JP2015192942A - 太陽電池モジュールリサイクル方法、太陽電池モジュールリサイクル装置及びガラス片を原料としたリサイクル材 - Google Patents

Abstract

【課題】化学的手法によらず、分離したガラス片に付着する異物を低減する太陽電池モジュールリサイクル方法、太陽電池モジュールリサイクル装置及びガラス片を原料としたリサイクル材を提供する。
【解決手段】本発明は、ガラス板と太陽電池素子とが封止材を介して積層された太陽電池モジュールのリサイクル方法及びリサイクル装置であって、太陽電池モジュールのガラス板の厚みを測定し、測定したガラス板の厚みの情報に基づいて、太陽電池モジュールのガラス板を破砕する破砕手段の可動範囲を決定してガラス板を破砕することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、太陽電池モジュールのリサイクル方法、太陽電池モジュールのリサイクル装置及び太陽電池モジュールのリサイクル方法で回収されたガラス片を原料としたリサイクル材に関するものである。

従来、太陽電池モジュールのリサイクル方法としては、特定の部品を除去した後、太陽電池モジュールを破砕機等で粉砕し、溶液を用いた化学的手法によって金属類とガラス等の金属類以外の素材に分離する方法が確立されている。

しかし、溶液を用いた化学的手法による太陽電池モジュールのリサイクルは、分離に用いた溶液を中和する工程や無害化する工程を実施しなければならないため、設備の巨大化や工程の煩雑化を招いていた。

そこで、ガラス板と太陽電池素子とが封止材を介して積層された太陽電池モジュールにおいて、ガラス板及び太陽電池素子を同時に破砕し、破砕されたガラス板及び太陽電池素子を接着する封止材を加熱して軟化させ、ガラス板とその他の物質とを分離する太陽電池モジュールリサイクル方法がある（例えば、特許文献１。）

特開２０１１−１７３０９９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたリサイクル方法は、化学的手法によらず、太陽電池モジュールからガラスを分離することは可能だが、ガラス板と太陽電池素子が製膜された基板を共に破砕する為、ガラス破砕物に鉛等の再利用を行なう上で好ましくない金属成分等の異物が付着し、分離したガラス片に含まれる異物の増加を招くおそれがあった。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールからガラスを分離するリサイクル方法及びリサイクル装置において、化学的手法によらず、分離したガラス片に異物が付着しないようにガラス板を破砕することを目的とする。

本発明の太陽電池モジュールリサイクル方法は、ガラス板と太陽電池素子とが封止材を介して積層された太陽電池モジュールのリサイクル方法であって、前記ガラス板の厚みを測定するセンシング工程と、前記センシング工程で測定した前記ガラス板の厚みの情報に基づいて、前記太陽電池モジュールの前記ガラス板を破砕する破砕手段の可動範囲を決定する破砕条件決定工程と、前記破砕条件決定工程で決定された前記可動範囲で前記破砕手段を動作させ、前記ガラス板を破砕する破砕工程と、前記破砕工程で破砕された前記ガラス板のガラス片を回収する回収工程と、を有することを特徴とする。

本発明の太陽電池モジュールリサイクル装置は、ガラス板と太陽電池素子とが封止材を介して積層された太陽電池モジュールのリサイクル装置であって、前記ガラス板の厚みを測定するセンシング手段と、前記ガラス板を破砕する破砕手段と、
前記センシング手段で測定した前記ガラス板の厚みの情報に基づいて、前記破砕手段の可動範囲を決定する破砕条件決定手段と、前記破砕手段により破砕された前記ガラス板のガラス片を回収する回収手段と、を備え、前記破砕手段は、前記破砕条件決定手段によって決定された前記可動範囲で動作し、前記ガラス板を破砕することを特徴とする。

本発明は、ガラス板と太陽電池素子とが封止材を介して積層された太陽電池モジュールにおけるガラス板の厚さを測定し、測定した厚さに基づいてガラス板を破砕する破砕装置の可動範囲を決定するので、分離したガラス片に異物が付着しないようにガラス板を破砕することができる。

