JP2016036756A - 太陽電池モジュールのリサイクル方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設置場所からの太陽電池モジュールの運搬効率の良い太陽電池モジュールのリサイクル方法を提供。【解決手段】太陽電池モジュールを設置場所から取り外す取り外し工程と、前記太陽電池モジュールを、前記設置場所において、モジュール本体と、フレームとに分離する分離工程と、前記モジュール本体を積み重ねた積層体を搬送するモジュール本体搬送工程と、前記フレームを搬送するフレーム搬送工程と、を含む太陽電池モジュールのリサイクル方法である。【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に関する。

従来から、太陽の光を利用し、光起電力により電力を発電する太陽電池モジュール（ソーラーモジュール）が、広く一般に用いられている。前記太陽電池モジュールは、太陽光を受光して、発電するため、屋外に設置する必要がある。そのため、前記太陽電池モジュールには、雨、風などの自然環境に対する耐久性が求められる。前記太陽電池モジュールは、通常考えられる気象条件においては、ある程度の耐久性を有しているが、台風などの自然災害時に、不意に破損してしまうことがある。また、経年劣化した前記太陽電池モジュールも同様に、配線が劣化してしまうことによる故障、及び前記太陽電池モジュールの積層状態の不具合などの故障が発生してしまったり、前記太陽電池モジュールのモジュール本体の起電力が低下する可能性がある。そこで、破損してしまった前記太陽電池モジュール、及び経年劣化した前記太陽電池モジュールは、新しい前記太陽電池モジュールと取り替え、取り替えられた使用後の前記太陽電池モジュールはリサイクルされる。

前記太陽電池モジュールのリサイクルとしては、例えば、前記太陽電池モジュールが含有する有用金属、有害金属などを効率よく分別回収する技術として、ガラス基板から金属成分を含有する層状構造体だけを分離する金属製ローラーブラシと、分離した層状構造体を回収する分別回収手段とを有する太陽電池パネルのリサイクル装置が提案されている（特許文献１参照）。
また、前記太陽電池モジュールにおいて、モジュール本体から裏面保護材を分離させてリサイクルする技術として、破砕工程と、軟化工程と、分離工程と、粉砕工程と、を含むリサイクル方法が提案されている（特許文献２参照）。

しかし、前記太陽電池モジュールは、前記モジュール本体に枠体（以下、フレームと称することもある）が備えられており、前記枠体を備えるため、前記太陽電池モジュールを積み込んで運搬する際に、前記太陽電池モジュール同士を積み重ねると、積み重ねられた前記太陽電池モジュールの間に、前記枠体による大きな隙間ができてしまい、搬送効率が悪いという欠点がある。特に古い前記太陽電池モジュールは、枠体が大きい構造が一般的であり、近年リサイクルされる経年劣化した前記太陽電池モジュールでは、特に搬送効率が悪いという欠点がある。

したがって、設置場所からの太陽電池モジュールの運搬効率の良い太陽電池モジュールのリサイクル方法の提供が望まれている。

特開２０１４−５４５５９３号公報 特開２０１１−１７３０９９号公報

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、設置場所からの太陽電池モジュールの運搬効率の良い太陽電池モジュールのリサイクル方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 太陽電池モジュールを設置場所から取り外す取り外し工程と、
前記太陽電池モジュールを、前記設置場所において、モジュール本体と、フレームとに分離する分離工程と、
前記モジュール本体を積み重ねた積層体を搬送するモジュール本体搬送工程と、
前記フレームを搬送するフレーム搬送工程と、
を含むことを特徴とする太陽電池モジュールのリサイクル方法である。
＜２＞ 前記モジュール本体が、少なくとも片面に樹脂シートを有してなり、前記モジュール本体搬送工程で、前記モジュール本体を積み重ねた前記積層体における、最下面及び最上面が、前記樹脂シートを有する面となるように配置される前記＜１＞に記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法である。
＜３＞ 前記積層体が、前記モジュール本体を３０枚以上７０枚未満積層してなる、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法である。

本発明によると、従来における問題を解決することができ、設置場所からの太陽電池モジュールの運搬効率の良い太陽電池モジュールのリサイクル方法を提供することができる。

図１は、太陽電池モジュールの構造の一例を示す概略断面図である。 図２は、本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法の一例を示すフロー図である。 図３は、モジュール本体運搬工程における、モジュール本体の別の積み方を示す説明図である。

（太陽電池モジュールのリサイクル方法）
本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法は、取り外し工程と、分離工程と、モジュール本体搬送工程と、フレーム搬送工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。

＜太陽電池モジュールの構造＞
まず、図１を用いて本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法に用いられる太陽電池モジュール１０の構造の一例について説明する。図１は、太陽電池モジュール１０の構造の一例を示す概略断面図である。なお、本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法は、太陽電池モジュールの構造に制限なく用いることができる。
図１に示す太陽電池モジュール１０は、最下層から、バックシート２０、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニルコポリマー）シート３０、太陽電池セル４０、ＥＶＡシート３０、ガラス基板５０の順で積層されており、更に必要に応じてその他の部材を有する。前記積層構造は、フレーム６０によって外側から固定されている。

