易回收光伏系统设计技术要求-编制说明（征求意见稿）

一、工作概况1、任务来源根据中国材料与试验团体标准委员会太阳能光伏系统应用技术委员会于2020年7月20日发布的关于《易回收光伏系统设计技术要求》的立项公告进行编制，《易回收光伏系统设计技术要求》计划更名为《光伏系统可回收设计指南》，该团体标准由中国材料与试验团体标准委员会太阳能光伏系统应用技术委员会（CSTM/FC03/TC22）归口管理，由水发兴业能源（珠海）有限公司牵头起草。2、标准编制背景、目的和意义根据欧洲JRC的预测，2030年可再生能源在总能源结构中的比例将达到30%以上，光伏发电的世界总电力比例达到10%以上；2040年可再生能源的比例将达50%以上，光伏发电将占总电力的20%以上。从长远看，光伏发电在世界能源中的比例将不断上升，是可再生能源的重要成员。目前光伏产业已经相当成熟，涵盖了原材料的提炼、太阳电池制备、组件生产、发电系统建设到系统运维等上下游，但组件回收环节尚未实现产业化，组件回收的产业刚在欧洲萌芽，相应地，国内回收的标准也在积极地建设中，目前国内已发布的光伏组件回收标准有GB/T39753-2021《光伏组件回收再利用通用技术要求》、GB/T38785-2020《建筑用薄膜太阳能电池组件回收再利用通用技术要求》，但国内外目前缺乏关于光伏系统回收的宏观性指导标准、评价标准以及技术标准。由于我国已建的光伏电站均未到25年标称寿命期限，目前尚无光伏回收经验且难以收集相关光伏系统回收数据为标准编制工作做支撑，也无法律法规或基础标准可以遵循，可以说光伏系统回收设计是具有一定前瞻性的课题。根据目前国内外的现状，想要建立建全光伏系统回收的标准体系，我们认为应从宏观指导性标准开始由面到点的向评价标准、技术指标标准逐步推进发展，因此我们提出了《易回收光伏系统设计技术要求》，标准旨在揭示光伏系统的可回收设计的发展规律，从方向性指导开始引导行业从业人员转变观念和思想，从设计源头出发，分析光伏系统可回收设计的影响因素，针对各因素提出方向性的指导建议，使标准的使用者在此指南标准的指导下提出光伏可回收设计方案，引领行业绿色可循环发展。协作单位及任务分工水发兴业能源（珠海）有限公司为第一起草人，负责标准的起草和修改。水发能源集团有限公司、中国建材检验认证集团股份有限公司、泰州隆基乐叶光伏科技有限公司、佛山职业技术学院、中国水发兴业能源集团有限公司、浙江晶科能源有限公司、顺德职业技术学院、珠海中建兴业绿色建筑设计研究院有限公司、广东诺斯顿检测技术有限公司、广东华矩检测技术有限公司、湖南筱豪新能源有限公司、河北凤凰谷零碳发展研究院、湖南安华源电力科技有限公司、珠海全岂科技有限公司、珠海兴业绿色建筑科技有限公司、湖南兴业太阳能科技有限公司参与标准起草。4、编制过程2020年7月20日，中国材料与试验团体标准委员会太阳能光伏系统应用技术委员会（CSTM/FC03/TC22）发布了光伏团体标准立项的公告，本标准正式立项。主编单位成立公司内部的标准编制小组，开展标准起草相关工作，包括调研、资料收集、标准草案稿编写等。2021年8月-12月，向社会公开征集参编单位，十多家光伏行业相关企业组成标准编制组。2021年5月，根据前期调研及市场调查情况分析，认为《易回收光伏系统设计技术要求》不符合目前国内行业发展需求，经与标委会沟通，计划更名为《光伏系统可回收设计指南》并形成标准讨论稿。2021年5月20日，主编单位参加“中国材料与试验团体标准委员会年会及标准会议”并进行了标准进度汇报和介绍了标准的主要技术内容，征求与会专家意见。2021年9月，主编单位根据专家的意见对标准逐条进行研究探讨并修改标准讨论稿。2021年10月12日，召开标准草案讨论会。会议上，编制组成员对标准的技术内容和具体条款作了详细的讨论和充分的交流，并对标准后续修改工作进行了分工。