実施の形態１に係る太陽電池モジュールの断面図である。 実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル方法の処理工程を示す図である。 実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置の構成図である。 実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置における前処理装置の構成図である。 実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置におけるセンシング装置の構成図である。 実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置におけるローラを有する破砕装置の構成図である。 実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置におけるハンマーを有する破砕装置の構成図である。 実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置におけるローラ及びハンマーを有する破砕装置の構成図である。 破砕工程におけるローラ及びハンマーの形態を示す図である。 実施の形態１に係る、比重差選別における選別装置の構成図である。 実施の形態１に係る形状選別における選別装置の構成図である。 実施の形態１に係る光学選別における選別装置の構成図である。 実施の形態１に係る磁力選別における選別装置の構成図である。 実施の形態１に係る渦電流選別における選別装置の構成図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル方法及びリサイクル装置について説明する。まず、本実施の形態に係るリサイクル方法及びリサイクル装置のリサイクルの対象となる太陽電池モジュールの構成について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールの断面図である。図１に示すように、太陽電池モジュールは、太陽電池パネル１、フレーム２、シール材３、端子ボックス４、及び出力ケーブル５から構成される。以下、各構成について詳細に説明する。

太陽電池パネル１は、ガラス板１１、バックシート１２、封止材１３、太陽電池素子１４、インターコネクタ１５及び電極線１６から構成される。

ガラス板１１は、透光性を備え、太陽電池素子１４を外部の衝撃から保護する。

バックシート１２は、外部の湿気の侵入を防止する。バックシート１２は、例えばフッ素樹脂、ポリエチレン−テレフタレート、アルミ箔等を貼り合わせたフィルムで構成されている。バックシート１２は、透湿性が低く、高い靭性を有する。

封止材１３は、ガラス板１１、後述する太陽電池素子１４及びバックシート１２を接着する。封止材１３は、太陽電池パネル１における緩衝と封止の機能を有する。封止材１３は、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体がこれに該当する。

太陽電池素子１４は、太陽光を受光して発電する素子である。太陽電池素子１４は、単結晶シリコンや、多結晶シリコン等で形成されている。

インターコネクタ１５は、複数の太陽電池素子１４を直列に接続する。

電極線１６は、銅や銀等の良導電性金属で形成されている。また、電極線１６の一端は、太陽電池素子１４ａの下の電極に取り付けられる。

フレーム２は、バックシート１２、太陽電池素子１４、及びガラス板１１が積層されることにより構成される太陽電池パネル１を固定する。フレーム２は、後述するシール材３により、太陽電池パネル１の外周に接着される。フレーム２は、アルミニウムで形成される。

シール材３は、フレーム２と太陽電池パネル１とを接着する。シール材３は、例えば、ブチルゴムがこれに該当する。

端子ボックス４は、太陽電池素子１４ａと一端が接続された電極線１６を収納する。

出力ケーブル５は、太陽電池パネル１で発電した電力を外部に出力するケーブルである。出力ケーブル５は、端子ボックス４に収納される電極線１６のもう一端と接続されている。

なお、図１に示した太陽電池モジュールは、少なくともガラス板１１及び太陽電池素子１４が積層されているものであればよい。従って、例えば、アモルファスシリコンや化合物薄膜等を用いた太陽電池素子１４を有する太陽電池モジュールにも適用できる。また、太陽電池モジュールは、太陽電池素子１４を封止材１３で封止したものを、受光面のガラス板１１と裏側のバックシート１２で挟みこみ、フレーム２で固定した構造を示すスーパーストレート型の太陽電池モジュールについて説明したが、サブストレート型の太陽電池モジュールに対しても適用可能である。サブストレート型の太陽電池モジュールは、太陽電池素子１４を基板（図示せず）上に置き、透明樹脂で封止した構造をいう。

