引言
随着光伏产业的迅猛发展，光伏组件的废弃问题逐渐凸显。废弃光伏组件中的铝边框和硅酮胶的有效分离对于资源回收和环境保护具有重要意义。然而，传统的去除方法往往无法高效且环保地解决铝边框夹持的硅酮胶问题，这严重阻碍了废弃光伏组件的回收利用率。本文提出了一种废弃光伏组件铝边框夹胶高适配去除设备的设计方案，旨在提高光伏组件回收的效率和质量。
在光伏产业蓬勃发展的背景下，废弃光伏组件的处理问题变得越来越重要。这些组件在使用寿命结束后，其中的铝边框和硅酮胶的分离成了一个关键环节。铝边框作为一种可回收的金属材料，具有较高的再利用价值，而硅酮胶则是一种需要妥善处理的有机材料。如果不能有效地将这两种材料分离，不仅会导致资源的浪费，还会对环境造成污染。因此，开发一种高效且环保的分离技术显得尤为重要。然而，传统的去除方法在处理铝边框夹持的硅酮胶时，往往存在效率低下和环境污染的问题。这些方法通常采用手工剥离或简单的机械剥离，不仅耗时耗力，而且容易对铝边框造成损伤，影响其回收价值。此外，传统的化学剥离方法虽然能够较为彻底地去除硅酮胶，但会产生有害的化学废液，对环境造成二次污染。为了解决这些问题，本文提出了一种废弃光伏组件铝边框夹胶高适配去除设备的设计方案。该设备通过创新的机械结构和智能化控制系统，能够实现高效且环保的分离过程。设备的核心在于其独特的夹持和剥离机制，能够精确地控制剥离力，避免对铝边框造成损伤。同时，该设备在整个处理过程中保持环境友好性。通过采用本文提出的设备设计方案，废弃光伏组件的回收效率和质量将得到显著提升。这有助于推动光伏产业的可持续发展。未来，随着光伏产业的进一步发展，这种高效环保的分离技术将具有广阔的应用前景。
1. 光伏组件夹胶去除的重要性
在光伏组件的日常使用过程中，为了确保其具备良好的密封性能和长期的耐久性，通常会在铝边框和玻璃之间采用硅酮胶进行固定和粘接。然而，随着时间的推移，这些光伏组件不可避免地会达到其使用寿命的终点，最终面临报废的命运。在这一过程中，如果无法有效地将其中的铝材料和硅酮胶进行分离，那么这些材料的回收价值将会大幅降低。此外，未能妥善处理的硅酮胶还会对环境造成污染，增加环境负担。因此，开发一种高效且环保的夹胶去除技术显得尤为重要。这种技术不仅能够提高光伏组件中铝材料的循环利用率，还能有效减少环境污染，促进资源的可持续发展。通过采用这种先进的技术，可以实现对废旧光伏组件中铝材料的有效分离，从而提升其回收价值，同时减少对环境的负面影响。这不仅有助于推动光伏产业的绿色发展，还能为整个社会的可持续发展做出积极贡献。
2. 废弃光伏组件铝边框夹胶高适配去除设备的设计
2.1 光伏组件铝边框的研究
光伏组件使用铝边框作为最终的封装材料，与有机硅胶结合，将电池片，玻璃等原辅料封装保护起来，使得组件的各项性能得到有效提高，能够经受住不同环境的考验。铝边框在设计过程中考虑到了组件的自重、风载荷、雪载荷及其他活载荷的因素，使其机械强度足以支持组件长期工作。同时，由于有铝边框及硅胶的存在，钢化玻璃得到了更好的保护，运输过程更方便安全。如图1 光伏组件背视图。
图1 光伏组件背视图
针对玻璃与封装的电池片及铝边框形成的层压体系，经过回收处理后，实现对铝边框的拆卸，但拆卸的铝边框夹杂着硅酮胶、碎玻璃等相关物体。
2.2 光伏组件铝边框的性能分析研究
铝边框与硅酮胶结合，将电池片、玻璃、背板等原辅料封装保护起来，使得组件得到有效保护，同时由于铝边框的保护，组件在运输、移动过程中更加安全和方便。
a.机械保护。组件原辅料中，钢化玻璃受力不均匀容易产生爆碎，铝边框机械强度高，与硅酮胶结合，可以缓冲外力冲击，承受较大的外力，有效保护钢化玻璃及其封装的电池片。
b.绝缘保护。组件工作环境各不相同，有可能会遇到雷雨天气，由于组件暴露在环境中，使得组件位置相对突出，容易被闪电击中。铝边框表面经过阳极氧化工艺处理，有一层致密的氧化膜，其不但有较高的耐磨性，还有非常优异的绝缘性，可以有效提高整个组件的耐压性能，有效保护组件内部脆弱的电池片。铝边框有效地保护着组件，同时由于其机械强度较高，在搬运及装箱运输过程中，更加方便更加安全。
c.封装胶粘。铝边框的密封功能是通过与硅酮胶的结合使用来完成的。硅酮胶将铝边框和层压件黏合在一起，将整个光伏组件构成一个整体，既能使铝边框提供其保护功能，又能有效地缓冲机械冲击。
2.3 光伏组件铝边框的成分分析研究
光伏组件铝边框尺寸是经过严格计算后设计的，主要指标有材高、材宽、槽深、槽宽、钉孔直径等。常用规格如图2 光伏组件边框。
