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1、生命周期评估聚光光伏发电对环境的影响分析摘要：传统光伏发电系统代表了可再生能源领域市场的主导部分。现代技术提供了改进太阳能转换系统的可能性,特别是模块的效率。本文重点介绍了当前的聚光光伏(CPV)技术，展示了在实验室条件和真实环境中工作的太阳能电池和模块的数据。在本文中，我们考虑了两种聚光光伏系统的最新解决方案：高聚光光伏(HCPV)和低聚光光伏(LCPV)OCPV太阳能组件的现状得到了新混合光伏技术取得效率记录的初步成果的补充。与传统的Si-PV组件相比，CPV模块由于应用了聚光光学器件而实现了更高的转换效率。具体的CPV技术在效率、多结太阳能电池的新方法、跟踪系统和耐用性方面进行了描述。分
2、析结果证明了CPV模块领域的密集发展以及实现创纪录系统效率的潜力。本文还介绍了通过生命周期评估(LCA)分析和可能的废物管理方案来确定CPV在整个生命周期中的环境影响的方法。环境绩效通常根据标准指标进行评估，例如能源回收时间、二氧化碳排放量。关键词：光伏；聚光光伏CPV；生命周期评估LCA；生命周期结束时的CPV1. 概述有限的化石燃料资源与日益增长的能源消耗是不匹配的。为满足世界tl益增长的需求，必须转变全球能源供应体系。在当今社会，可再生能源在能源市场中变得越来越普遍。尽管减少环境污染是一个关键驱动因素，但能源转型带来了广泛的其他好处(例如健康、经济和技术)。目前，太阳能的潜力在光伏(PV
3、)技术中得到了有效的利用，将太阳辐射直接转化为电能。第二种太阳能发电系统是以间接方式发电,首先将太阳能转化为热能。在这项技术中，指的是聚光太阳能(CSP),聚焦在光学收集器上的阳光是驱动发电机的热量来源。为了消除缺点并突出太阳能系统的优点，聚光光伏(CPV)作为一种混合技术已经发展起来。与传统的光伏系统相比，CPV在太阳能发电市场上仍然是一个年轻且规模较小的参与者，研究工作和运营装机量相对较少。CPV系统提高了太阳能的利用率和效率，接近40%,这是以前的系统无法提供的。此外，CPV通过用镜子或透镜代替传统PV系统中使用的昂贵材料来节省成本。环境方面是太阳能管理的关键挑战之一。尽管光伏技术被认为
4、是一种环境友好型技术，但越来越多的太阳能电池板处于报废阶段，这引发了人们对进一步积累为废物的担忧。根据国际可再生能源机构(IRENA)发布的一份报告，到2050年,全球光伏组件废料的价值可能高达60-7800万吨。因此，我们的目标是争取技术，以尽量减少产品在其生命周期的所有阶段对环境的影响，特别是在这种影响最大的阶段。生命周期评估(LCA)现在是一种标准化工具，用于评估光伏技术从摇篮到坟墓的环境影响。执行LCA的过程在两个国际标准中有所描述：IS014040和IS014044。根据规范，LCA的以下步骤是指：目标定义和范围界定、清单分析、影响评估和结果解释。一个重要的步骤是收集包含在生命周期清
5、单(LCI)中的输入和输出数据。清单分析是确定LCA准确性的一个步骤，其中所有材料和能量流，以及在整个生命周期中释放到环境中的所有废物都被识别和量化。大多数数据应从制造商处收集以确保结果可靠,但也经常使用可用的数据库和专家估计。太阳能模块的环境概况是LCA的结果，它可以评估和比较不同的技术。LCA可以将定量结果表示为不同的指标，例如能源回收时间(EPBT)或温室气体排放。大多数LCA分析涉及传统的平板PV,例如；然而，由于聚光光伏技术的快速发展，CPV技术对环境的影响已成为广泛研究的课题。本文介绍了在真实和实验室测试条件下工作的CPV技术的现状，强调了基于LCA方法的单个技术的市场价值和环境影