次に、図２を用いて、実施の形態１に係る太陽電池モジュールのリサイクル方法の処理工程について説明する。図２は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル方法の処理工程を示す図である。図２に示すように、本実施の形態に係る太陽電池モジュールリサイクル方法は、少なくとも、前処理工程（Ｓ１）、センシング工程（Ｓ２）、破砕条件決定工程（Ｓ３）、及び破砕工程（Ｓ４）を有する。また、本実施の形態に係る太陽電池モジュールリサイクル方法は、ガラス選別・回収行程（Ｓ５）を併せて実施するのが望ましい。図３は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置の構成図である。本実施の形態に係る太陽電池モジュールリサイクル装置は、図３に示すように、前処理工程（Ｓ１）を行なう前処理装置３００、センシング工程（Ｓ２）を行なうセンシング装置４００、破砕工程（Ｓ４）を行なう破砕装置５００、選別・回収工程を行なう選別装置（選別手段）６００、及び回収装置（回収手段）７００を備える。以下、各工程におけるリサイクル装置の動作について詳細に説明する。各工程間において、太陽電池パネル１は、搬送用ローラ２００で搬送される。

以下、図４を用いて、前処理工程（Ｓ１）について説明する。図４は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置における前処理装置の構成図である。前処理工程（Ｓ１）は、図４に示すように、太陽電池モジュールからフレーム２及びシール材３を分離する工程である。前処理装置３００は、前処理用架台３１、太陽電池パネル固定装置３２、及び前処理手段３３から構成される。

前処理用架台３１は、太陽電池モジュールの前処理を行う際に、この太陽電池モジュールを載せる台である。太陽電池モジュールは、バックシート１２が上側、ガラス板１１が下側となる向きで前処理用架台３１上に載せられる。この向きで載せることで、破砕工程（Ｓ４）まで太陽電池モジュールの向きを入れ替えることなく、ガラス板１１を下側にした状態で搬送することができる。ガラス板１１を下側にした状態で破砕工程（Ｓ４）を行うと、破砕されたガラス片は重力で落下するので、ガラス片を容易に太陽電池モジュールから分離することができる。

固定装置３２は、前処理用架台３１上の太陽電池モジュールの上方から圧力をかけて太陽電池モジュールを固定する。

前処理手段３３は、前処理用架台３１と固定装置３２とにより固定された太陽電池パネル１の外周に接着されているフレーム２を太陽電池パネル１から切断する。このとき、前処理手段３３は、少なくともフレーム２及びこのフレーム２を太陽電池パネル１に接着しているシール材３を太陽電池パネル１から分離する。前処理手段３３は、例えば、レーザー切断装置やウォータージェット切断装置等がこれに該当する。なお、前処理手段３３は、端子ボックス４、及び出力ケーブル５についても除去するのが望ましい。フレーム２、端子ボックス４、出力ケーブル５は、資源として再利用される。フレーム２及びシール材３が切り離された太陽電池パネル１は、搬送用ローラ２００により、センシング装置４００に搬送される。

以下、図５を用いて、センシング工程（Ｓ２）について説明する。センシング工程（Ｓ２）は、ガラス板１１の厚さを計測する工程である。図５は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置におけるセンシング装置の構成図である。センシング装置４００は、図５に示すように、フリーローラ２１、ばね４１、回転ローラ４２、及びセンシング手段４３から構成される。センシング装置４００は、ガラス板１１と封止材１３との境界面の位置を計測する。

フリーローラ２１は、太陽電池パネル１が載せられるローラであって、太陽電池パネル１が回転ローラ４２により搬送されることによって回転する。ばね４１は、回転ローラ４２を弾性的に支持している。ばね４１によって支持された回転ローラ４２は、センシング装置４００に搬送された太陽電池パネル１の上面に弾性的に接触する。そして、回転ローラ４２は太陽電池パネル１の搬送方向に回転して太陽電池パネル１を搬送する。

このように、回転ローラ４２とフリーローラ２１との間に太陽電池パネル１を挟み込むことで、太陽電池パネル１の上下方向の移動を抑制させながら、太陽電池パネル１を搬送させることができるので、後述するセンシング手段４３による計測の精度を向上させることが可能となる。

