JP2017140580A - 透明カバー層分離回収方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 リサイクル対象太陽電池パネル1のカバーガラス層などの透明カバー層2に対し、同透明カバー層2と同じ材質のガラスビーズなどの投射材Bを、高圧エアーなどの噴射流体Aを伴って投射し、該透明カバー層2下の太陽電池層3が露出するまで、該透明カバー層2を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネル1から分離した透明カバー粉砕物Rを、それに混在する投射材B諸共回収するようにした透明カバー層分離回収方法である。
【選択図】 図3
Description
太陽光発電システムは、地球温暖化や異常気象の原因とされる二酸化炭素の排出量削減や、省エネ意識の高まりに伴い、現在、急速に普及しており、今後、太陽電池モジュールのリサイクル需要が拡大する場合に備え、各メーカー毎に構造、材質が異なる太陽電池モジュールに対応可能な汎用リサイクル処理技術の開発を進める必要があり、リサイクル処理の効率化を求める意味から、自動化が可能な一貫処理設備を実現化するのが最も望ましいと言える。
こうした状況を反映し、その打開策となるような提案もこれまでに散見されない訳ではない。
例えば、下記の特許文献1(1)に提案されているものに代表されるように、傾斜状態になった回転炉内に合わせガラスを載置して、回転炉を回転させつつ、ガラスの軟化温度以下の温度によって合わせガラスを加熱し、回転炉の回転によって両ガラス板間には剪断力が作用しており、中間膜が溶融すると各ガラス板同士がずれた状態となり、その結果、中間膜は、ガラス板から露出した状態になり、中間膜がさらに加熱されることによって、中間膜は、効率よく完全燃焼し、ガラス成分を回収するようにした技術や、同特許文献1(2)に見られるような、LCD(Liquid Crystal Display)を粉砕せずに炉に入れて酸素の無い状態で加熱する熱分解・ガス化溶融処理工程と、熱分解・ガス化溶融されたLCDからガラス基板を分離する工程と、ガラス基板にサンドブラスト処理を施して不純物を剥離除去させる工程と、ガラス基板を粉砕する工程と、洗浄する工程とを有し、サンドブラストによってガラス基板からすべての不純物を一度に剥離・除去することができ、回収されるガラスの純度を向上させることができるようにするLCDからのガラス回収技術がある。
上述したとおり、従前までに提案のある各種ガラス回収技術は、何れもガラス板に付着した不純物を除去するのに、大量の熱エネルギーや、化学薬品類を必要とし、環境への負荷が大きく、処理コストの削減が困難なものや、太陽電池モジュール特有の構造故、既存のプラズマディスプレイパネルなどの表示装置のリサイクル処理技術をそのまま採用することができないという課題を残すものであって、メーカー各社毎に構造の異なる複数種類の太陽電池モジュールから、太陽電池部封止用のEVA製などの封止剤と強固に一体化したカバーガラスを効率的に分離、回収する技術は、これまで開発されておらず、今後増加が見込まれる廃棄太陽電池モジュールのリサイクル処理を効率化するための技術について、更なる改善の必要性を痛感するに至ったものである。
そこで、この発明は、メーカー各社毎に構造が異なる多様な太陽電池モジュールであっても、1つの処理技術によってカバーガラスのガラス成分を効率的に分離、回収およびリサイクル利用可能とする新たなリサイクル処理技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の透明カバー層分離回収方法を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の透明カバー層分離回収方法は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、リサイクル対象太陽電池パネルの透明カバー層に対し、同透明カバー層と同じ材質の投射材を、噴射流体と共に投射し、該透明カバー層下の太陽電池層が露出するまで、該透明カバー層を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネルから分離した透明カバー粉砕物を、それに混在する投射材諸共回収してリサイクル利用するようにした、構成を要旨とする透明カバー層分離回収方法である。
リサイクル対象太陽電池モジュールは、老朽化や破損など様々な理由によって撤去や廃棄することとなった太陽電池モジュールであり、太陽電池部を封止剤で封止した太陽電池層に透明カバー層を積層してなる発電パネルに、バックシートや外枠を装着したものであり、例えば、結晶Si系、CIS系、薄膜Si系、その他の型式のものということができる。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