2021年10月13日-2021年11月4日，标准编制组根据标准讨论会上专家提出的建议对已有的标准讨论稿进行补充和修改，形成了标准的征求意见稿。二、标准编制的原则与确定内容的依据1、标准编制原则本标准严格遵照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》及GB/T20001.7-2017《标准编写规则第7部分：指南标准》的有关规定编写。标准主要内容本标准规定了光伏系统可回收设计的总则，给出了光伏系统可回收设计的影响因素分析，并重点从光伏组件、支架基础、光伏支架、电气设备、电缆、监控系统及其他为保证系统安全、效率而配备的辅助装置等7个方面，提出了可回收设计的建议，下面结合相关示例加以说明（本编制说明所给示例在于帮助使用者理解本部分的相关规定，示例中型号或数据仅作参考），具体内容包括：范围。本标准给出了光伏系统可回收设计的影响因素分析，并针对各因素提出了可回收设计的建议。本文件适用于各类光伏系统的可回收设计。规范性引用文件。列出了本标准条款所引用的标准文件，保证本标准与标准系统的相容性与一致性。术语和定义。为了明确本标准的表述，给出了光伏系统组成部件、再生利用、回收利用、再生材料、有害物质的定义。术语部分参考了GB/T23685-2009《废电器电子产品回收利用通用技术要求》等国家标准。总则。本章节明确了光伏系统可回收设计的总体原则。为实现资源利用最大化,本标准主要是从回收利用及再生利用等方面考虑的，具体建议体现在第6章光伏系统组成部件的可回收设计。系统的功能、性能、质量、安全要求和经济性、资源利用情况有时是此消彼长的关系，因此在光伏系统可回收设计时，找出一个适合企业自己的平衡点，保证光伏系统可回收设计具有实际意义及可持续性。光伏系统可回收设计的影响因素5.1）可回收的形式。本标准的编制者认为，光伏系统可回收的形式有两种，第一种是以材料再生利用为目的的回收，如到达使用寿命周期后的钢桩，可作为钢铁材料进行回收；第二种是以光伏系统组成部件回收利用为目的的回收，如在使用寿命周期内的钢桩，经二次处理后可作为支架基础继续使用。5.2）以材料再生利用为目的的回收。以材料再生利用为目的的回收考虑的是回收后作为再生材料，所以其回收设计所考虑的因素主要是用最少的成本进行拆卸及后续处理。不管是以回收利用还是再生利用为目的，材料或部件到达寿命周期后，最终都会报废，若材料或部件中含有有毒有害物质，会导致可回收部分剥离回收难度增加甚至只能整体作为有毒有害物质处理而不易再生处理，因此应考虑有毒有害物质含量对光伏系统可回收的影响。回收的成本主要是拆卸的工时成本和过程所需的资源成本，包括拆卸后的剥离、分类、修复、贮存、运输等环节。所以不管是以材料再生利用为目的的回收还是以部件回收利用为目的的回收，其易拆卸性都是光伏系统可回收的重要影响因素。易拆卸性是描述在确保拆卸目的的前提下，拆卸所消耗的成本多少，拆卸的难易与消耗成本的多少成反比。5.3）以光伏系统组成部件回收利用为目的的回收。考虑的是回收后可作为光伏系统组成部件重复使用，所以其回收设计所考虑的因素除了易拆卸性外，还应考虑拆卸后组成部件的可重复利用性。而影响组成部件可重复利用性的一个重要的因素是组成部件的标准化程度，即光伏系统组成部件的通用性、组合性及其模块化程度。光伏系统组成部件的通用性，也是互换性，是确保拆卸下来的系统组成部件更有效的加以利用的重要基础，一般通用性是指部件的功能、尺寸的可互换性，光伏系统的结构材料更多的是考虑材料型号及几何尺寸的互换性，如：标准化的光伏系统支架及组件压码，无须改良或特别设计就能用于安装大多数不同主流厂家生产的光伏组件；电气设备更多的是考虑其功能、性能的互换性，比如：使用多年的系统逆变器故障无法维修，市场上已无法购买原厂生产的同款逆变器替换，可直接采用功能、性能相同的其他厂家生产的逆变器替换，不会导致整个光伏系统无法使用。光伏系统组成部件的组合性和模块化则是在通用性基础上的更高级的标准化形式。