センシング手段４３は、フリーローラ２１上を移動する太陽電池パネル１のガラス板１１の厚みを計測する。センシング手段４３は、例えば、超音波を出力する超音波プローブがこれに該当する。超音波プローブは、出力した入射波Ａに対し、ガラス板１１の表面で反射した反射波Ｂと、ガラス板１１を透過してガラス板１１の裏面（ガラス板１１と封止材１３との界面）にて反射した反射波Ｃの到達時間の差によってガラス板１１の厚みを計測する。なお、超音波プローブは、ガラス板１１に接触して超音波Aを出力し、ガラス板１１の裏面に反射して戻ってくる超音波Cを受信し、その伝播時間からガラス板１１の厚さを算出してもよい。

センシング手段４３は、赤外線を出力する赤外線プローブでもよい。赤外線プローブは、照射した入射光Ａに対し、ガラス板１１の表面で反射した反射光Ｂと、ガラス板１１を透過してガラス板１１の裏面にて反射した反射光Ｃとの干渉によりガラス板１１の厚さを測定する。

破砕条件決定工程（Ｓ３）は、センシング工程（Ｓ２）で計測したガラス板１１の厚みの情報に基づいて、ガラス板１１の破砕条件Ｘを決定する工程である。破砕条件Ｘは、後述する破砕手段５３がガラス板１１を破砕する際の動作の条件を示す。具体的には、破砕条件決定手段（図示せず）は、センシング工程（Ｓ２）において計測されたガラス板１１の厚みから所定の厚みを減じた位置までガラス板１１を破砕するように破砕条件Ｘを決定する。所定の厚みは、任意の値であって、少なくとも後述する破砕手段５３が封止材１３を破砕しないように設定される。破砕条件決定手段は、本実施の形態のリサイクル装置を制御する制御装置（図示せず）の演算装置等がこれに該当する。

破砕条件Ｘは、例えば、破砕手段５３が後述する破砕用ローラ５３ｂである場合、破砕用ローラ５３ｂが動作する位置を決定する後述するエアシリンダ５３ａの設定高さがこれに該当する。また、破砕手段５３が後述するハンマー５３ｃである場合には、ハンマー５３ｃの可動域がこれに該当する。ここで、破砕手段５３の高さに関連する条件を可動範囲とする。すなわち、破砕手段５３は、少なくともガラス板１１と封止材１３との界面よりもガラス板１１側を破砕するような可動範囲で動作する必要がある。また、破砕条件Ｘには、破砕用ローラ５３ｂの回転数、ハンマー５３ｃの動作速度、及び破砕用ローラ５３ｂの回転数に関する情報を加えてもよい。

以下、図６を用いて、破砕工程（Ｓ４）について説明する。図６は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置におけるローラを有する破砕装置の構成図である。破砕工程（Ｓ４）は、破砕条件決定工程（Ｓ３）において決定された破砕条件Ｘに基づいて、ガラス板１１を破砕する工程である。図６に示すように、破砕装置５００は、フリーローラ２１、ばね５１、回転ローラ５２、及び破砕手段５３で構成される。

フリーローラ２１は、太陽電池パネル１が載せられるローラであって、太陽電池パネル１が回転ローラ５２により搬送されることによって回転する。ばね５１は、回転ローラ５２を弾性的に支持している。ばね５１によって支持された回転ローラ４２は、破砕装置５００に搬送されてきた太陽電池パネル１の上面に弾性的に接触する。そして、回転ローラ５２は、太陽電池パネル１の搬送方向に回転し、太陽電池パネル１を搬送する。

破砕手段５３は、破砕条件Ｘに基づいてガラス板１１を破砕する。破砕手段５３は、少なくとも破砕条件Ｘの可動範囲に基づいて、ガラス板１１と封止材１３との界面よりもガラス板１１側を破砕する。破砕されたガラス片１１ａは下方へ落下し、次工程に運ばれる。この時、ガラス板１１と封止材１３との界面付近のガラス片１１ｂは、封止材１３の接着力により、この封止材１３に接着して太陽電池パネル１から分離されない。