に対し、同透明カバー層2と同じ材質の投射材Bを、噴射流体Aを伴って投射し、該透明カバー層2下の太陽電池層3が露出するまで、該透明カバー層2を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネル1から分離した透明カバー粉砕物Rを、それに混在する投射材B諸共回収するようにした、この発明の透明カバー層分離回収方法における代表的な一実施例を示すものである。
以上のとおりの構成からなるこの発明の透明カバー層分離回収方法は、図8ないし図10に示すように、リサイクル対象太陽電池モジュールMから外枠10を取り外して発電パネル1とすると共にバックシート11を分離した後、図1、図3および図11に示すように、透明カバー層分離回収装置5に供給し、発電パネル本体1カバーガラス層2に向けて、#20(粒度範囲1000〜710μm)および#30(粒度範囲710〜500μm)の少なくとも一方のガラスビーズからなる投射材Bを、圧縮空気である高圧エアーAを伴って投射(a)し、カバーガラス層2を粉砕、分離(b)し、太陽電池層3における封止剤30が露出するまで、該ショットブラスト加工を継続(c)し、カバーガラス粉砕物Rを回収ガラス粉砕物Rおよび回収ガラスカレットRとして回収(d)し、リサイクル処理する(e)するものとする。
叙述の如く、この発明の透明カバー層分離回収方法は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、従前までの技術であれば、加熱熔解や化学薬品を利用した溶解、機械的破砕などの後に、素材毎に分離、回収しなければならなかったが、ショットブラスト技術の採用によって素材を選択的に分離、回収可能としたから、リサイクル処理の作業工数および処理コストを大幅削減することができ、しかもシステムの製造および設置も容易で、ランニングコストを格段に抑制できるものとなるから、産業廃棄物処理業界やリサイクル業界はもとより、廃棄太陽電池モジュールの有効なリサイクル処理を希望する太陽光発電業界や太陽電池モジュール販売・設置業界、および、資材の安定供給を求める製造業界においても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
1 太陽電池パネル
10 同 外枠
11 同 バックシート
2 カバーガラス層
3 太陽電池層
30 同 封止剤
4 太陽電池部
40 同 太陽電池セル(素子)、(薄膜太陽電池デバイス、デバイス部)
41 同 基板ガラス
5 透明カバー層分離回収装置
B 投射材
50 同 タンク(加圧タンク)
51 同 直圧弁
52 同 ブラストノズル
53 同 ブラストホース
54 同 コンプレッサー
55 同 エアホース
56 同 ブラストブース
A 高圧エアー
D 塵埃
R 回収有価物(回収ガラス粉砕物(ガラス破片)、回収ガラスカレット)
太陽光発電システムは、地球温暖化や異常気象の原因とされる二酸化炭素の排出量削減や、省エネ意識の高まりに伴い、現在、急速に普及しており、今後、太陽電池モジュールのリサイクル需要が拡大する場合に備え、各メーカー毎に構造、材質が異なる太陽電池モジュールに対応可能な汎用リサイクル処理技術の開発を進める必要があり、リサイクル処理の効率化を求める意味から、自動化が可能な一貫処理設備を実現化するのが最も望ましいと言える。
こうした状況を反映し、その打開策となるような提案もこれまでに散見されない訳ではない。
例えば、下記の特許文献1(1)に提案されているものに代表されるように、傾斜状態になった回転炉内に合わせガラスを載置して、回転炉を回転させつつ、ガラスの軟化温度以下の温度によって合わせガラスを加熱し、回転炉の回転によって両ガラス板間には剪断力が作用しており、中間膜が溶融すると各ガラス板同士がずれた状態となり、その結果、中間膜は、ガラス板から露出した状態になり、中間膜がさらに加熱されることによって、中間膜は、効率よく完全燃焼し、ガラス成分を回収するようにした技術や、同特許文献1(2)に見られるような、LCD(Liquid Crystal Display)を粉砕せずに炉に入れて酸素の無い状態で加熱する熱分解・ガス化溶融処理工程と、熱分解・ガス化溶融されたLCDからガラス基板を分離する工程と、ガラス基板にサンドブラスト処理を施して不純物を剥離除去させる工程と、ガラス基板を粉砕する工程と、洗浄する工程とを有し、サンドブラストによってガラス基板からすべての不純物を一度に剥離・除去することができ、回収されるガラスの純度を向上させることができるようにするLCDからのガラス回収技術がある。