组合性是将材料、部件分解到基本单元并将其标准化，类似于“积木”或“砖”的概念，而标准化的基本单元可按照需求重新组合形成新的系统，下面以光伏支架檩条为例对组合性进行说明：不同光伏阵列所需的檩条长度不一，但由于钢材长度有限，所以需要将不同长度的钢材连接起来，假如将常用长度檩条分解到基本单元进行标准化后得到的长度为6米、4米和3米，这三个长度的檩条、檩条套芯及配套螺栓，就是不同型号的“砖”。当某一阵列需要10米长的檩条时，可通过一根6米加一根4米檩条用檩条套芯连接（如下图1所示）；当需要12米长的檩条时，可通过两根6米檩条用檩条套芯连接得到，以此类推。通过将檩条分解到基本单元并标准化后，不仅可以得到不同长度的檩条应用在不同项目上，还便于电力条件缺乏的项目安装和拆卸。这种组合特性大大的提高了材料、部件的通用性和互换性，使得系统的回收利用更易实现。图1檩条套芯连接示意图材料、部件的模块化是将系统按照功能分成块，每一功能块可能由几个部件组成，将这几个部件集成一个具有单独功能的集成部件，再将这个集成部件标准化、系列化，这个标准化的集成部件称为“模块”，这个过程称为“模块化”。下面以开关站为例对模块化进行说明：传统的光伏发电站开关设备、站用变压器等在内的高压一次系统和包括直流电源、控制、保护、计量、远动等在内的二次系统以及相应的内部连接线等均是分开安装在设备用房内，采用模块化设计后，将上述设备预装到一个防潮、防尘、防火、隔热的钢结构箱壳内，从而组成一种全封闭、可移动的箱式成套开关设备，可实现在不减小工程规模的前提下，加快工程进度，需要回收时整体直接运输回收利用，整体运输回工厂拆解回收耗时远小于传统开关站现场拆解回收。系统模块化后将使系统的结构更简洁，更易拆卸，组合性更好。光伏系统组成部件的可回收设计6.1）光伏组件的可回收设计。主要考虑了光伏组件的通用性、易拆卸性和环保性等，在通用性上具体表现为性能、尺寸等，目前市面上各厂商生产的光伏组件性能参数、尺寸各不相同，这也跟各厂商研发的路线有关，目前来说很难达到统一，从而给光伏组件的可替换性造成一定的难度，本标准给出了光伏组件性能、尺寸的统一方向，要求同一时期、同一代的光伏组件尽可能达到统一，以便于后期的维护与回收。光伏组件的易拆卸性分别从安装拆卸工艺及易回收拆解上做出了指引，同时就环保性上提出了相应要求。6.2）支架基础的可回收设计。主要从便于拆卸、便于回收利用来考虑，对不同地质条件给出了推荐性的支架基础选用方案；对基础选型设计给出了相应的方向。6.3）光伏支架的可回收设计。对光伏支架的材料选型、结构形式、连接方式等给出了方向性指引。专用连接件是指标准化的连接件，可用于光伏支架型材之间的连接，易于安装拆卸，同时统一标准尺寸，便于互换通用，如上述5.3）组合性中提到的檩条套芯。6.4）电气设备的可回收设计。分别从电气设备基础、电气设备支架、电气设备的选型等方面提出可回收设计的方向性指引。电气设备基础、电气设备支架及电气设备的可回收主要考虑的是回收后可作为光伏系统组成部件重复使用，所以其回收设计都是围绕便于拆卸的措施及拆卸后尽可能提高组成部件的可重复利用性给出的建议。6.5）电缆的可回收设计。电缆的可回收设计以再生利用形式为主，因此主要从无毒无害性、易拆卸性考虑，对常见的不同安装条件给出了推荐性的电缆敷设选用方案。以再生利用形式为主，是出于安全考虑，因使用过多年的电缆拆卸后，绝缘护套老化及拆卸过程中不可避免会有损伤，存在安全隐患，所以回收后宜作为再生材料而不是重复利用。6.6）监控系统的可回收设计。主要从节约资源、减少材料用量、数据可持续应用等方面对监控系统的可回收设计给出了相应的建议。6.7）其他可回收设计。分别从材料选型、连接方式等方面对防雷接地、防护围栏、清洁系统、设备及材料的外包装提出可回收设计相应的建议。标准中涉及专利的情况本标准不涉及专利问题。与现有的法律法规、强制国标的关系满足现有的