破砕手段５３は、例えば、図６に示した破砕用ローラ５３ｂがこれに該当する。また、破砕手段５３は、破砕用ローラ５３ｂに限られない。図７は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置におけるハンマーを有する破砕装置の構成図である。例えば、破砕手段５３は、図７に示すように、破砕条件決定工程（Ｓ３）にて決定された破砕条件Ｘにもとづいて動作するハンマー５３ｃであってもよい。

破砕手段５３は、複数設けられてもよい。図８は、実施の形態１に係る太陽電池モジュールリサイクル装置におけるローラ及びハンマーを有する破砕装置の構成図である。例えば、図８に示すように、破砕手段５３は、複数個の破砕用ローラ５３ｂもしくはハンマー５３ｃまたは複数個の破砕用ローラ５３ｂとハンマー５３ｃとを多段に組み合わせて構成されてもよい。

さらに、破砕手段５３は、突起５３Ｘ又は破砕刃５３Ｙを備えていてもよい。例えば、図９は、破砕工程におけるローラ及びハンマーの形態を示す図である。図９に示すように、破砕用ローラ５３ｂ及びハンマー５３ｃは、突起５３Ｘを備えたもの（図９（ａ）（ｆ））、破砕刃５３Ｙを備えたもの（図９（ｂ）（ｃ）（ｇ）（ｈ））、突起５３Ｘと破砕刃５３Ｙとを組み合わせたもの（図９（ｄ）（ｉ））、あるいは突起５３Ｘ及び破砕刃５３Ｙを備えないもの（図９（ｅ）（ｊ））であってもよい。破砕手段５３の種類は、ガラス板１１の厚さ、材質又は後述する選別工程の種類等を考慮して決定すればよい。

以上のように、本実施の形態に係る破砕工程（Ｓ４）は、計測したガラス板１１の厚みに基づいて、破砕手段５３を少なくともガラス板１１と封止材１３との界面よりもガラス板１１側を破砕するような可動範囲で動作させるので、破砕の際にガラス片１１ａにすりつけられる鉛成分や金属類の破片等の混入を低減することができる。したがって、有害物質や不純物の混入に対する品質基準の厳しい製品の材料（例えば、砂の代替物等）へのリサイクルに適用することが期待できる。

以下、図１０を用いて、選別・回収工程（Ｓ５）について説明する。図１０は、実施の形態１に係る、比重差選別における選別装置の構成図である。選別・回収工程（Ｓ５）は、選別装置６００により、破砕工程（Ｓ４）において破砕されたガラス片１１ａと異物１９を選別する工程である。ここでいう異物１９とは、太陽電池モジュールが使用されている中で付着したガラス板１１以外の物体や、本実施の形態のリサイクル方法の実施中に混入した金属成分等、ガラスのリサイクルを阻害する要因となる物質を指す。選別装置６００は、搬送用振動フィーダ６１、吸引装置６２、ガラス片回収箱６３ａから構成される。

搬送用振動フィーダ６１は、破砕装置５００で破砕されたガラス片１１ａ及び異物１９を搬送する。

吸引装置６２は、搬送用振動フィーダ６１上を流れるガラス片１１ａ及び異物１９が通過する際に比重の小さい異物１９を吸引する。すなわち、比重差選別により、破砕されたガラス片１１ａと異物１９とを選別する。

ガラス片回収箱６３ａは、搬送用フィーダ６１にて搬送されたガラス片１１ａを回収する。

なお、比重差選別は、吸引装置６２を使用した選別に限られず、例えば特定の比重を持つ液体等の中でガラス片１１ａ及び異物１９を選別する方法や、破砕されたガラス片１１ａ及び異物１９を加振することにより種類別に積層させて選別する方法等でもよい。