上述したとおり、従前までに提案のある各種ガラス回収技術は、何れもガラス板に付着した不純物を除去するのに、大量の熱エネルギーや化学薬品類を必要とし、環境への負荷が大きく、処理コストの削減が困難なものや、太陽電池モジュール特有の構造故、既存のプラズマディスプレイパネルなどの表示装置のリサイクル処理技術をそのまま採用することができないという課題を残すものであって、メーカー各社毎に構造の異なる複数種類の太陽電池モジュールから、太陽電池部封止用のEVA製などの封止剤と強固に一体化したカバーガラスを効率的に分離、回収する技術は、これまで開発されておらず、今後増加が見込まれる廃棄太陽電池モジュールのリサイクル処理を効率化するための技術について、更なる改善の必要性を痛感するに至ったものである。
そこで、この発明は、メーカー各社毎に構造が異なる多様な太陽電池モジュールであっても、1つの処理技術によってカバーガラスのガラス成分を効率的に分離、回収およびリサイクル利用可能とする新たなリサイクル処理技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の透明カバー層分離回収方法を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の透明カバー層分離回収方法は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、リサイクル対象太陽電池パネルの透明カバー層に対し、同透明カバー層と同じ材質の投射材を、噴射流体と共に投射し、該透明カバー層下の太陽電池層が露出するまで、該透明カバー層を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネルから分離した透明カバー粉砕物を、それに混在する投射材諸共回収してリサイクル利用するようにした構成を要旨とする透明カバー層分離回収方法である。
リサイクル対象太陽電池モジュールは、老朽化や破損など様々な理由によって撤去や廃棄することとなった太陽電池モジュールであり、太陽電池部を封止剤で封止した太陽電池層に透明カバー層を積層してなる発電パネルに、バックシートや外枠を装着したものであり、例えば、結晶Si系、CIS系、薄膜Si系、その他の型式のものということができる。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
に対し、同透明カバー層2と同じ材質の投射材Bを、噴射流体Aを伴って投射し、該透明カバー層2下の太陽電池層3が露出するまで、該透明カバー層2を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネル1から分離した透明カバー粉砕物Rを、それに混在する投射材B諸共回収するようにした、この発明の透明カバー層分離回収方法における代表的な一実施例を示すものである。
以上のとおりの構成からなるこの発明の透明カバー層分離回収方法は、図8ないし図10に示すように、リサイクル対象太陽電池モジュールMから外枠10を取り外して発電パネル1とすると共に、図1、図3および図11に示すように、透明カバー層分離回収装置5に供給し、発電パネル本体1カバーガラス層2に向けて、#20(粒度範囲1000〜710μm)および#30(粒度範囲710〜500μm)の少なくとも一方のガラスビーズからなる投射材Bを、圧縮空気である高圧エアーAを伴って投射(a)し、カバーガラス層2を粉砕、分離(b)し、太陽電池層3における封止剤30が露出するまで、該ショットブラスト加工を継続(c)し、カバーガラス粉砕物Rを回収ガラス粉砕物Rおよび回収ガラスカレットRとして回収(d)し、リサイクル処理する(e)するものとする。
叙述の如く、この発明の透明カバー層分離回収方法は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、従前までの技術であれば、加熱熔解や化学薬品を利用した溶解、機械的破砕などの後に、素材毎に分離、回収しなければならなかったが、ショットブラスト技術の採用によって素材を選択的に分離、回収可能としたから、リサイクル処理の作業工数および処理コストを大幅削減することができ、しかもシステムの製造および設置も容易で、ランニングコストを格段に抑制できるものとなるから、産業廃棄物処理業界やリサイクル業界はもとより、廃棄太陽電池モジュールの有効なリサイクル処理を希望する太陽光発電業界や太陽電池モジュール販売・設置業界、および、資材の安定供給を求める製造業界においても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
1 太陽電池パネル
10 同 外枠
11 同 バックシート
2 カバーガラス層
3 太陽電池層
30 同 封止剤
4 太陽電池部
40 同 太陽電池セル(素子)、(薄膜太陽電池デバイス、デバイス部)
41 同 基板ガラス
5 透明カバー層分離回収装置
B 投射材
50 同 タンク(加圧タンク)
51 同 直圧弁
52 同 ブラストノズル
53 同 ブラストホース
54 同 コンプレッサー
55 同 エアホース
56 同 ブラストブース
A 高圧エアー
D 塵埃
