CSTM-易回收光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求編制說明

《易回收光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求》CSTM團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說明（征求意見稿）《易回收光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)編制組二〇二一年十一月

一、工作概況1、任務(wù)來源根據(jù)中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)委員會(huì)于2020年7月20日發(fā)布的關(guān)于《易回收光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求》的立項(xiàng)公告進(jìn)行編制，《易回收光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求》計(jì)劃更名為《光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)指南》，該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)由中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)委員會(huì)（CSTM/FC03/TC22）歸口管理，由水發(fā)興業(yè)能源（珠海）有限公司牽頭起草。2、標(biāo)準(zhǔn)編制背景、目的和意義根據(jù)歐洲JRC的預(yù)測，2030年可再生能源在總能源結(jié)構(gòu)中的比例將達(dá)到30%以上，光伏發(fā)電的世界總電力比例達(dá)到10%以上；2040年可再生能源的比例將達(dá)50%以上，光伏發(fā)電將占總電力的20%以上。從長遠(yuǎn)看，光伏發(fā)電在世界能源中的比例將不斷上升，是可再生能源的重要成員。目前光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)相當(dāng)成熟，涵蓋了原材料的提煉、太陽電池制備、組件生產(chǎn)、發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)到系統(tǒng)運(yùn)維等上下游，但組件回收環(huán)節(jié)尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，組件回收的產(chǎn)業(yè)剛在歐洲萌芽，相應(yīng)地，國內(nèi)回收的標(biāo)準(zhǔn)也在積極地建設(shè)中，目前國內(nèi)已發(fā)布的光伏組件回收標(biāo)準(zhǔn)有GB/T39753-2021《光伏組件回收再利用通用技術(shù)要求》、GB/T38785-2020《建筑用薄膜太陽能電池組件回收再利用通用技術(shù)要求》，但國內(nèi)外目前缺乏關(guān)于光伏系統(tǒng)回收的宏觀性指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于我國已建的光伏電站均未到25年標(biāo)稱壽命期限，目前尚無光伏回收經(jīng)驗(yàn)且難以收集相關(guān)光伏系統(tǒng)回收數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)編制工作做支撐，也無法律法規(guī)或基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)可以遵循，可以說光伏系統(tǒng)回收設(shè)計(jì)是具有一定前瞻性的課題。根據(jù)目前國內(nèi)外的現(xiàn)狀，想要建立建全光伏系統(tǒng)回收的標(biāo)準(zhǔn)體系，我們認(rèn)為應(yīng)從宏觀指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)開始由面到點(diǎn)的向評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)逐步推進(jìn)發(fā)展，因此我們提出了《易回收光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求》，標(biāo)準(zhǔn)旨在揭示光伏系統(tǒng)的可回收設(shè)計(jì)的發(fā)展規(guī)律，從方向性指導(dǎo)開始引導(dǎo)行業(yè)從業(yè)人員轉(zhuǎn)變觀念和思想，從設(shè)計(jì)源頭出發(fā)，分析光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)的影響因素，針對各因素提出方向性的指導(dǎo)建議，使標(biāo)準(zhǔn)的使用者在此指南標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下提出光伏可回收設(shè)計(jì)方案，引領(lǐng)行業(yè)綠色可循環(huán)發(fā)展。協(xié)作單位及任務(wù)分工水發(fā)興業(yè)能源（珠海）有限公司為第一起草人，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的起草和修改。