6、响。2. CPV技术的历史回顾与发展CPV的关键原理是使用聚光光学器件，减小电池面积，从而允许使用更昂贵、高效的电池，并可能与普通电池竞争的平准化电力成本(LCOE)板光伏技术在某些阳光充足的地区具有高直接法向辐照度(DNI)oCPV在DNI值超过2000kWh(m2a)的阳光充足地区的发电中最受关注。系统根据技术配置的集中系数进行区分。CPV的两个主要部分，由浓度因子区分：浓度因子为30-40的低浓度PV(LCPV)和浓度大于300的高浓度PV(HCPV)oLCPV设计使用硅或薄膜PV电池方法和具有单轴跟踪的线性聚光光学器件。后者需要更高的效率并且更昂贵，尽管使用相同的多结电池，在运行期间可
7、能需要冷却。HCPV利用了两轴太阳跟踪系统。在过去的几年里，价格和效率一直是开发CPV技术方法的主要驱动力。起源可以追溯到I960年代，当时EugeneL.Ralph发表了集中阳光的概念，并在硅电池上展示了锥形反射器。桑迪亚国家实验室提出了第一个基于镜头的系统。基于这个项目，MartinMarietta公司在沙特阿拉伯(35OkW)和亚利桑那州(225kW)安装了菲涅耳透镜CPV系统。为了满足对与聚光光学器件兼容的适当太阳能电池的需求,开发了先进的Si和多结太阳能电池(MJSC)。首先，部署了双结太阳能电池(例如，GalnP/GaAs),然后它们成为现代三结电池(GalnPGaAsGe)的基础
8、。2001年，Amonix(现为ArzonSolar)在亚利桑那州的格伦代尔机场安装了第一台商用HCPVo最早之一聚光模块技术是由圣彼得堡IOffe研究所和弗赖堡(德国)的FraUnhOfer研究所开发的FLATCON。在FLATCON技术中，太阳辐射由玻璃上硅(SoG)菲涅耳透镜集中并集中在高效多结太阳能电池上。多年来，这项技术主要通过调整电池和透镜设计得到改进，最终提高了模块效率。2015年之前安装的大部分技术都为具有双轴跟踪和基于III-V半导体的MJSC的HCPVo如今,与传统光伏系统相比，CPV市场仍然很小，仅占光伏总部署的0.1虬尽管没有任何单一的CPV主导架构，但近年来已经创建了
9、无数不同的技术解决方案。特定CPV技术在全球能源发电市场中的重要性将取决于几个关键问题，尤其是生产成本的增长。制造商主要关心的是光伏组件的长期可靠性、成本效益和商业成功。考虑到光伏组件的部署方面，低资本支出(CaPEX)使CPV比普通光伏具有优势。随着对生产更清洁能源和减少二氧化碳排放的需求不断增加,需要对CPV系统进行潜在的改进;然而，与工业规模生产相关的成本仍然太高。其结果是对改进CPV模块的可能性进行了调查。由于改变电池尺寸和模块中的结电池数量，获得了最有希望的结果。3. CPV技术的表征4. 1.效率吸收太阳辐射的量对于光伏组件的效率至关重要。CPV系统的想法是基于使用光学设备将阳光聚
10、焦到负责将太阳能转化为电能的小型太阳能电池中。早些年前，一些CPV模型设计有不同类型的太阳能聚光器，例如菲涅耳透镜或反射镜。重要的是，太阳能电池结构是影响光伏效率的另一个因素。今天，标准是能够在高浓度下运行的多结太阳能电池。这些电池被称为IH-V太阳能电池，因为它们基于元素周期表中HI族和V族的特定元素。效率是投资回报的关键，因为它最终会降低度电成本。p-n结太阳能电池将太阳能转化为电能的效率取决于特定太阳能电池材料的能带隙。太阳能电池的效率随着带隙的增加而增加。工作温度并非没有意义;根据弗里德曼的工作，效率多结电池下降的典型幅度接近每摄氏度0.06%（绝对值）。取决于太阳能电池，冷却电池以主
11、动或被动方式是必备的;在提供了CVP冷却系统的综合调查。一般来说，与单结结构相比，多结太阳能电池的最大效率几乎高出10%o对于更开发的模块，甚至接近45%。不幸的是，相对较高的效率受到限制，因为三结电池的带隙组合损害了理想的太阳光谱分裂，有利于子电池材料的质量；然而，原则上接近60%的效率可以通过四个或更多结集中电池来实现。目前，没有其他电池架构能够获得如此高的效率并且仍在提高效率，尽管由于加热而损失了大约5%的潜在效率。这可以通过测试较小的单元大小来排除。需要注意的是，裸电池的转换效率，光伏模块和系统可能是发散的。差异源于透镜的光学效率、光谱条件、电池温度和不同的照明分布。因此，研究人员的主