バックシート２０は、前記樹脂シートのうちの一つである、複数の層からなるラミネートフィルムである。バックシート２０は、太陽電池モジュール１０が長期間湿気にさらされても影響がないように、最下層に配置される。

ＥＶＡシート３０は、前記樹脂シートのうちの一つである、前記太陽電池セルを封止するシートであり、透明性、柔軟性、接着性、引張強度、及び耐候性に優れたシートである。図１に示す太陽電池モジュール１０は、太陽電池セル４０を表裏面から挟み、太陽電池セル４０を封止している。また、接着性を有しているため、バックシート２０及びガラス基板５０と確実に接着することができる利点がある。

太陽電池セル４０は、光起電力を用いて、太陽光により電力を発生させる。太陽電池セル４０は、太陽電池モジュール１０内に、直列及び並列に配置されている。図１では図示を省略しているが、各前記太陽電池セル４０は、それぞれが導電材などで接続されている。

ガラス基板５０は、板状の強化ガラスであり、太陽電池セル４０が太陽光を受光する側の最も外側に積層される。ガラス基板５０は、太陽光を、太陽電池セル４０が受光できるように透明である必要があり、更に、外側に積層されるため、熱、圧、酸などの耐久性を有しているものが好適に使用される。

フレーム６０は、前記積層構造を固定する枠体であり、前記積層構造の端部を覆うように固定する。フレーム６０の固定方法としては、例えば、ボルトやネジなどで螺合させて固定する方法、及び接着して固定する方法が一般的である。フレーム６０の材質としては、様々な材質が用いられており、代表的なものとしてアルミ製のものが挙げられる。

前記その他の部材としては、例えば、端子ボックスや、太陽電池セル同士を繋ぐ導電材などが挙げられる。
なお、多くの太陽電池モジュール１０の質量比率は、前記フレームが全体の５質量％〜３０質量％を占め、前記モジュール本体を含むそれ以外の部分が７０質量％〜９５質量％を占める。

次に、本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法について詳細に説明する。

＜取り外し工程＞
前記取り外し工程は、設置されている前記太陽電池モジュールを、取り外す工程である。前記太陽電池モジュールの取り外し方については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記太陽電池モジュールは、設置するために支柱金具などの支持具によって、固定されているので、取り外して後述する分離工程を行う。

＜分離工程＞
前記分離工程は、前記太陽電池モジュールを、前記太陽電池モジュールの前記設置場所、つまり前記取り外し工程を行った場所において、前記フレームと、前記モジュール本体とに分離する工程である。
ここで、前記設置場所とは、例えば、個人宅、ビル、ソーラーファーム、ソーラーパーク、メガソーラーなど、太陽電池モジュールが設置されている場所のことを言う。なお、前記分離工程を行う場所としては、前記設置場所近傍であってもよい。

従来は、前記太陽電池モジュールを前記モジュール本体のリサイクル施設まで搬送し、そこで、前記フレームと前記モジュール本体とに分離していた。分離した前記フレームは、別の前記フレームのリサイクル施設まで搬送し、リサイクル処理を行っていた。
本発明においては、従来とは異なり、前記太陽電池モジュールが設置されている場所で、前記太陽電池モジュールを取り外し、前記フレームと前記モジュール本体とに分離する。これにより、前記フレームのリサイクル処理と前記モジュール本体のリサイクル処理とに分けて、効率良くリサイクル処理を行うことができる。

前記太陽電池モジュールを分離（解体）する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フレームと前記モジュール本体とが、ネジ及びボルトなどで螺合されている場合は、前記螺合を解除し、分離（解体）する。前記フレームと前記モジュール本体とが、接着されている場合は、前記接着を剥がし、分離（解体）する。前記フレームと、前記モジュール本体とは、完全に分離されていることが好ましいが、前記太陽電池モジュールの組み立て方によっては、前記フレームと前記モジュール本体とを分離（解体）できないことがある。その際には、前記モジュール本体を、前記フレームの近傍で切断してもよい。前記切断する方法としては、特に制限はなく、公知の切断方法を適用することができる。
なお、前記モジュール本体に、その他の部材が装着されている場合は、前記分離工程において分離（解体）される。

＜モジュール本体搬送工程＞
前記モジュール本体搬送工程は、前記モジュール本体を積み重ねた積層体を搬送する工程である。前記モジュール本体の前記積層体を搬送する際の運搬方法、運搬手段などについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記モジュール本体は平板であるため、積み重ねて前記積層体として搬送する。通常、使用前のガラス板などを搬送する際には、前記ガラス板同士が傷つかないように、間隔を空けて搬送するため、積み重ねるとしても、前記ガラス板同士が接触しないように隙間を設けて搬送しなければならない。前記隙間を設けない状態で前記ガラス板を積み重ねた場合、前記ガラス板同士が傷つけ合う可能性があるだけでなく、前記ガラス板同士の間に水分が付着した場合、水の表面張力により、前記ガラス板同士が密着して剥がれなくなる虞がある。
しかし、本発明では、使用後の前記モジュール本体の前記積層体を搬送するため、積み重ねた前記モジュール本体が互いに傷つけあっても問題はない。また、前記モジュール本体の少なくとも片面に樹脂シートを有しているので、前記モジュール本体を積み重ねても、ガラス面同士が密着して剥がれなくなる虞がない。