水發(fā)能源集團(tuán)有限公司、中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司、泰州隆基樂葉光伏科技有限公司、佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中國水發(fā)興業(yè)能源集團(tuán)有限公司、浙江晶科能源有限公司、順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院、珠海中建興業(yè)綠色建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司、廣東諾斯頓檢測技術(shù)有限公司、廣東華矩檢測技術(shù)有限公司、湖南筱豪新能源有限公司、河北鳳凰谷零碳發(fā)展研究院、湖南安華源電力科技有限公司、珠海全豈科技有限公司、珠海興業(yè)綠色建筑科技有限公司、湖南興業(yè)太陽能科技有限公司參與標(biāo)準(zhǔn)起草。4、編制過程2020年7月20日，中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)太陽能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)委員會(huì)（CSTM/FC03/TC22）發(fā)布了光伏團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的公告，本標(biāo)準(zhǔn)正式立項(xiàng)。主編單位成立公司內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)編制小組，開展標(biāo)準(zhǔn)起草相關(guān)工作，包括調(diào)研、資料收集、標(biāo)準(zhǔn)草案稿編寫等。2021年8月-12月，向社會(huì)公開征集參編單位，十多家光伏行業(yè)相關(guān)企業(yè)組成標(biāo)準(zhǔn)編制組。2021年5月，根據(jù)前期調(diào)研及市場調(diào)查情況分析，認(rèn)為《易回收光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)要求》不符合目前國內(nèi)行業(yè)發(fā)展需求，經(jīng)與標(biāo)委會(huì)溝通，計(jì)劃更名為《光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)指南》并形成標(biāo)準(zhǔn)討論稿。2021年5月20日，主編單位參加“中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)年會(huì)及標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議”并進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度匯報(bào)和介紹了標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容，征求與會(huì)專家意見。2021年9月，主編單位根據(jù)專家的意見對標(biāo)準(zhǔn)逐條進(jìn)行研究探討并修改標(biāo)準(zhǔn)討論稿。2021年10月12日，召開標(biāo)準(zhǔn)草案討論會(huì)。會(huì)議上，編制組成員對標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容和具體條款作了詳細(xì)的討論和充分的交流，并對標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)修改工作進(jìn)行了分工。2021年10月13日-2021年11月4日，標(biāo)準(zhǔn)編制組根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)上專家提出的建議對已有的標(biāo)準(zhǔn)討論稿進(jìn)行補(bǔ)充和修改，形成了標(biāo)準(zhǔn)的征求意見稿。二、標(biāo)準(zhǔn)編制的原則與確定內(nèi)容的依據(jù)1、標(biāo)準(zhǔn)編制原則本標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格遵照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》及GB/T20001.7-2017《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第7部分：指南標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定編寫。標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)的總則，給出了光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)的影響因素分析，并重點(diǎn)從光伏組件、支架基礎(chǔ)、光伏支架、電氣設(shè)備、電纜、監(jiān)控系統(tǒng)及其他為保證系統(tǒng)安全、效率而配備的輔助裝置等7個(gè)方面，提出了可回收設(shè)計(jì)的建議，下面結(jié)合相關(guān)示例加以說明（本編制說明所給示例在于幫助使用者理解本部分的相關(guān)規(guī)定，示例中型號(hào)或數(shù)據(jù)僅作參考），具體內(nèi)容包括：范圍。