光伏组件的拆解方法与流程

本发明涉及光伏组件技术领域，具体涉及一种光伏组件的拆解方法。

背景技术：

通常的光伏组件的结构从正面至背面的组成为：玻璃、第一eva胶层、硅片、第二eva胶层、背板、氟膜(有的光伏组件没有氟膜)，第一eva胶层粘结玻璃与硅片，第二eva胶层粘结硅片与背板。对回收的光伏组件进行拆分，以获得其中含有的贵金属等物体，因此对光伏组件进行拆解具有相应的价值。

cn109092842a公开了一种报废光伏组件拆解方法，该方法包含拆解铝边框的步骤、拆解接线盒的步骤、去氟膜的步骤、去背板的步骤、分离eva胶层和背板，分离硅片层、焊带和玻璃的步骤、物料单独分离的步骤。

上述的工艺在处理过程中，是在去除氟膜后将背板进行剥离，然后再分离硅片层、焊带和玻璃。然而，背板采用的是材质是fpf，fpe，全pet与pet，采用这些材质制造的背板具有很高的韧性，因此，采用喷枪喷出的流质单独对背板进行剥离时，十分困难。将整块光伏组件拆解完所需的时间至少需要半小时，因此，效率十分低下。从而，上述处理工艺有待改善。

技术实现要素：

本发明旨在于提供一种提高拆解效率的光伏组件的拆解方法。

解决上述技术问题的技术方案如下：

光伏组件的拆解方法，包括以下步骤：

喷射流质的喷射装置与光伏组件的背面相对，喷射装置喷射的流质的流动方向与光伏组件的背面以非垂直的状态形成倾角；

控制喷射装置喷射流质的压力，使含有液体的流质在光伏组件的背面形成切口，所述流质沿着所述切口以倾斜的角度射入到光伏组件的内部，具有压力的流质在光伏组件的内部膨胀并形成切割，使第一eva胶层粉碎且与玻璃分离，使硅片粉碎，使第二eva胶层与硅片分离，第二eva胶层与背板粘结在一起并破裂成大小不一的块状；

控制喷射装置与光伏组件根据设置的路径形成相对移动，喷射装置按照上述方式对整块光伏组件进行拆解。

采用本发明的方法对光伏组件进行拆解，在拆解过程中，采用流质在光伏组件上形成切口后，流质沿着所述倾角通过切口进入到光伏组件内部，流质从光伏组件内部向外部进行切割，从而将背板与eva胶层以及硅片整体地进行拆分。这样由内向外的拆解方法，使得光伏组件的拆解效率获得提高，据实验统计100块光伏组件的平均拆解时间为13.5分钟，因此，相对现有技术中的拆解方法，本发明的拆解效率提升了一倍多。并且，硅片的破碎率也获得提高(现有技术由外而内的方式，流质的切割作用力大部分消耗在了背板上，流质到达硅片层时，其切割作用力已大为降低)。

附图说明

图1为本发明光伏组件的拆解装置的示意图；

图2为上机架与喷射装置的装配图；

图3为在图2的基础上隐藏了一部分零件后的示意图；

图4为在图3的基础上隐藏了一部分零件后的示意图；

图5为从另一个方向观察移动梁与喷射装置的示意图；

图6为下机架与容纳箱的立体结构示意图；

图7为下机架与容纳箱的剖面结构示意图；

图8为第一路径和第二路径映射在光伏组件上的示意图；

图9为在拆解时在光伏组件上形成的切口以及喷头与光伏组件之间形成倾角的示意图；

图10为本发明中优选的喷头的剖面结构图；

图11为喷头中的偏心体的立体结构示意图；

图12为偏心体在另一个方向的立体结构示意图；

a为光伏组件，b为喷头，c为喷头支座，d为锁紧部件，f为弧形孔，l为距离，r1为第一路径，r2为第二路径，o为环形切口，α为第一倾角，β为第二倾角，x为横向，y为竖向，z为纵向；

1为上机架，2为移动梁，2a为安装座，2b为支撑部件，3为第一滑轨，4为第一驱动器，5为齿轮箱，6为传动轴，7为齿轮，8为齿条，9为支座，10为连接座，11为升降驱动机构，12为第二滑轨，13为第三滑轨，14为第二驱动机构，15为泵，16为防护壳体；

