用数量，其影响因素有以下几点：

A、发电功率：从一定意义上说，要求发电功率越大，PV板使用量越多，成本越高，适当控制发电功率即可适当控制成本。

B、PV板所在地的天气情况：很明显，在同一个地区，同一块PV板，它在晴天一天所产生的电能远远比阴天要多，这一点就可以说明不同的地区对PV板的使用量有所不同。

C、PV板所在地的纬度，同一天内太阳对不同的纬度照射是不同的，这就造成同一块PV板在同一天内在不同纬度上产生的电量不同。

D、PV板使用环境 举个例子，PV板使用在山顶上，一天下来，都没有任何遮挡物遮挡照射在PV板上的阳光，发电能力肯定好，如果PV板使用在山脚，那一天下来，或多或少会有遮挡物遮挡照射在PV板上的阳光，所以PV板使用的周围环境是否有阳光遮挡物存在，在一定程度上影响PV板的发电能力。

（2）储能设备

一个发电系统一天要给用户供多少电能，这就决定了储能设备的容量问题，发电系统每天供给用户用电量越多，储能设备的容量要求越大，成本越高。

用户平均每天用电量大小，用户每天用电量越大，储能设备价格越高。

3、技术特长

匹配器

匹配器有效地提高整个发电系统的储电能力，为整个系统的关键环节起着重要支撑作用，有效地提高整个系统的稳定性和高效性，为整套系统节省PV板成本，降低系统造价。匹配器具有知识产权保护。

PV板吸收阳光技术

PV板能有效吸收阳光，更大程度地发挥PV板发电能力，大大提高日发电量，降低PV板成本。

4、客户需提供资料

A类、（1）系统输出最大功率；

（2）用户一天用电量，用电设备功率及各用电设备的使用时长；

（3）用户当地天气气候情况（国家、地区）。

B类、（1）用户所有用电设备及各用电设备使用时长；

（2）用户当地天气气候情况。

说明：系统一般设计为充足阳光下一天的发电，不考虑阴雨天发电，所以系统将只能承受一天的用电设备使用，客户有其它要求另外考虑。