本標(biāo)準(zhǔn)給出了光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)的影響因素分析，并針對各因素提出了可回收設(shè)計(jì)的建議。本文件適用于各類光伏系統(tǒng)的可回收設(shè)計(jì)。規(guī)范性引用文件。列出了本標(biāo)準(zhǔn)條款所引用的標(biāo)準(zhǔn)文件，保證本標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的相容性與一致性。術(shù)語和定義。為了明確本標(biāo)準(zhǔn)的表述，給出了光伏系統(tǒng)組成部件、再生利用、回收利用、再生材料、有害物質(zhì)的定義。術(shù)語部分參考了GB/T23685-2009《廢電器電子產(chǎn)品回收利用通用技術(shù)要求》等國家標(biāo)準(zhǔn)?？倓t。本章節(jié)明確了光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)的總體原則。為實(shí)現(xiàn)資源利用最大化,本標(biāo)準(zhǔn)主要是從回收利用及再生利用等方面考慮的，具體建議體現(xiàn)在第6章光伏系統(tǒng)組成部件的可回收設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的功能、性能、質(zhì)量、安全要求和經(jīng)濟(jì)性、資源利用情況有時(shí)是此消彼長的關(guān)系，因此在光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)時(shí)，找出一個(gè)適合企業(yè)自己的平衡點(diǎn)，保證光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義及可持續(xù)性。光伏系統(tǒng)可回收設(shè)計(jì)的影響因素5.1）可回收的形式。本標(biāo)準(zhǔn)的編制者認(rèn)為，光伏系統(tǒng)可回收的形式有兩種，第一種是以材料再生利用為目的的回收，如到達(dá)使用壽命周期后的鋼樁，可作為鋼鐵材料進(jìn)行回收；第二種是以光伏系統(tǒng)組成部件回收利用為目的的回收，如在使用壽命周期內(nèi)的鋼樁，經(jīng)二次處理后可作為支架基礎(chǔ)繼續(xù)使用。5.2）以材料再生利用為目的的回收。以材料再生利用為目的的回收考慮的是回收后作為再生材料，所以其回收設(shè)計(jì)所考慮的因素主要是用最少的成本進(jìn)行拆卸及后續(xù)處理。不管是以回收利用還是再生利用為目的，材料或部件到達(dá)壽命周期后，最終都會(huì)報(bào)廢，若材料或部件中含有有毒有害物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致可回收部分剝離回收難度增加甚至只能整體作為有毒有害物質(zhì)處理而不易再生處理，因此應(yīng)考慮有毒有害物質(zhì)含量對光伏系統(tǒng)可回收的影響?；厥盏某杀局饕遣鹦兜墓r(shí)成本和過程所需的資源成本，包括拆卸后的剝離、分類、修復(fù)、貯存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。所以不管是以材料再生利用為目的的回收還是以部件回收利用為目的的回收，其易拆卸性都是光伏系統(tǒng)可回收的重要影響因素。易拆卸性是描述在確保拆卸目的的前提下，拆卸所消耗的成本多少，拆卸的難易與消耗成本的多少成反比。5.3）以光伏系統(tǒng)組成部件回收利用為目的的回收?？紤]的是回收后可作為光伏系統(tǒng)組成部件重復(fù)使用，所以其回收設(shè)計(jì)所考慮的因素除了易拆卸性外，還應(yīng)考慮拆卸后組成部件的可重復(fù)利用性。而影響組成部件可重復(fù)利用性的一個(gè)重要的因素是組成部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度，即光伏系統(tǒng)組成部件的通用性、組合性及其模塊化程度。光伏系統(tǒng)組成部件的通用性，也是互換性，是確保拆卸下來的系統(tǒng)組成部件更有效的加以利用的重要基礎(chǔ)，一般通用性是指部件的功能、尺寸的可互換性，光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料更多的是考慮材料型號(hào)及幾何尺寸的互換性，如：標(biāo)準(zhǔn)化的光伏系統(tǒng)支架及組件壓碼，無須改良或特別設(shè)計(jì)就能用于安裝大多數(shù)不同主流廠家生產(chǎn)的光伏組件；電氣設(shè)備更多的是考慮其功能、性能的互換性，比如：使用多年的系統(tǒng)逆變器故障無法維修，市場上已無法購買原廠生產(chǎn)的同款逆變器替換，可直接采用功能、性能相同的其他廠家生產(chǎn)的逆變器替換，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)光伏系統(tǒng)無法使用。光伏系統(tǒng)組成部件的組合性和模塊化則是在通用性基礎(chǔ)上的更高級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)化形式。