17为下机架，18为箱体，19为支撑架，20为限位块，21为活动夹持组件，22为多层过滤组件，23为第三驱动机构，24为回收箱，25为过滤器，26为存液箱。

30为外壳，31为支撑部件，32为接头，32a为第一孔，32b为第二孔，33为偏心体，33a为第三孔，33b为受力面，33c为缺口，34为喷头，34a为第四孔，34b为喷射孔，35为支承部，35a为收纳槽。

具体实施方式

如图1所示，本发明中所说的横向为图示中的x方向，即拆解装置的左右方向，所述的竖向为图示中的y方向，即拆解装置的上下方向，所说的纵向为图示中的z方向，即拆解装置的前后方向。

如图1所示，本发明的光伏组件的拆解装置，包括上机架1、设置于上机架1上的喷射装置，上机架1对喷射装置形成支撑，优选地，喷射装置活动地设置于上机架1上，在喷射过程中，以便于使喷射装置相对光伏组件a移动。喷射装置喷射出含有液体的流质作用于光伏组件a上，对光伏组件a进行拆解，所述液体优先采用水。

喷射装置包括移动梁2、第一驱动机构、喷头b、支撑机构、第二驱动机构、控制器16，下面对喷射装置的各个部分以及它们之间的关系进行详细说明：

移动梁2的两端沿着拆解装置的纵向延伸，移动梁2上设有安装座2a，安装座2a用于安装支撑部件2b，所述上机架1上设有沿上机架横向布置的第一滑轨3，所述移动梁2与第一滑轨3滑动配合。从而移动梁2在第一驱动机构的驱使下沿着第一滑轨3向上机架1的横向移动。

第一驱动机构驱动移动梁2沿上机架1的横向移动。所述第一驱动机构包括第一驱动器4、与移动梁2连接的第一传动机构，第一传动机构与第一驱动器的输出端连接，第一驱动器4为扭矩驱动器，扭矩驱动器可以采用电机或液压马达，优先采用电机。

第一传动机构包括：固定在移动梁2上的齿轮箱5、传动轴6、齿轮7、齿条8，齿轮箱5的输入端与第一驱动器4连接，传动轴6与齿轮箱5的输出端连接，传动轴6穿过支撑部件2b，优选地，支撑部件2b位于传动轴6的端部附近，且支撑部件2b优先采用轴承座，通过支撑部件2b对传动轴6形成支撑，确保齿轮7与齿条8啮合的可靠性。齿轮7与传动轴6连接，固定在上机架1上的齿条8与齿轮7啮合。

齿轮箱5包含齿轮箱体、第一斜齿轮、第二斜齿轮(图中未示出)以及输出轴，第一斜齿轮和第二斜齿轮的轴线形成90度的夹角，所述第一驱动器4与第一斜齿轮连接。第二斜齿轮与输出轴连接，输出轴与传动轴6连接。

当第一驱动器4工作时，第一驱动器4输出的动力传递通过第一斜齿轮传递给第二斜齿轮，再由第二斜齿轮传递给输出轴，从而带动传动轴6转动。传动轴6驱动齿轮7转动，齿轮7在与齿条8啮合的作用下，使得齿轮7沿上机架1的横向移动，从而使第一驱动机构以及移动梁2整体沿着上机架1的横向移动。

支撑机构活动设置于移动梁2上，所述喷头b连接于支撑机构上。所述支撑机构包括：活动设置于移动梁2上的支座9、活动设置在支座上的连接座10、驱动连接座10沿上机架1的竖向升降的升降驱动机构11。移动梁2上设有第二滑轨12，第二滑轨12的两端沿着上机架1的纵向延伸，所述支座9与第二滑轨12滑动配合，从而支座9在第二驱动机构的作用下可沿上机架1的纵向移动。

升降驱动机构11固定在支座9上，升降驱动机构11的动力输出端与连接座10连接。升降驱动机构11驱使连接座10沿上机架1的竖向移动，从而能根据需要调节喷头b与光伏组件a之间的距离，升降驱动机构11优先采用由电动马达和丝杆机构组成的结构，其中电动马达固定在支座9上，而丝杆机构分别与电动马达和连接座10连接。在支座9上设有第三滑轨13，连接座10与第三滑轨13滑动配合。