12、要目标是提高各个层面的效率，从太阳能单元到模块；因此，需要新的方法来打破效率上限，使光伏技术在各种环境和地区成为更具竞争力的能源。这是新模块架构和制造工艺的市场机会；因此,欧洲研发部门在提供下一代模块和降低太阳能发电成本（LCOE）方面处于有利地位。3. 2.跟踪系统为了获得高效率和能量转换，模块需要不断精确地指向太阳。CPV模块朝向太阳光线的定位允许全天高效的能源产量。为此，使用了机械结构（太阳跟踪器）。根据移动轴的数量，太阳跟踪器可分为单轴和两轴跟踪器。表1给出了不同类型太阳跟踪器的详细说明。对于LCPV,跟踪系统是可选的;HCPV需要高精度的双轴跟踪器，因为它的接收角很窄。目前,市场上使
13、用最多的是两轴太阳跟踪系统，它可以基于三种方法：光电、天文（基于跟踪程序）和混合跟踪系统。目前应用最多的是混合式跟踪系统，它是程序和光电传感器相结合的跟踪方式。平面光学微跟踪能够使用应用聚光光伏原理的多结太阳能电池。该系统提供了在不同季节和天气条件下对太阳位置的高精度跟踪。由于CPV模块的重量和其他室外参数（例如风）,也存在障碍，这些参数决定了CPV的市场价值，而不是其效率。3.3. 耐用性决定CPV在市场上地位的关键参数是耐用性。平均而言,假设整个模块的寿命为25-30年，具体取决于用于生产特定组件的材料的条件和质量。CPV模块在真实气候条件下的可靠性可以根据认证标准IEC62,108进行评
14、估。在近八年的实验中（例如SOiteC或DaidO的CPV模块），所有根据该标准获得认证的模块都没有显示出退化效应。测试始终在组件级别进行通过在气候室中进行的加速老化。由于模块工作条件的高温，进行热测试也是合理的。热分析结果是确定接收器承受热失配、疲劳和其他温度变化能力的基础。还测试了其他环境因素，例如湿度、机械应力和高辐照水平，以评估模块在户外暴露后的行为。接受测试的最重要部件是CPV的透镜和玻璃部件，还有逆变器和变压器，因为它们的寿命较短。表中列出了各个HCPV组件的预期生命周期比较。表2.HCPV系统组件的使用寿命部件生命周期（年）双轴跟踪器30HCPV模块30电缆30逆变器15变压器1
15、04. CPV的最新解决方案CPV模块可以实现远远超过传统组件技术的效率，并且在未来有空间将效率推得更高，为降低系统成本提供了潜在途径。如今，经济问题是寻找资金继续研究和生产新型CPV模块的主要限制因素。由于许多投资者无法充分支持此类项目，因此该行业已开始寻找降低生产成本的方法。有前途的解决方案考虑了与减小单元尺寸相关的新型模块架构。替代方案之一是微型CPV,其中细胞面积缩小到InlnI2。微型CPV的想法是以引入一些制造挑战为代价获得尽可能多的好处。Semprius和Panasonic都是高科技公司，是最早获得微型HCPV组件效率最高（约35%）的公司之一。Panasonic以两种组合使用由
16、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制成的透镜：直接连接到太阳能电池（边长970m）或使用二次光学元件，太阳能电池面积为0.672m2。相比之下,Semprius使用具有600m太阳能电池的硅玻璃技术透镜。微型CPV的另一大成就是通过减少模块厚度减少每个电池上的热量集中，从而在其背板上产生更均匀的热量分布。因此，该模块产生的热量更少，并且可以在不使用任何散热器的情况下利用低成本基板。微型CPV的想法是获得广泛的好处，例如减少CPV模块的体积和材料强度，改善电池散热以及降低安装和运输成本。另一方面，微米级的操作和微光学的精度是需要高成本电池组装的最大挑战。具有成本效益的解决方案可能是转移印刷，也用于LE