前記モジュール本体の積み重ね方としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記モジュール本体の少なくとも片面に樹脂シートを有している構造の前記モジュール本体を積み重ねる場合は、前記モジュール本体の前記樹脂シート側を、下面又は上面となるように統一して積み重ねることにより、前記モジュール本体のガラス基板に接しているのが別の前記モジュール本体の前記樹脂シートであるため、前記モジュール本体同士が密着することなく、１枚毎に簡単に持ち上げることができる。また、前記モジュール本体のガラス基板の少なくとも片面に樹脂シートを有し、前記モジュール本体のガラス基板が前記モジュール本体の片面の表面に積層されている構造の前記モジュール本体を積み重ねる場合、前記積層体の最下面及び最上面に積み重ねる前記モジュール本体については、前記ガラス面側が、内側となるように重ねることにより、前記積層体の前記最下面及び前記最上面が前記樹脂シートで覆われるため、耐衝撃性が向上する。

前記積層体における前記モジュール本体の積層枚数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３０枚以上が好ましく、３０枚以上７０枚未満がより好ましい。７０枚を超えると、前記積層体の重量が１ｔを超える虞があり、運搬に支障をきたす可能性がある。従来の太陽電池モジュールは、前記フレームの厚みが３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度であり、そのうちの前記モジュール本体の厚みは、４．４ｍｍ〜７．６ｍｍ程度である。つまり、前記フレームを装備した前記太陽電池モジュールを積層すると、積み重ねた前記太陽電池モジュールの互いの前記モジュール本体の間に２２．４ｍｍ〜４５．６ｍｍ程度の隙間が生じる。これに対し、本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法によれば、前記太陽電池モジュールの前記フレームと前記モジュール本体とを分離してから別々に運搬するため、積み重ねた前記モジュール本体の前記隙間を考慮する必要がなく、従来の前記隙間の分だけ多く搬送することができる。
前記モジュール本体の前記積層体の運搬手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トラックなどの車による輸送など、公知の運搬手段を用いることができる。なお、前記モジュール本体の前記積層体の搬送先としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記モジュール本体のリサイクル施設などが挙げられる。

＜フレーム搬送工程＞
前記フレーム搬送工程は、前記フレームを搬送する工程である。
前記フレームの運搬方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記フレームの運搬手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トラックなどの車による輸送など、公知の運搬手段を用いることができる。なお、前記フレームの搬送先としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記フレームのリサイクル施設などが挙げられる。

＜その他の工程＞
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、洗浄工程、金属回収工程などが挙げられる。

次に、図面を用いて本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法について詳細に説明する。
図２は、本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法の一例を示すフロー図である。図３は、モジュール本体運搬工程における、モジュール本体の別の積み方を示す説明図である。
本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法は、図２で示すように、前記取り外し工程を行う。次に、前記分離工程を行い、前記モジュール本体と、前記フレームとに分離する。次に、前記モジュール本体は、積み重ねた前記積層体として運搬する。同時に、前記フレームも運搬する。なお、図３に示すように、最下面と最上面の前記モジュール本体が、樹脂シートが積層された面が外側となり、ガラス基板５０が内側となるように積み重ねた前記積層体としてもよい。

本発明の太陽電池モジュールのリサイクル方法は、上述した方法により前記太陽電池モジュールをリサイクル処理するため、前記太陽電池モジュールをリサイクル処理する施設等に運搬する際に、運搬効率を良くすることができる。また、前記太陽電池モジュールを分離、及び解体してから運搬するので、前記太陽電池モジュールの中でも、一番重量比率が高い前記モジュール本体を積層させて、安定した状態で運搬することが可能となる利点がある。更に、前記フレームと前記モジュール本体とを分離してから運搬することにより、それぞれが別のリサイクル施設で処理する際には、設置場所から直接、それぞれのリサイクル施設に運搬することができる。

１０ 太陽電池モジュール
２０ バックシート
３０ ＥＶＡシート
４０ 太陽電池セル
５０ ガラス基板
６０ フレーム

Claims (3)

1. 太陽電池モジュールを設置場所から取り外す取り外し工程と、
   前記太陽電池モジュールを、前記設置場所において、モジュール本体と、フレームとに分離する分離工程と、
   前記モジュール本体を積み重ねた積層体を搬送するモジュール本体搬送工程と、
   前記フレームを搬送するフレーム搬送工程と、
   を含むことを特徴とする太陽電池モジュールのリサイクル方法。
2. 前記モジュール本体が、少なくとも片面に樹脂シートを有してなり、前記モジュール本体搬送工程で、前記モジュール本体を積み重ねた前記積層体における、最下面及び最上面が、前記樹脂シートを有する面となるように配置される請求項１に記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。
3. 前記積層体が、前記モジュール本体を３０枚以上７０枚未満積層してなる、請求項１から２のいずれかに記載の太陽電池モジュールのリサイクル方法。

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