第二驱动机构14设置于移动梁上且用于驱动支撑机构沿上机架纵向移动，第二驱动机构14的动力输出端与所述支座9连接，第二驱动机构14优先采用由电机、丝杆机构组成的结构，电机的输出端与丝杆机构连接，丝杆机构与支座9连接。丝杆机构的丝杆沿上机架1的纵向延伸。

泵15提供具有压力且含有液体的流质，泵15的输出端与喷头b连接，泵15的将流质输入到喷头b，通过喷头b将流质喷射至光伏组件a上，流质对光伏组件a形成拆解。泵15装配在上机架1的顶部。

控制器(图中未示出)，该控制器控制喷射装置与光伏组件a根据设置的路径形成相对移动，并控制喷射装置喷出的流质在光伏组件a的背面形成切口，流质沿着所述切口以倾斜的角度射入到光伏组件的内部，具有压力的流质在光伏组件的内部膨胀并形成切割。

喷头b喷射出对光伏组件形成拆解流质，喷头b喷射的流质的流动方向与光伏组件的背面以非垂直的状态形成倾角；喷头b通过安装组件与支撑机构连接，安装组件包括喷头支座c和锁紧部件d，喷头支座c呈l型，喷头支座c的一端设有弧形孔f，锁紧部件d穿过弧形孔f将喷头支座c锁紧在连接座10上，当需要调节喷头b喷射的流质的流动方向与光伏组件的背面形成的倾角时，松开锁紧部件d，通过弧形孔f移动喷头支座c的位置，或转动喷头支座c，从而使所述倾角获得调整。

为了避免从喷头b喷出的流质溅射到上机架1的外部，在上机架1的四周以及顶部安装有防护壳体16，通过防护壳体16对飞溅的流质形成遮挡。

拆解装置还包括下机架17、容纳光伏组件的容纳箱、对光伏组件a的拆解物进行过滤的多层过滤组件22，下机架17的至少一部分位于上所述喷射装置的喷射区域内，优选地，下机架17的一部分位于上喷射装置的喷射区域内，下机架17的另一部分位于喷射装置之外，容纳箱设置在下机架17上，容纳箱位于喷射装置下方，多层过滤组件设置于容纳箱内。

容纳箱包括箱体18、安装在箱体18内且用于搁置光伏组件的支撑架19、对光伏组件四周形成限位的限位组件。支撑架19位于多层过滤组件的上游；支撑架19优先网格状的结构，这种结构可便于拆解后形成的分解物落到多层过滤组件22上进行过滤。以使大小不一的分解物通过多层过滤组件22进行过滤。

限位组件包括：对光伏组件a两个非相对侧面形成限位的限位块20、对光伏组件的另外两个非相对侧面形成限位的活动夹持组件21，限位块20与支撑架固定，活动夹持组件21与支撑架19连接。活动夹持组件21采用由气缸以及与该气缸连接的块状部件组成。

容纳箱设置在下机架17上的方式优先采用：容纳箱活动地配置在下机架1上，这样，容纳箱被允许沿着上机架1或下机架17的横向移动。优选地，在下机架17上设置了导轨，所述箱体18的下部设置了轮子，该轮子与所述导轨配合。

为了达成容纳箱沿着上机架1或下机架17的横向移动，本实施例中设置了第三驱动机构23，第三驱动机构23与容纳箱连接以驱使箱体沿上机架的横向移动，以使容纳箱移动到喷射装置的喷射区域内，或使容纳箱移动后该容纳箱的至少一部分暴露在喷射区域的外部。

容纳箱被允许沿着上机架1或下机架17的横向移动的优点在于，由于光伏组件a被配置在容纳箱内，在对光伏组件a进行拆解前，使容纳箱的至少一部分暴露在喷射装置的喷射区域的外部，这样，可便于将光伏组件a装配在容纳箱内部。对光伏组件a拆解完毕后，可便于对拆解后位于多层过滤组件上以及容纳箱内的分解物进行收集，并将收集的分解物从容纳箱中取出。显然地，使容纳箱的至少一部分暴露在喷射装置的喷射区域的外部，将光伏组件a装配在容纳箱内部以及收集分解物时，均不受收到上机架1的干涉。

