1、光伏组件的构成与应用
光伏组件,又称太阳电池组件或PV模块,是一种将光能直接转换成电能的装置。
光伏组件的核心组成部分包括:
1)电池片:是光伏组件的基本单元,负责将光能转换为电能;2)玻璃:通常采用钢化玻璃,起到保护作用;3)EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物):用于粘合电池片和背板;4)背板:保护组件背面,防止湿气侵入;5)边框:固定组件,防止破裂;6)接线盒:连接电池片,确保电流传输;7)焊带和硅胶:用于电池片的连接和固定。
图表1:光伏组件的核心组成部分及用途
资料来源:Wind、韦伯咨询
光伏组件的应用非常广泛,可以用于太阳能光伏系统,为房屋提供电力,甚至可以作为建筑的一部分,如窗户、天窗等。随着技术的进步,光伏组件的效率不断提高,成本逐渐降低,使得其在全球范围内得到广泛应用。
2、光伏组件产业链各环节梳理
光伏组件产业链上游为零部件和设备,包括电池片、光伏玻璃、EVA胶膜、背板、铝合金边框、接线盒、光伏焊带等零部件以及激光切割机、串焊机、层压机、装框机、测试仪等设备;
中游为光伏组件组装及测试;下游为发电与应用,包括光伏发电系统、电网输送、光伏应用产品、光伏建筑一体化等。
图表2:光伏组件上下游产业链各环节梳理
资料来源:Wind、韦伯咨询
3、光伏组件材料组分及回收流程
尽管目前全球废物市场上仅有少量的光伏废料,但专门的光伏组件回收厂已开始运营。
光伏组件处理一般流程始于将报废光伏组件运输到由回收商运营的工厂;核心步骤在于工厂产线基于专门工艺,分离光伏组件有价值材料,包括玻璃、金属及其化合物;产业链下游企业(诸如金属精炼公司等材料制造商)经提纯和精炼分离后的回收物,形成高价值材料再次进入市场(不限于光伏行业)。
图表3:太阳能电池(晶硅电池)电池板材料组分质量(Kg/kWp)
资料来源:Wind、韦伯咨询
为回收和循环利用光伏组件中材料,晶硅组件回收技术分为组件拆解和组分回收两个步骤。
(1)组件拆解
组件拆解以三种技术为主:机械法拆解、热解法拆解、化学法拆解。
1)机械法通过操作机械,将玻璃与其他材料分离,以达到回收玻璃的目的。
2)热解法通过加热分解玻璃和光伏电池之间的EVA封装层,实现分离玻璃,以达到回收玻璃的目的。
3)化学法通过将聚合物封装层溶解在化学溶剂中,实现分离玻璃。
图表4:光伏组件拆解的三种主要技术
资料来源:Wind、韦伯咨询
(2)组分回收
传统晶硅退役组件的电池回收,主要依托选择性浸提、沉淀、萃取等方法,将电池片中贵重金属(银、铜等)分别回收。
另外,对于从组件拆解下来的完整电池片,可考虑进行电池片修复工序,使其恢复可使用的光电转换效率,再次进入光伏应用链条。
4、光伏组件回收的必要性分析
光伏组件回收的必要性主要包括:1)光伏组件回收价值较高;2)减少贵重金属资源浪费;3)避免处理不当带来的环境污染;4)减少碳排放,助力“碳中和”等。
图表5:光伏组件回收的必要性
资料来源:Wind、韦伯咨询
光伏行业虽然发的是绿电,但光伏组件从生产到装机运行再到回收的整个生命周期中均会产生碳排放,这些碳排放也被称为碳足迹,正成为光伏进口国考察我国光伏企业入场资格的绿色通行证。
图表6:光伏产业链各环节碳排放占比(%)
资料来源:Wind、韦伯咨询
近年来,发达国家对光伏碳足迹的要求越来越严格,有些国家对光伏组件的全生命周期的碳排放做出严格限定。
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