17、D照明，旨在实现商业化。此外，CPV技术仅利用直接辐射；比较标准光谱，平面组件中使用的AML5全局值为IoOOW/m2,而用作CPV组件资源时AMI.5为900W2.因此，漫射辐射消失了，在中低直接法线照射(DNI)区域使用常规CPV并不是很有利可图。为了捕获漫射辐射，近年来开发了新的CPV技术解决方案。YOOn等人，2006年提出了一种新颖的CPv系统，该系统以平凹透镜作为辅助光学元件(SOE)和一个多结太阳能电池，周围环绕着附加的Si低成本太阳能电池，以捕获漫射太阳辐射。基于仿真模型的结果表明，与没有附加电池的CPV相比，该模型的光功率比提高了约17.12%。系统成本Tien和Shin提出
18、的与传统的CPV模块相比并没有高多少，但通过产生更多的电力可以更具成本效益。在文献中，这些系统通常被称为“混合CPV。一般来说，混合CPV是基于昂贵的MJSC与最小电池面积的组合和一个具有大面积的低成本电池来转换漫射阳光。CPV模块的未来发展可以通过减小电池尺寸、增加结中的层数或通过改变结构材料来实现。效率增长最有希望的结果是增加电池结构中的结数量，从而获得46%的效率值。还应该考虑到所有未来的选择都会增加生产成本。5. CPV组件的LCA与传统光伏技术相比，聚光光伏系统提供了许多好处，例如相对较高的转换效率，通过更换昂贵的组件来降低成本,以及消除有毒材料，特别是涉及太阳能电池。CPV技术的快
19、速发展主要通过提高系统效率来带来好处，但也需要进行环境影响评估。为此，LCA已成功应用，CPV组件可根据LCA结果进行比较。光伏电池板的生命周期包括以下阶段：生产和获取材料，以及特定模块组件的生产、安装、操作、维护和处置/回收。清单数据的收集是最耗时的阶段之一，很大程度上影响了LCA结果的准确性。清单数据可以从商业数据库中收集，例如Ecoinvent或美国生命周期清单数据库。LCA的结果有助于制造商和用户确定市场上可用的CPV技术的竞争力。6. 1.HCPV模块的LCA已公开记录到2016年底安装的CPV容量中，超过90%是采用双轴跟踪的高浓度光伏形式。2005年开发的首批HCPV模块之一是F
20、LATC0No使用了基于菲涅耳透镜和多结太阳能电池（GaInP、GaInAS和Ge）的光学系统。该模块在500个浓度下运行，可实现接近26%的效率，光学孔径面积为25.6平方米。为了评估环境影响，计算了安装在西班牙的FLATC0N模块的CED和EPBT。根据结果，跟踪器生产对CED和镀锌钢的贡献最大，因为它们的组件具有系统中最重要的能量因子（隐含能量约为29MJkg）oEPBT的计算值介于8到10个月之间，主要由模块的钢和玻璃元素组成。改变FLATCON的位置将是不利的,对于在德国的安装,EPBT增加到12-16个月。Minassians等人。调查了安装在美国的SolFocusGenlHCPV
21、系统对环境的影响。模块中采用的光学设计由凹面主镜和凸面次镜组成，以通过第三光学棒将太阳光聚集到电池(500)上。SoIFocus技术对环境的影响主要是由跟踪系统中的钢元素产生的。根据LCA结果，从纽约到加利福尼亚的零件运输占整个系统环境负荷的很大一部分；CED=25%。计算出的EPBT为L3和L5年，分别用于亚利桑那州和加利福尼亚州的安装，并且可以降低1年减少运输距离。欧洲项目Apollon于2013年完成，开发了一种新的基于镜子的HCPV模块。该模块的供应商是SoITecInternationalo光学元件由铝箔制成。模块的优化在500到750浓度之间进行了测试，其中最大的挑战是模块中使用的