所述第三驱动机构23由电机以及链轮链条传动机构组成，电机的输出端与链轮链条传动机构中的主动链轮连接，主动链轮设置在下机架17上，链轮链条传动机构中的被动链轮安装在容纳箱的箱体18上。

拆解装置还包括、液体混合物回收箱24，与所述回收箱24连接的压滤机(图中未示出)，与所述压滤机连接的过滤器25，与所述过滤器25连接的存液箱26，回收箱24位于容纳箱下方，回收箱24在喷射装置的喷射区域范围内，回收箱24接收来自于多层过滤组件22过滤后的液体混合物，该液体混合物主要由液体流质、硅料组成。压滤机对来自于回收箱24中的混合液进行压滤；过滤器25对压滤机输出的流质进行过滤；存液箱26存液接收来自于过滤器25输出的流质，存液箱26还与所述泵15连接，存液箱26安装在上机架1的顶部。

喷射装置对光伏组件a进行喷射后，硅片粉碎成50-150目的颗粒，硅片上的焊带呈5cm以上条状，硅片与玻璃间的第一eva胶层呈45-55目的粉末，95％以上第二eva胶层与背板粘结在一起并破裂成大小不一的块状。多层过滤组件22至少包含二层过滤层，第一过滤层对第二eva胶层与背板粘结在一起的块状分解物与硅料颗粒粉末进行分离，块状分解物留在第一过滤层上，硅料颗粒粉末通过第一过滤层到达第二过滤层，通过第二过滤层对大的硅料颗粒进行过滤，细小的硅料颗粒和粉末随同流质进入到回收箱24中形成液体混合物，液体混合物送入到压滤机中进行压滤，使硅料形成滤饼，流质则输出到过滤器25进行再过滤，过滤后的流质送到存液箱26中，泵15将流质重新输送到喷头b，这样周而复始地循环。

喷头b包括：具有空心的外壳30、支撑部件31、接头32、具有空腔的偏心体33、喷头34，外壳30下部呈圆锥状，支撑部件31安装在外壳30的一端；支撑部件31的外周面与外壳30的内表面密封结合。支撑部件31采用耐磨材料制成，支撑部件31优先采用陶瓷制成。支撑部件31上设有通孔，该通孔由位于中部的小径孔以及两端的大径孔组成。

接头32与外壳30的另一端连接，接头32的一端位于外壳30内，优选地，接头32的另一端暴露在外壳30的外部，接头32的另一端设有轴向的第一孔32a，第一孔32a的内表面设有螺纹，用于连接泵15的输出端。第一孔32a为盲孔，且第一孔32a为台阶段，其中螺纹设置于台阶孔的大径孔段的壁面上。接头32一端的周面上设有与第一孔32a连通的第二孔32b，第二孔32b的孔径优先采用2mm。当高力压的流质进入到第一孔32a中后，通过第二孔32b射出。

偏心体33的一端套在接头32的一端并与接头32间隙配合，偏心体33的周面上设有多个第三孔33a，第三孔33a中至少有一个孔壁面为承受水的驱动以使偏心体旋转的受力面33b，第三孔33a一端的宽度小于另一端的宽度，从而受力面33b为斜面，高压力的流质从第二孔32b进入到第三孔33a中时，流质的压力作用到受力面33b上，能驱使偏心体33旋转。

偏心体33的一侧设有偏心安装部，喷头34的一端设有第四孔34a，喷头34的另一端设有与第四孔33a连通的喷射孔34b，喷射孔34b的内径小于第四孔33a的内径，喷头34的一端与偏心安装部配合，喷头34的另一端与支撑部件31配合。喷头34的的另一端与支撑部件31形成抵顶，防止高压力的流质的作用力的挤压使支撑部件31松动。

所述偏心安装部包括位于偏心体空腔中的支承部35，支承部35上设有偏离偏心体中心的收纳槽35a，所述喷头34的一端配合在收纳槽35a中。在偏心体33的周面上设缺口33c，缺口33c与收纳槽35a对应。

高压的流质(例如水)进入接头32的第一孔32a中后从第二孔32b射出，射出的流质进入到第三孔33a中，流质的压力作用到受力面33b上以驱使偏心体33旋转，从而偏心体33带动喷头34使喷头34形成高速旋转运动，同时从第三孔33a喷射的流质进入喷头34的第四孔34a中。由于流质的压力作用使用得喷头头部压住支撑部件31，防止在支撑部件31与外壳30之间漏水。流质沿喷射孔34b、支撑部件31喷出，形成旋转的高压切割流质。