R 回収有価物(回収ガラス粉砕物(ガラス破片)、回収ガラスカレット)
太陽光発電システムは、地球温暖化や異常気象の原因とされる二酸化炭素の排出量削減や、省エネ意識の高まりに伴い、現在、急速に普及しており、今後、太陽電池モジュールのリサイクル需要が拡大する場合に備え、各メーカー毎に構造、材質が異なる太陽電池モジュールに対応可能な汎用リサイクル処理技術の開発を進める必要があり、リサイクル処理の効率化を求める意味から、自動化が可能な一貫処理設備を実現化するのが最も望ましいと言える。
こうした状況を反映し、その打開策となるような提案もこれまでに散見されない訳ではない。
例えば、下記の特許文献1(1)に提案されているものに代表されるように、傾斜状態になった回転炉内に合わせガラスを載置して、回転炉を回転させつつ、ガラスの軟化温度以下の温度によって合わせガラスを加熱し、回転炉の回転によって両ガラス板間には剪断力が作用しており、中間膜が溶融すると各ガラス板同士がずれた状態となり、その結果、中間膜は、ガラス板から露出した状態になり、中間膜がさらに加熱されることによって、中間膜は、効率よく完全燃焼し、ガラス成分を回収するようにした技術や、同特許文献1(2)に見られるような、LCD(Liquid Crystal Display)を粉砕せずに炉に入れて酸素の無い状態で加熱する熱分解・ガス化溶融処理工程と、熱分解・ガス化溶融されたLCDからガラス基板を分離する工程と、ガラス基板にサンドブラスト処理を施して不純物を剥離除去させる工程と、ガラス基板を粉砕する工程と、洗浄する工程とを有し、サンドブラストによってガラス基板からすべての不純物を一度に剥離・除去することができ、回収されるガラスの純度を向上させることができるようにするLCDからのガラス回収技術がある。
上述したとおり、従前までに提案のある各種ガラス回収技術は、何れもガラス板に付着した不純物を除去するのに、大量の熱エネルギーや、化学薬品類を必要とし、環境への負荷が大きく、処理コストの削減が困難なものや、太陽電池モジュール特有の構造故、既存のプラズマディスプレイパネルなどの表示装置のリサイクル処理技術をそのまま採用することができないという課題を残すものであって、メーカー各社毎に構造の異なる複数種類の太陽電池モジュールから、太陽電池部封止用のEVA製などの封止剤と強固に一体化したカバーガラスを効率的に分離、回収する技術は、これまで開発されておらず、今後増加が見込まれる廃棄太陽電池モジュールのリサイクル処理を効率化するための技術について、更なる改善の必要性を痛感するに至ったものである。
そこで、この発明は、メーカー各社毎に構造が異なる多様な太陽電池モジュールであっても、1つの処理技術によってカバーガラスのガラス成分を効率的に分離、回収およびリサイクル利用可能とする新たなリサイクル処理技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造の透明カバー層分離回収方法を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明の透明カバー層分離回収方法は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、リサイクル対象太陽電池パネルの透明カバー層に対し、同透明カバー層と同じ材質の投射材を、噴射流体と共に投射し、該透明カバー層下の太陽電池層が露出するまで、該透明カバー層を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネルから分離した透明カバー粉砕物を、それに混在する投射材諸共回収してリサイクル利用するようにした、構成を要旨とする透明カバー層分離回収方法である。
リサイクル対象太陽電池モジュールは、老朽化や破損など様々な理由によって撤去や廃棄することとなった太陽電池モジュールであり、太陽電池部を封止剤で封止した太陽電池層に透明カバー層を積層してなる発電パネルに、バックシートや外枠を装着したものであり、例えば、結晶Si系、CIS系、薄膜Si系、その他の型式のものということができる。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
に対し、同透明カバー層2と同じ材質の投射材Bを、噴射流体Aを伴って投射し、該透明カバー層2下の太陽電池層3が露出するまで、該透明カバー層2を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネル1から分離した透明カバー粉砕物Rを、それに混在する投射材B諸共回収するようにした、この発明の透明カバー層分離回収方法における代表的な一実施例を示すものである。