以上のように、選別・回収工程（Ｓ５）において、比重選別を用いれば、ガラス片１１ａと異物１９との比重差に基づいて、ガラス片１１ａを分離することができる。

選別・回収工程（Ｓ５）は、比重差選別に限らず、物体の大きさや形状の差異による選別、すなわち形状選別によって選別してもよい。図１１は、実施の形態１に係る形状選別における選別装置の構成図である。選別装置６００は、搬送用コンベア６４、篩６５、ベアリング６５ａ、篩駆動用モータ６５ｂ、ガラス片回収箱６３ａ、異物回収箱６３ｂから構成される。搬送用コンベア６４は、破砕工程（Ｓ４）で破砕されたガラス片１１ａ及び異物１９を搬送する。篩６５は、搬送用コンベア６４の下流に設けられる。篩６５は、円筒状に形成され、一種類もしくは複数種類の貫通穴が開けられている。また、篩６５は、ベアリング６５ａと篩駆動用モータ６５ｂとに支持されている。篩駆動用モータ６５ｂは、電力により篩６５を回転させる。篩６５は、例えばトロンメルがこれに該当する。搬送用コンベア６４で搬送されたガラス片１１ａ及び異物１９は、下流で篩６５に投入される。篩６５は、所望する形状以外の破砕されたガラス片１１ａ及び異物１９を貫通穴より異物回収箱６３ｂに落下する。また、篩６５は、所望の大きさの破砕されたガラス片１１ａをガラス片回収箱６３ａに落下する。

篩６５は、複数設けられてもよい。複数種類の篩６５を用いる場合、篩６５は、貫通穴の形状及び大きさが同一種類のものでもよいし、貫通穴の形状及び大きさが異なるものであってもよい。なお、篩６５は形状差により選別できればよく、トロンメルに限定されるものではない。

以上のように、選別・回収工程（Ｓ５）において、形状選別を用いれば、ガラス片１１ａと異物１９との形状の違いに基づいて、ガラス片１１ａを分離することができる。さらに、形状選別によれば、ガラス片１１ａの大きさを分類することも可能である。

選別・回収工程（Ｓ５）は、光学的な差異、例えば色調の違い等によって物体を選別する光学選別によって選別してもよい。図１２は、実施の形態１に係る光学選別における選別装置の構成図である。選別装置６００は、搬送用コンベア６４、異物識別用カメラ６６、エアガン６７、ガラス片回収箱６３ａ、及び異物回収箱６３ｂから構成される。異物識別用カメラ６６は、搬送用コンベア６４上に設けられる。また、異物識別用カメラ６６は、搬送用コンベア６４により搬送される破砕されたガラス片１１ａ及び異物１９を撮像し、異物１９を認識する。搬送用コンベア６４は、破砕されたガラス片１１ａと異物１９を搬送した運動エネルギーと重力によって放物運動を行なわせる。エアガン６７は、異物識別用カメラ６６によって予め認識され放物運動を行なっている異物１９を空気の噴射により落下させる。落下した異物１９は、異物回収箱６３ｂに回収される。放物運動が中断されなかった破砕されたガラス片１１ａは、ガラス片回収箱６３ａに回収される。

以上のように、選別・回収工程（Ｓ５）では、光学選別を用いれば、ガラス片１１ａと異物１９との光学特性の違いに基づいて、ガラス片１１ａを分離することができる。

選別・回収工程（Ｓ５）は、磁性の違いによって物体を選別する磁力選別によって選別してもよい。図１３は、実施の形態１に係る磁力選別における選別装置の構成図である。選別装置６００は、搬送用コンベア６４、磁石６８、ガラス片回収箱６３ａを備える。磁石６８は、搬送用コンベア６４上に設けられ、搬送用コンベア６４上を流れる破砕されたガラス片１１ａ及び異物１９のうち、磁性をもつ異物１９を磁着する。磁着されなかったガラス片１１ａは、さらに搬送用コンベア６４によって搬送され、ガラス片回収箱６３ａに回収される。