本发明的拆解装置不局限于上述实施例，例如：

第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构23除上述实施例中的结构外，还可以采用气缸、液压缸等直线型驱动器。

活动夹持组件也可以采用固定块、弹簧、导杆以及块状部件组成，其中固定块与支撑架19固定，固定块上设有孔，导杆的一端与固定块上的孔配合，导杆的另一端与块状部件连接，弹簧的一端与固定块抵顶，弹簧的另一端与块状部件抵顶。

根据上述的拆解装置，本发明提供了光伏组件的拆解方法，具体通过以下实施例进行说明：

实施例1

步骤s1：喷射流质的喷射装置与光伏组件a的背面相对，如图9所示，喷射装置喷射含有液体的流质的流动方向与光伏组件a的背面以非垂直的状态形成倾角；其中，流质为水或水与磨料的混合物，磨料优先采用砂，磨料与水的份数比为：1-2:98-99，即100份的流质中，所含的磨料为1-2份，所含的水为98-99。通过加入磨料，磨料对光伏组件形成的切割，可以提升拆解效率。

步骤s2：控制喷射装置喷射流质的压力，即控制泵15输出流质的压力，使含有液体的流质在光伏组件的背面形成切口o，如图2和图9所示，所述流质沿着所述切口o以倾斜的角度射入到光伏组件的内部，具有压力的流质在光伏组件的内部膨胀并形成切割，使第一eva胶层粉碎且与玻璃分离，使硅片粉碎，使第二eva胶层与硅片分离，95％以上第二eva胶层与背板粘结在一起并破裂成大小不一的块状。本实施例中，作用于光伏组件a背面的流质的压力为60mpa。

步骤s3：控制喷射装置与光伏组件a根据设置的路径形成相对移动，喷射装置按照上述方式对整块光伏组件进行拆解。如图8和图9所示，本实施例中，优选的方式是，将光伏组件a固定不动，喷射装置相对光伏组件a移动，从而使得光伏组件a与喷射装置形成相对移动，即光伏组件a通过限位块20、活动夹持组件21夹持，在拆解过程中不会移动。

本实施例中，光伏组件a的横向与上机架1的横向平行，光伏组件a的纵向与上机架1的纵向平行。

在上述步骤s1中，控制器16控制第三驱动机构23，调整喷头b与光伏组件a之间的距离l，该距离l是指流质从喷头b的出口沿着倾角到达光伏组件a之间的距离，即斜线尺寸，而非喷头b的出口与光伏组件之间的垂直距离。本实施例中，所述距离l为0.9米。

在上述步骤s3中，如图8和图9所示，所述的路径包括呈矩形波的第一路径r1，所述喷射装置沿着第一路径r1相对光伏组件移动，以对光伏组件拆解。第一路径r1设置成矩形波，第二驱动机构14驱动支座9带动喷头b沿着上机架1的纵向z的正半轴方向移动，在沿纵向z的正半轴行走完设置的行程后，移动梁2在第一驱动机构的驱动下沿上机架1的横向移动，然后第二驱动机构14驱动支座9带动喷头b沿着上机架1的纵向z的负半轴方向移动。因此，将第一路径r1设置成矩形波的优点点在，喷射装置在工作工过程中，喷头b始终处于平移的状态，这样使得喷头b沿纵向z的正半轴与负半轴移动时，不用调整喷头b的方向，使得拆解的效率获得提升。

在上述步骤s1和s3中，在不用调整喷头b的方向的基础上，如图9所示，所述倾角包括第一倾角α和第二倾角β，喷射装置沿着第一路径r1向光伏组件a纵向z的正半轴方向移动时，流质的流动方向与光伏组件a的背面形成的倾角为第一倾角α,该第一倾角α为锐角，流质沿该锐角射入到光伏组件a的内部。第一倾角α的大小优先选用45°。

在上述步骤s1和s3中，如图9所示，喷射装置沿第一路径r1向光伏组件a的横向x平移后，又沿着第一路径r1向光伏组件a的纵向z的负半轴方向移动时，流质的流动方向与光伏组件a的背面形成的倾角为第二倾角β，该第二倾角β为钝角，流质沿该钝角射入到光伏组件的内部。第二倾角β的大小优先选用135°。