22、跟踪系统和材料。环境的第一个结果心理影响分析显示碳排放在18-45gC02.eq/kWh之间，EBPT为0.8-L9年。在项目的最后阶段，EPBT计算为1年，效率为30%,系统寿命为30年，额定功率为850Wm20铝对环境的影响最大，占CED的63%和温室气体排放的64%o这种材料也对EPBT值产生了最大的影响。最后，碳排放被确定为20gC02.eq/kWho几年来，美国和欧洲HCPV行业的领导者是Amonix7700(现为ArzonSolar)o该系统基于安装在两轴跟踪器上的七个聚光单元。AnIoniX7700有7560个多结太阳能电池，浓度比为500o太阳能电池由Spectrolab使用在
23、错衬底上生长的金属有机气相外延(MOVPE)生产。Fthenakis及其同事发布了基于Amonix7700的LCA方法的环境影响信息。与FLATCON的情况一样，它的运行浓度为500,其EPBT接近0.9年。根据LCA结果，溶剂和MOVPE是太阳能电池所有组件中耗电量大的材料。跟踪器（28.4%）、散热器（28.2%）和框架（15.2%）的温室气体排放量最高。与之前介绍的模块相比，AnIoniX7700产生的碳排放值最高，介于26-27gC02.eqkWh之间，具体取决于模块位置。有趣的是，NiShinlUra等人基于LCA,确定了HCPV位置和PV类型（HCPV与平板PV）对环境负荷的影响。
24、结果表明，位于戈壁沙漠和丰桥（日本）的多结太阳能电池的HCPV的EPBT分别为2年和2.64年。在分配HCPV模块的情况下，制造过程对生命周期的影响最大。将HCPV平板技术与戈壁滩的ms-SiPV（多晶硅光伏发电系统）进行比较，令人惊讶的是,me-SiPV的能量回收特性更好（EPBT=L73年）。对于所分析的位置，mc-SiPV的能量回收特性优于HCPV,这些结果得到了mc-SiPV使用全球太阳辐射而HCPV仅使用直接太阳辐射的事实的支持。富盛光伏生产的HCPV组件对环境的影响由Sandwell等人确定。与以前的系统相比，模块结构更薄、更轻，尺寸接近传统的平面光伏系统。与表4中列出的其他技术相
25、比，相对较低的材料使用量导致CED值较低（4.3MJWp）o此外，模块的位置对经济方面有重大影响。最有利的位置是CaIanIa（0.037美元/kWh）,即使与平板PV模块相比，LCOE也显着降低。LCA方法还用于确定摩洛哥商业1.008MWPHCPV工厂的环境影响。该工厂由3600个模块组成，转换效率接近27.2%o结果显示，CO2排放量为53.3kgCO2eqMWh,其中原材料提取和制造是大量排放的原因。作者证明，通过将HCPV工厂的寿命从20年延长到30年，系统对环境的影响可以减少23-31%o基于LCA分析，Payet和Greffe比较了三种不同的HCPV模块原型：基于反射镜的、菲涅耳
26、透镜和消色差透镜。基于镜子的光学设计模块的气候变化影响（以gCO2-eq影响每个过程分布表示）比Achromalens模块低约10%o对环境负荷的主要贡献是跟踪和聚焦光学设备。原型的EPBT和CPBT范围分别为0.74-0.98和0.98-1.10年。最近，在HlPERloN项目（使用集成光学技术实现效率记录的混合光伏发电）中，基于平面光学微技术的新型高效太阳能模块（30%STC太阳能模块评估的标准测试条件）已经开发出将阳光集中在安装在传统硅背板顶部的多结太阳能电池上的跟踪技术。这些组件在漫射阳光下作为硅模块工作，并提供每平方米发电量的绝对记录，在中欧可增加50%,在南欧可增加80%。图2展示
27、了结果关于C02排放和元素对与模块生产过程相关的环境负荷的贡献的LCA计算。该图显示了一个简化的过程树（仅显示了贡献高于0.5%的元素），显示了C02eq的排放。用于制造模块的各种材料。最大的负载来自生产PMMA（47%）,这是一种将太阳能集中在太阳能电池上的组件材料、铝合金（21%）和太阳能玻璃(ll%)o每个HIPERIoN模块的C02总排放量为125kgeq,这导致在整个生命周期(25年)内，C02geqkWh的排放量从11降至14.9(表4)76o凭借新颖的模块架构和制造工艺,Hiperion有可能通过显着提高效率和降低太阳能发电成本单位面积的能量产量远远超过晶体硅的能力。从现有HCP