以上のように、選別・回収工程（Ｓ５）において、磁力選別を用いれば、ガラス片１１ａと異物１９とを磁性の違いに基づいて分離することができる。

選別・回収工程（Ｓ５）は、電気特性の違い等によって物体を選別する渦電流選別によって選別してもよい。図１４は、実施の形態１に係る渦電流選別における選別装置の構成図である。渦電流選別において、選別装置６００は新たに渦電流選別装置６４ａを備える。渦電流選別装置６４ａは、搬送用コンベア６４内に設置される。また、渦電流選別装置６４ａは、内部に磁石（図示せず）を有する。この磁石は、近傍を通過するガラス片１１ａ及び異物１９のうち、導電性を持つ異物１９に渦電流を発生させる。また、渦電流が発生した異物１９は、その渦電流によって磁界を発生する。磁石が発生した磁界と異物１９が発生した磁界は反発作用を起こすので、搬送用コンベア６４により搬送された異物１９は、磁石から離れる方向、すなわち水平方向に放物運動を開始し、異物回収箱６３ｂに回収される。渦電流が発生しなかったガラス片１１ａは搬送用コンベア６４による搬送が終了すると自由落下し、ガラス片回収箱６３ａに回収される。なお、ガラスは一般的に常温下では導電性が極端に低いとされている。

以上のように、選別・回収工程（Ｓ５）では、渦電流選別を用いれば、導電特性の違いに基づいて、ガラス片１１ａを分離することができる。

本実施の形態に係る太陽電池モジュールリサイクル方法及びリサイクル装置において、選別・回収工程（Ｓ５）は、比重差選別、形状選別、光学選別、磁力選別、渦電流選別のいずれかより選択して実施されるのみならず、図１０から図１４に示した選別方法の一部又は全部を組み合わせて実施してもよい。

なお、選別・回収工程（Ｓ５）は、破砕工程（Ｓ４）が終了した時点で、所望のガラスの純度等のリサイクル条件を満たしている場合は、ガラスの選別については省略してもよい。その場合、破砕工程（Ｓ４）で破砕されたガラス片１１ａはガラス片回収箱６３ａ等に回収される。

選別・回収工程（Ｓ５）によって回収されたガラス片１１ａは、様々な製品や物品に適用できるリサイクル材の原料として利用される。ガラス片１１ａを原料としたリサイクル材とは、例えば、ガラス片１１ａを溶融して板状に成形したガラス板、ガラス片１１ａを溶融して繊維化したグラスウール、ガラス片１１ａを混ぜ合わせた路盤材、ガラス片１１ａの粒径を調整して砂状にしたガラス砂等である。

一方、選別・回収工程（Ｓ５）によりガラス片１１ａが分離された後の異物１９と、破砕工程（Ｓ４）によりガラス板１１を破砕した後に残る構造物（太陽電池素子１４、インターコネクタ１５、電極線１６等を含むもの）は、ガラス片１１ａとは別に回収される。この回収物は、ガラス片１１ａを分離したことで、一定量の回収物に占めるガラス材の割合が小さくなり、銀等の高価値の金属類の割合が大きい回収物となる。そして、この回収物を金属精錬することによって銀等の金属がそれぞれ回収される。

以上のように、本実施の形態に係る太陽電池モジュールリサイクル方法及びリサイクル装置は、ガラス板と太陽電池素子１４とが封止材１３を介して積層される太陽電池モジュールのガラス板１１の厚さを測定し、測定した厚さに基づいて、ガラス板１１と封止材１３との界面よりもガラス板１１側を破砕するように破砕手段５３の可動範囲を決定するので、分離したガラス片１１ａに付着する異物１９を低減することができる。

さらに、本実施の形態に係る太陽電池モジュールのリサイクル方法及びリサイクル装置は、選別・回収工程（Ｓ５）において、ガラス片１１ａと異物１９とを選別する選別工程を実行することにより、ガラス片１１ａの回収を効率的に行なうことができる。

１ 太陽電池パネル、２ フレーム、３ シール材、４ 端子ボックス、５ 出力ケーブル、１１ ガラス板、１１ａ 破砕されたガラス片、１１ｂ、封止材に接着したガラス片、１２ バックシート、１３ 封止材、１４ 太陽電池素子、１５ インターコネクタ、１６ 電極線、１９ 異物、２１ フリーローラ、３１ 前処理用架台、３２ 太陽電池パネル固定装置、３３ 前処理手段、４１、５１ ばね、４２、５２ 回転ローラ、４３ センシング手段、５３ 破砕手段、５３ａ エアシリンダ、５３ｂ 破砕用ローラ、５３ｃ ハンマー、５３Ｘ 突起、５３Ｙ 破砕刃、６１ 搬送用振動フィーダ、６２ 吸引装置、６３ａ ガラス片回収箱、６３ｂ 異物回収箱、６４ 搬送用コンベア、６４ａ 渦電流選別装置、６５ 篩、６５ａ ベアリング、６５ｂ 篩駆動用モータ、６６ 異物識別用カメラ、６７ エアガン、６８ 磁石、２００ 搬送用ローラ、３００ 前処理装置、４００ センシング装置、５００ 破砕装置、６００ 選別装置、７００ 回収装置