在上述步骤s3中，所述喷射装置沿着第一路径r1的起始端或末尾移动时，喷射装置喷射出流质的一部分作用于光伏组件上，另一部分流质喷射到光伏组件之外的非拆解区域。如图9所示，切口o的一部分位于光伏组件a上，切口o的另一部分则位于光伏组件a的外部。

如此设置的优点在于，通过喷射出的流质可以完全地对光伏组件的边缘进行切割，避免未被流质切割的边缘(该边缘指的是位于光伏组件周面附件的硅片与eva以及背板)残留在玻璃上。

如图9所示，喷射装置与光伏组件a均处于静止的状态下，喷射装置喷射出的流质在光伏组件a的背面形成的切口o基本呈环形。随着喷射装置与光伏组件根据设置的路径形成相对移动，下一个环形切口o的一部分叠加在上一个环形切口o形成的切割区域内。环形切口o是通过流质的旋转形成的，旋转的流质具有更强的切割力，从而能更快更好的将背板、eva胶层以及硅片进行剥离。

第一驱动机构驱动移动梁2带动喷头b沿所述横向x的移动速度为3.5米/分钟，所述第二驱动机构14驱动支座9带动喷头b沿所述纵向z的移动速度为1米/分钟。

按照实施例1的拆解方法，一块光伏组件a的拆解时间为13分钟。

实施例2

本实施例的拆解方法与上述实施例1的不同之处在于：

所述切口o为呈矩形的切口。所述作用于光伏组件a背面的流质的压力为52mpa。所述距离l为0.7米。第一倾角α为60°，第二倾角β为120°。第一驱动机构驱动移动梁2带动喷头b沿所述横向x的移动速度为3.2米/分钟，所述第二驱动机构14驱动支座9带动喷头b沿所述纵向z的移动速度为0.9米/分钟。

按照实施例2的拆解方法，一块光伏组件a的拆解时间为13.4分钟。

实施例3

本实施例的拆解方法与上述实施例1的不同之处在于：

所述切口o为呈矩形的切口。所述作用于光伏组件a背面的流质的压力为50mpa。所述距离l为0.5米。第一倾角α为50°，第二倾角β为130°。第一驱动机构驱动移动梁2带动喷头b沿所述横向x的移动速度为3.0米/分钟，所述第二驱动机构14驱动支座9带动喷头b沿所述纵向z的移动速度为0.8米/分钟。

按照实施例3的拆解方法，一块光伏组件a的拆解时间为14分钟。

实施例4

本实施例的拆解方法与上述实施例1的不同之处在于：

所述切口o为呈矩形的切口。所述作用于光伏组件a背面的流质的压力为60mpa。所述距离l为1米。第一倾角α为60°，第二倾角β为120°。第一驱动机构驱动移动梁2带动喷头b沿所述横向x的移动速度为3.3米/分钟，所述第二驱动机构14驱动支座9带动喷头b沿所述纵向z的移动速度为0.9米/分钟。

按照实施例4的拆解方法，一块光伏组件a的拆解时间为14.3分钟。

所述拆解方法不限于上述实施例，例如：

(a),所述的路径还包括与光伏组件a周向基本平行的第二路径r2，所述喷射装置沿着第二路径r2相对光伏组件a移动，对光伏组件a背部的靠近边缘的区域进行拆解。

所述喷射装置在切割时移动路径的先后顺序为：先沿着第二路径r2移动，然后再沿第一路径r1移动。所述喷射装置沿着第二路径r2的移动时，喷射装置喷射出流质的一部分作用于光伏组件a上，另一部分流质喷射到光伏组件a之外的非拆解区域。

(b),对于存在边框的光伏组件，还包括拆除光伏组件a边框的步骤。

(c),对于背面有氟膜的光伏组件，先按步骤s2至s3的方式将氟膜去除，去氟膜时，喷头b喷射出流质的压力为12mpa。喷头b沿所述横向x移动的速度5至8米每分钟，喷头b沿所述纵向x移动的速度2至3米每分钟。去除氟膜后，再按步骤s2至s3的方式对背板、eva胶层及硅片进行剥离。