光伏组件铝边框表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5-20微米，硬质阳极氧化膜可达60-200微米。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250-500千克/平方毫米；耐热性良好，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K；绝缘性优良，耐击穿电压高达2000V；增强了抗腐蚀性能，在w=0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。
2.4主要设计目的
本设计旨在实现对废弃光伏组件铝边框夹持的硅酮胶的高效、环保、低成本去除，以提高材料回收的质量和效率。 主要功能如下：
1）自动调直铝边框；
2）自动去除铝边框夹层的硅酮胶或其他物体；
3）适应不同规格组件，拆框行程可以手动或自动调整，尺寸范围：长边1050mm—2000mm，短边 525mm—1000mm。
2.5 具体设计方案
（1）设备结构
设计的设备主要包括夹持系统、调直系统、分离系统和控制系统四个部分。
1）夹持系统：采用可调节的夹持机构，适应不同尺寸和厚度的光伏组件，确保铝边框和硅酮胶能够被有效固定。
2）调直系统：对夹持区域进行铝边框的定向调直，以便于其从铝边框上分离。
3）分离系统：铝边框调直后对硅酮胶开始分离，并统一归置到特定区域。
4）控制系统：采用智能控制技术，根据光伏组件的具体情况自动调节处理长度和时间，确保去除效果的同时，最大程度地保护光伏组件的其他部分不受损害。
（2）基本设计参数
1）产品类型：适用30mm和35mm边框型材；
2）产品尺寸：型材最长尺寸：长度 2400mm ，最小尺寸：宽度 900mm ，边框厚度 30-35 mm；
3）流水线高度：700±50mm；
4）CycleTime：≤30 s/条。
（3）工作原理
在设备开始工作时，首先会启动夹持系统，该系统负责将废弃光伏组件的铝边框牢牢固定住。夹持系统通过精确的机械装置，确保铝边框在处理过程中保持稳定，从而为后续步骤提供坚实的基础。接着，调直系统开始发挥作用，对已经夹持的铝边框区域进行精确的定向操作。调直系统通过一系列精密的传感器和执行机构，确保铝边框在各个方向上都达到预定的平整度和直线度要求。
在铝边框被成功调直之后，接下来的步骤是对硅酮胶进行分离。硅酮胶是用于固定光伏组件中各个部分的黏合剂，其分离过程需要特别小心，以避免对铝边框或其他组件造成损伤。分离过程中，设备会采用适当的机械或化学方法，逐步将硅酮胶从铝边框上剥离，并将其统一归置到特定的收集区域。这一过程不仅要求高效，还必须确保操作的安全性，避免对操作人员或环境造成潜在的危害。
整个处理过程由先进的控制系统自动完成。控制系统集成了多种传感器、执行器和智能算法，能够实时监控设备的运行状态，并根据预设的程序进行精确控制。通过这种方式，设备能够高效、稳定地完成废弃光伏组件的拆解和材料回收工作，同时确保整个过程的安全性。控制系统还具备自我诊断和故障处理功能，能够在出现问题时及时采取措施，进一步提高操作的可靠性和设备的使用寿命。如表1 边框夹缝去杂设备的系统配置。
2.3 实际设计效果
通过实验验证，该设备能够有效去除废弃光伏组件铝边框上的硅酮胶，去除率达到95%以上，且对光伏组件的其他部分无损害。此外，该设备操作简便，能耗低，有利于推广应用。如图3 试验效果图
3. 结语
全球对可再生能源需求增长，推动了光伏产业的发展，但随之而来的是废弃光伏组件处理问题。这些组件含有可回收的硅、铝和玻璃等材料，但回收过程复杂，尤其是硅酮胶的去除。本文介绍了一种新设计的设备，能高效去除硅酮胶，简化材料分离过程，提高回收质量和效率，降低回收成本。该设备还考虑了环保和可持续性，确保回收过程不会造成二次污染，支持光伏产业的绿色发展。
未来，我们将继续优化和完善这种废弃光伏组件铝边框夹胶高适配去除设备的设计，进一步提升其性能和适用范围。同时，我们也将积极探索更多的光伏组件回收技术，包括但不限于新型材料的分离技术、高效环保的清洗技术等，以期为光伏产业的绿色发展贡献更多的力量。通过这些努力，我们希望能够为光伏产业的可持续发展提供更加坚实的技术支撑，推动整个行业向着更加环保、高效和可持续的方向发展。
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