以上のとおりの構成からなるこの発明の透明カバー層分離回収方法は、図8ないし図10に示すように、リサイクル対象太陽電池モジュールMから外枠10を取り外して発電パネル1とすると共にバックシート11を分離した後、図1、図3および図11に示すように、透明カバー層分離回収装置5に供給し、発電パネル本体1カバーガラス層2に向けて、#20(粒度範囲1000〜710μm)および#30(粒度範囲710〜500μm)の少なくとも一方のガラスビーズからなる投射材Bを、圧縮空気である高圧エアーAを伴って投射(a)し、カバーガラス層2を粉砕、分離(b)し、太陽電池層3における封止剤30が露出するまで、該ショットブラスト加工を継続(c)し、カバーガラス粉砕物Rを回収ガラス粉砕物Rおよび回収ガラスカレットRとして回収(d)し、リサイクル処理する(e)するものとする。
叙述の如く、この発明の透明カバー層分離回収方法は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、従前までの技術であれば、加熱熔解や化学薬品を利用した溶解、機械的破砕などの後に、素材毎に分離、回収しなければならなかったが、ショットブラスト技術の採用によって素材を選択的に分離、回収可能としたから、リサイクル処理の作業工数および処理コストを大幅削減することができ、しかもシステムの製造および設置も容易で、ランニングコストを格段に抑制できるものとなるから、産業廃棄物処理業界やリサイクル業界はもとより、廃棄太陽電池モジュールの有効なリサイクル処理を希望する太陽光発電業界や太陽電池モジュール販売・設置業界、および、資材の安定供給を求める製造業界においても高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
1 太陽電池パネル
10 同 外枠
11 同 バックシート
2 カバーガラス層
3 太陽電池層
30 同 封止剤
4 太陽電池部
40 同 太陽電池セル(素子)、(薄膜太陽電池デバイス、デバイス部)
41 同 基板ガラス
5 透明カバー層分離回収装置
B 投射材
50 同 タンク(加圧タンク)
51 同 直圧弁
52 同 ブラストノズル
53 同 ブラストホース
54 同 コンプレッサー
55 同 エアホース
56 同 ブラストブース
A 高圧エアー
D 塵埃
R 回収有価物(回収ガラス粉砕物(ガラス破片)、回収ガラスカレット)
Claims (3)
- リサイクル対象太陽電池パネルの透明カバー層に対し、同透明カバー層と同じ材質の投射材を、噴射流体と共に投射し、該透明カバー層下の太陽電池層が露出するまで、該透明カバー層を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネルから分離した透明カバー粉砕物を、それに混在する投射材諸共回収するようにしたことを特徴とする透明カバー層分離回収方法。
- リサイクル対象太陽電池パネルの透明カバー層に対し、同透明カバー層と同じ材質の投射材を、噴射流体と共に投射し、該透明カバー層下の太陽電池層が露出するまで、該透明カバー層を粉砕、分離した後、当該太陽電池パネルから分離した透明カバー粉砕物を、それに混在する投射材諸共回収し、該回収した透明カバー粉砕物および投射材の一部を遠心分離処理し、投射材として利用する上に、投射材として利用しない該回収した透明カバー粉砕物および投射材の他部をリサイクル利用するようにしたことを特徴とする透明カバー層分離回収方法。
- 外枠およびバックシートを除去したリサイクル対象太陽電池パネルのカバーガラス層に対し、同カバーガラス層の主成分であるガラスと同じガラスを主成分とするガラス製投射材を、圧縮空気と共に投射し、該カバーガラス層下の太陽電池層における封止剤、太陽電池素子、薄膜太陽電池デバイス部の少なくとも1つが露出するまで、該カバーガラス層を粉砕、分離した後、該回収したカバーガラス粉砕物およびガラス製投射材を回収ガラス粉砕物とし、該回収ガラス粉砕物の一部を遠心分離処理し、ガラス製投射材として利用した上に、ガラス製投射材として利用しない該回収ガラス粉砕物の他部をリサイクル利用するようにしたことを特徴とする透明カバー層分離回収方法。
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JP2019209219A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-12 | ミクロンメタル株式会社 | 透明カバー層分離回収方法、およびそれに利用する透明カバー層分離回収装置 |
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-
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- 2016-02-10 JP JP2016023969A patent/JP6154924B1/ja active Active
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