28、V的概述(表4)中，可以得出几个结论。聚光比在500左右，大部分组件基于多结太阳能电池。在任何情况下，宣称的效率都没有超过40%。对于所研究的HCPV组件，EPBT的使用时间约为1-2年，其中大多数的C02排放以GHG表示小于30gC02-eq.kWho在所有HCPV组件中，跟踪系统对环境生命周期的影响最大。在这些材料中，铝、钢和水泥是Amonix7700和INER的HCPV的主要温室气体来源；因此，用碳排放较低的材料替代可以改善HCPV模块对环境的影响。5 .2.LCPV组件的LCA与HCPV相比，低聚光光伏(LCPV)是CPV系统领域中不太常见的技术。然而，LCPV有许多被低估的特性。使用
29、低聚光光伏系统而不是高聚光系统的一个显着优势是更高的光学接受角和使用更便宜的跟踪器的可能性。LCPV模块还提供了更广泛的可用于建筑的材料，而无需担心太阳能退化。重要的是，与HCPV相比，LCPV系统可以在更多国家部署，因为它们可以在较低的直接正常辐照度(DNI)下工作。但是，此功能也可能是LCPV系统的一个缺点，尤其是在阴天，跟踪器很容易丢失。由于DNI值低，跟踪器可能会错误地聚焦在明亮的云层而不是太阳光线上。与传统的光伏组件相比，LCPV系统每年可以取得相似的结果，这证明它们可以互换用作建筑能源。此外，大量多样的LCPV模块是构建集成聚光光伏（BIPV）的技术解决方案。2015年，Lanin
30、atou等人。介绍了具有单晶太阳能电池的BIPV系统的研究。该系统的环境影响是根据碳排放（表示为GPBT）和EPBT进行评估的。该模块在五个地点进行了检查：埃克塞特、巴塞罗那、马德里、都柏林和巴黎。对于GPBT,在巴黎工作的模块（27.2-33.1年）获得了最高值，这可能与法国电力组合的低二氧化碳排放量和都柏林最低（3.3-4年）有关。考虑到EPBT,马德里和巴塞罗那获得的价值接近2.4年，而巴黎、埃克塞特和都柏林获得的价值约为3.2-3.5年。还发现使用反射膜可将EPBT和GPBT的值降低约梅努菲等人。将传统BIPV与新型低聚光建筑添加聚光光伏（BACPV）进行了比较。对先前系统的修改包括将
31、反射器集成到建筑物中，作为相对于水平面倾斜50。的遮阳系统，这将EPBT降低到LO年（BIPV为2.2年）。还计算了两种技术的能量ERF和BACPV高出两倍以上。6 .报废和回收尽管光伏是一种可再生能源，但必须在系统的整个生命周期内评估总体环境影响。报废阶段的光伏组件构成了不可避免的废物流。光伏组件的典型使用寿命约为25-30年。由于运输和安装阶段的损坏、启动操作后的初始故障、严重环境条件导致的操作过程中的技术和物理故障以及意外的外部因素，例如自然灾害，此时间可能会更短。随着模块产量的急剧增加，废物管理是当今的一个重要问题。不幸的是，垃圾填埋场是光伏系统的主要废物处理方法。几项研究表明，光伏废
32、物管理不当会造成环境后果，主要是由于重金属的释放。与垃圾填埋场相比，光伏组件的回收利用是一种对环境有利的方法，具有许多优势。它允许将有害物质控制释放到环境中，节省贵金属和稀有金属(例如，Ag.Ga、In),并缓解生命周期资源消耗。开发适当的光伏组件特定组件回收方法是环境的关键问题，可以提高光伏产业的可持续性。市场上的大多数光伏技术是晶体硅光伏组件，并且大多数回收方法都是专门针对它们的。典型的Si-PV组件由铝(Al)合金框架、钢化玻璃、电池片、EVA(乙烯/醋酸乙烯酯共聚物)和背板(TPT,TopotecanHydrochloride)组成。来自典型太阳能电池板的各种资源的重量如下：玻璃54.