Claims (14)

1. ガラス板と太陽電池素子とが封止材を介して積層された太陽電池モジュールのリサイクル方法であって、
   前記ガラス板の厚みを測定するセンシング工程と、
   前記センシング工程で測定した前記ガラス板の厚みの情報に基づいて、前記太陽電池モジュールの前記ガラス板を破砕する破砕手段の可動範囲を決定する破砕条件決定工程と、
   前記破砕条件決定工程で決定された前記可動範囲で前記破砕手段を動作させ、前記ガラス板を破砕する破砕工程と、
   前記破砕工程で破砕された前記ガラス板のガラス片を回収する回収工程と、
   を有する太陽電池モジュールリサイクル方法。
2. 前記センシング工程は、前記ガラス板に超音波を出力し、前記ガラス板と前記封止材との界面で反射した超音波を用いて、前記ガラス板の厚さを測定することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
3. 前記センシング工程は、前記ガラス板に赤外線を照射し、前記ガラス板の表面で反射した赤外線と、前記ガラス板を通過して前記ガラス板と前記封止材との界面で反射した赤外線とを用いて、前記ガラス板の厚さを測定することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
4. 前記破砕工程と前記回収工程との間に、さらに前記ガラス片と異物とを選別する選別工程を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
5. 前記選別工程は、前記ガラス片と前記異物とを比重差によって選別することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
6. 前記選別工程は、前記ガラス片と前記異物とを形状の違いによって選別することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
7. 前記選別工程は、前記ガラス片と前記異物とを光学特性の違いによって選別することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
8. 前記選別工程は、前記ガラス片と前記異物とを磁性の違いによって選別することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
9. 前記選別工程は、前記ガラス片と前記異物とを導電特性の違いに基づいて選別することを特徴とする請求項４に記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
10. 前記破砕手段は、破砕用のローラであって、
    前記破砕条件決定工程は、さらに前記センシング工程で測定した前記ガラス板の厚みの情報に基づいて前記ローラの回転数を決定し、
    前記破砕工程は、前記破砕条件決定工程で決定された前記回転数で前記ローラを動作させることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
11. 前記破砕手段は、破砕用のハンマーであって、
    前記破砕条件決定工程は、さらに、前記センシング工程で測定した前記ガラス板の厚みの情報に基づいて前記ハンマーの動作速度を決定し、
    前記破砕工程は、前記破砕条件決定工程で決定された前記動作速度で前記ハンマーを動作させることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の太陽電池モジュールリサイクル方法。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の太陽電池モジュールリサイクル方法で回収されたガラス片を原料としたリサイクル材。
13. ガラス板と太陽電池素子とが封止材を介して積層された太陽電池モジュールのリサイクル装置であって、
    前記ガラス板の厚みを測定するセンシング手段と、
    前記ガラス板を破砕する破砕手段と、
    前記センシング手段で測定した前記ガラス板の厚みの情報に基づいて、前記破砕手段の可動範囲を決定する破砕条件決定手段と、
    前記破砕手段により破砕された前記ガラス板のガラス片を回収する回収手段と、
    を備え、
    前記破砕手段は、前記破砕条件決定手段によって決定された前記可動範囲で動作し、前記ガラス板を破砕することを特徴とする太陽電池モジュールリサイクル装置。
14. 前記破砕手段により破砕されたガラス片と異物とを選別する選別手段を備える請求項１３に記載の太陽電池モジュールリサイクル装置。

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