組合性是將材料、部件分解到基本單元并將其標(biāo)準(zhǔn)化，類似于“積木”或“磚”的概念，而標(biāo)準(zhǔn)化的基本單元可按照需求重新組合形成新的系統(tǒng)，下面以光伏支架檁條為例對組合性進(jìn)行說明：不同光伏陣列所需的檁條長度不一，但由于鋼材長度有限，所以需要將不同長度的鋼材連接起來，假如將常用長度檁條分解到基本單元進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后得到的長度為6米、4米和3米，這三個(gè)長度的檁條、檁條套芯及配套螺栓，就是不同型號(hào)的“磚”。當(dāng)某一陣列需要10米長的檁條時(shí)，可通過一根6米加一根4米檁條用檁條套芯連接（如下圖1所示）；當(dāng)需要12米長的檁條時(shí)，可通過兩根6米檁條用檁條套芯連接得到，以此類推。通過將檁條分解到基本單元并標(biāo)準(zhǔn)化后，不僅可以得到不同長度的檁條應(yīng)用在不同項(xiàng)目上，還便于電力條件缺乏的項(xiàng)目安裝和拆卸。這種組合特性大大的提高了材料、部件的通用性和互換性，使得系統(tǒng)的回收利用更易實(shí)現(xiàn)。圖1檁條套芯連接示意圖材料、部件的模塊化是將系統(tǒng)按照功能分成塊，每一功能塊可能由幾個(gè)部件組成，將這幾個(gè)部件集成一個(gè)具有單獨(dú)功能的集成部件，再將這個(gè)集成部件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的集成部件稱為“模塊”，這個(gè)過程稱為“模塊化”。下面以開關(guān)站為例對模塊化進(jìn)行說明：傳統(tǒng)的光伏發(fā)電站開關(guān)設(shè)備、站用變壓器等在內(nèi)的高壓一次系統(tǒng)和包括直流電源、控制、保護(hù)、計(jì)量、遠(yuǎn)動(dòng)等在內(nèi)的二次系統(tǒng)以及相應(yīng)的內(nèi)部連接線等均是分開安裝在設(shè)備用房內(nèi)，采用模塊化設(shè)計(jì)后，將上述設(shè)備預(yù)裝到一個(gè)防潮、防塵、防火、隔熱的鋼結(jié)構(gòu)箱殼內(nèi)，從而組成一種全封閉、可移動(dòng)的箱式成套開關(guān)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)在不減小工程規(guī)模的前提下，加快工程進(jìn)度，需要回收時(shí)整體直接運(yùn)輸回收利用，整體運(yùn)輸回工廠拆解回收耗時(shí)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)開關(guān)站現(xiàn)場拆解回收。系統(tǒng)模塊化后將使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更簡潔，更易拆卸，組合性更好。光伏系統(tǒng)組成部件的可回收設(shè)計(jì)6.1）光伏組件的可回收設(shè)計(jì)。主要考慮了光伏組件的通用性、易拆卸性和環(huán)保性等，在通用性上具體表現(xiàn)為性能、尺寸等，目前市面上各廠商生產(chǎn)的光伏組件性能參數(shù)、尺寸各不相同，這也跟各廠商研發(fā)的路線有關(guān)，目前來說很難達(dá)到統(tǒng)一，從而給光伏組件的可替換性造成一定的難度，本標(biāo)準(zhǔn)給出了光伏組件性能、尺寸的統(tǒng)一方向，要求同一時(shí)期、同一代的光伏組件盡可能達(dá)到統(tǒng)一，以便于后期的維護(hù)與回收。光伏組件的易拆卸性分別從安裝拆卸工藝及易回收拆解上做出了指引，同時(shí)就環(huán)保性上提出了相應(yīng)要求。6.2）支架基礎(chǔ)的可回收設(shè)計(jì)。主要從便于拆卸、便于回收利用來考慮，對不同地質(zhì)條件給出了推薦性的支架基礎(chǔ)選用方案；對基礎(chǔ)選型設(shè)計(jì)給出了相應(yīng)的方向。6.3）光伏支架的可回收設(shè)計(jì)。對光伏支架的材料選型、結(jié)構(gòu)形式、連接方式等給出了方向性指引。專用連接件是指標(biāo)準(zhǔn)化的連接件，可用于光伏支架型材之間的連接，易于安裝拆卸，同時(shí)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)尺寸，便于互換通用，如上述5.3）組合性中提到的檁條套芯。6.4）電氣設(shè)備的可回收設(shè)計(jì)。分別從電氣設(shè)備基礎(chǔ)、電氣設(shè)備支架、電氣設(shè)備的選型等方面提出可回收設(shè)計(jì)的方向性指引。電氣設(shè)備基礎(chǔ)、電氣設(shè)備支架及電氣設(shè)備的可回收主要考慮的是回收后可作為光伏系統(tǒng)組成部件重復(fù)使用，所以其回收設(shè)計(jì)都是圍繞便于拆卸的措施及拆卸后盡可能提高組成部件的可重復(fù)利用性給出的建議。6.5）電纜的可回收設(shè)計(jì)。電纜的可回收設(shè)計(jì)以再生利用形式為主，因此主要從無毒無害性、易拆卸性考慮，對常見的不同安裝條件給出了推薦性的電纜敷設(shè)選用方案。以再生利用形式為主，是出于安全考慮，因使用過多年的電纜拆卸后，絕緣護(hù)套老化及拆卸過程中不可避免會(huì)有損傷，存在安全隱患，所以回收后宜作為再生材料而不是重復(fù)利用。6.6）監(jiān)控系統(tǒng)的可回收設(shè)計(jì)。主要從節(jié)約資源、減少材料用量、數(shù)據(jù)可持續(xù)應(yīng)用等方面對監(jiān)控系統(tǒng)的可回收設(shè)計(jì)給出了相應(yīng)的建議。6.7）其他可回收設(shè)計(jì)。分