33、7%、A112.7%、粘合密封剂10%、硅3.1%和其他19.5%。模块中最适合回收利用的部件是钢和铝部件，它们占模块整体组成的80%以上。其他物质，如混凝土或丙烯酸，在主要回收过程开始之前需要额外的初步过程，如分离或分类。对于典型的光伏组件，世界各地研究了许多回收技术，这些技术也可以慢慢实施到CPV系统中。其中，最常用的是切碎和使用有机溶剂的方法，这些方法可以回收和再利用许多材料。CPV模块的拆卸更容易，因为构成元素很容易分离，并且主要由可以完全回收的无机材料组成。相反，SI-PV电池和框架完全粘合到复杂的氟化塑料上，这需要先进的用于部分回收的破碎和热处理。CPV组件最大的挑战是像、错和锢的
34、回收，因为它们是难以获得的原材料，尽管它们仅占组件总质量的1%左右。Fthenakis提出了基于汽车回收实践的Amonix7700模块的报废处理，其中从经济方面额外考虑了拆解、切碎和运输。由IH-V半导体制成的太阳能电池作为危险废物处理或回收。Hcpvhiperion模块的lca计算表明，废物管理可能会使模块的总碳排放增加约5%7 .结论与传统光伏系统相比，CPV仍是一项新兴技术。然而，论文中提出的结果证明了CPV系统在产生大量清洁能源方面的巨大潜力。与传统的Si-PV相比，聚光光伏具有优势，因为它们的效率几乎提高了三倍。显示CPV模块有可能达到30%以上的模块效率。HCPV和LCPV技术根据
35、太阳能电池的应用类型、光学器件和聚光比而有所不同。在比较它们的有效性时，应注意区分它们是否与单元、子模块或系统相关。光伏环保性能的一个重要指标是针对特定系统计算的能源回收时间。根据我们的调查,HPeV的转化效率在0.22-2.6年之间，而对于LCPV,它在0.7-4.7年之间，分布非常多样化。1.CA方法正成为越来越受欢迎和有用的工具，尤其是用于评估新技术的环境负荷。由于CPV组件架构的多样性，对于组件的哪些元素产生最大的环境负荷没有明确的答案。对于大多数结构，环境负担的主要贡献是聚焦光学系统（通常超过50%的碳排放贡献）、跟踪系统和铝合金或钢框架。聚焦光学对二氧化碳总排放量的影响最为显着，这使得大幅减少CPV组件对环境的影响变得困难，因为这部分组件无法更换;然而，由于CPV组件的能量转换效率很高，模块产生的碳排放在10-30gC02.eq/kWh的范围内，具体取决于位置。研究由HI-V半导体制成的太阳能电池的回收和回收方法，目前作为危险废物处理或回收，是一个重要的环境问题,可以提高光伏产业的可持续性。
