一种光伏组件回收的高效制备方法及装备与流程

本技术涉及光伏组件回收，尤其是涉及一种光伏组件回收的高效制备方法及装备。

背景技术：

1、全球太阳能光伏板回收市场正处在一场由指数级增长的废弃物体量（预计2050年达7800万吨）和循环经济战略价值共同驱动的产业化前夜，其技术路线呈现出从基础“降级回收”向高价值材料提取演进的清晰格局。

2、目前，市面上主要有物理法、热解法、化学法等几种处理光伏组件回收的技术路线。其中物理法难以经济性提取高价值金属，回收率低；而以热解与湿法冶金为核心的化学法则旨在实现硅、银等高纯度提取，但其受制于高昂的能耗与潜在的二次污染风险；未来产业的核心在于回收技术的优化，更高效、低能耗、更加绿色的处理技术的需求迫在眉睫，从而将百万吨级的“绿色污染”转化为支撑产业可持续发展的“城市矿产”，因此，如何提供一种高效、低能耗、绿色的光伏组件回收处理技术是本发明要解决的根本问题。

技术实现思路

1、为了提供一种高效、低能耗、绿色的光伏组件回收处理技术，本技术提供了一种光伏组件回收的高效制备方法及装备，采用如下的技术方案：

2、第一方面，本发明提供一种光伏组件回收的高效制备方法，包括：

3、对光伏组件进行预处理，所述预处理包括清洗、除尘、接线盒拆解、铝边框拆除及边缘除胶；

4、基于机器视觉识别预处理后光伏组件的电池片区域和非电池片区域，基于激光切割使电池片区域与非电池片区域的eva胶膜分离；

5、基于第一激光扫描使电池片与玻璃解粘分离，eva胶膜保留在玻璃上；

6、对脱离后的电池片进行破损及分选；基于第二激光扫描对玻璃进行解胶处理，对玻璃及eva胶膜进行回收。

7、可选地，当光伏组件为单玻组件时，所述方法还包括：

8、在对光伏组件进行预处理后，基于第三激光扫描及机械铲刀切入，使边缘处背板翘曲并被夹持；边进行第三激光扫描边拉起背板，直至背板完全剥离，将背板收入专用收集装置；

9、所述第三激光扫描过程包括：将扫描区域划分不同分区，激光头在扫描不同区域时，自动切换到对应的预设功率档位；

10、电池片与玻璃解粘分离的过程包括电池片的正面区域与正玻璃解粘分离过程。

11、可选地，当光伏组件为双玻组件时，电池片与玻璃解粘分离的过程包括电池片的正面区域与正玻璃解粘分离过程及电池片的背面区域与背玻璃解粘分离过程。

12、可选地，所述激光切割的控制策略包括：

13、基于机器视觉提取电池片边缘离散点阵，拟合生成连续参数轮廓曲线，计算所述轮廓曲线上各点的曲率半径；

14、建立激光热影响区宽度与当前扫描速度、曲率半径及平均功率的关系模型；

15、以整条轮廓各插补点的速度序列为决策变量，以总加工时间最短且相邻点加速度冲击最小化为综合优化目标，进行前瞻速度规划，并在曲率半径突变处动态调节实时输出功率；

16、通过光电二极管实时采集切割等离子体光谱强度，采用模糊pid控制器实时微调下一插补点的激光功率增量。

17、可选地，所述第一激光扫描的控制策略包括：

18、预设目标温度、基准扫描速度及基准功率，采用弓字形光栅路径进行面域扫描；

19、通过红外热像仪实时获取当前激光作用区域的平均温度，计算温度偏差及偏差变化率；

20、将已扫描区域离散为网格，计算当前作用点受到的历史热影响总和，根据历史热影响总和计算前馈功率修正量；

21、采用增益调度pid控制器，根据当前温度偏差和偏差变化率所处的不同区间，从预设的多组pid参数中选取对应的比例系数、积分系数和微分系数，计算功率调节量及基础功率；

22、将基础功率与前馈功率修正量的差值作为控制总功率。

23、可选地，当控制总功率超过允许功率范围时，对速度进行动态调整；

24、扫描过程中若实时温度超过预设上限时，立即停止激光功率输出并启动安全回退。

25、可选地，当处理双玻组件时，所述第一激光扫描分别对电池片正面区域与正面玻璃及电池片背面区域与背面玻璃独立执行，各自的目标温度、pid参数组及热扩散特征半径根据对应eva胶膜的交联度、厚度和玻璃导热特性独立设定。

26、可选地，所述第二激光扫描的控制策略包括：

27、通过白光干涉仪获取玻璃表面残留eva胶膜的厚度分布图；

28、根据所述厚度分布图将加工区域划分为薄层、中层和厚层三个等级，分别对应三组预设的激光功率、扫描速度和离焦量工艺参数，其中：

29、薄层厚度小于第一预设阈值时，采用第一功率、第一扫描速度和第一离焦量；

30、中层厚度介于第一预设阈值与第二预设阈值之间时，采用第二功率、第二扫描速度和第二离焦量；

31、厚层厚度大于第二预设阈值时，采用第三功率、第三扫描速度和第三离焦量；

32、依据各区域的厚度等级，采用对应的激光功率、扫描速度和离焦量工艺参数执行扫描。

33、可选地，当处理双玻组件时，所述第二激光扫描分别对正面玻璃和背面玻璃独立执行，各自独立获取残留eva胶膜的厚度分布图。

34、第二方面，本发明提供一种光伏组件回收的高效制备装备，所述装备采用上述任一项所述的一种光伏组件回收的高效制备方法，包括：

35、上料单元，用于以堆叠的方式对光伏组件进行上料；

36、清洗除尘单元，用于对光伏组件进行清洗除尘；

37、拆解单元，用于对清洗除尘后的光伏组件进行接线盒拆解、铝边框拆除及边缘除胶；

38、激光切割单元，基于机器视觉识别预处理后光伏组件的电池片区域和非电池片区域，基于激光切割使电池片区域与非电池片区域的eva胶膜分离；

39、第一激光扫描单元，用于使电池片与玻璃解粘分离，eva胶膜保留在玻璃上；

40、第二激光扫描单元，用于对玻璃进行解胶处理；

41、电池片回收单元，用于对脱离后的电池片进行破损及分选。

42、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

43、一、本发明实现了光伏组件的高效、绿色、低能耗回收；较物理法，该技术方案可以保证光伏组件的回收率，提高了玻璃、硅片、eva、金属等综合回收率；较热解法，该技术方案能耗较低，且无废气废液等二次污染物产生；较化学法，该技术方案无重污染，综合投资更低；因此，本发明技术方案可以为光伏组件回收的绿色循环经济提供一条高效绿色的技术路径。

44、二、本发明中的激光切割控制策略能够在电池片边缘轮廓的曲率突变处自动进行功率补偿和速度调节，确保热影响区宽度一致，避免拐角过烧或切不透；第一激光扫描过程通过二维空间热历史前馈补偿和增益调度pid控制，对已扫描区域的热累积进行建模和前馈修正，并根据温度偏差动态切换控制参数，使扫描区域温度场更加均匀，有效保护银栅线和电池片pn结；第二激光扫描则实现了精准差异化加工，即薄层低功率高速扫描、厚层高功率低速扫描；避免了统一参数下薄层过烧或厚层清除不彻底的工艺缺陷，同时从两分区细化为三分区进一步提高了控制精度，降低了相邻区域的参数突变梯度。