JP7357980B2 - 太陽電池モジュールのフレーム自動分離装置 - Google Patents

Description

本発明は太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置に関し、特に使用の年限が終了になった太陽光発電モジュールのジャンクションボックスとアルミフレームの分離及び除去が可能な太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置に関する。

太陽電池モジュールはかさばって重いアルミニウムやガラスなどのリサイクル可能な材料は分離し体積を減らしリサイクルする必要がある。

このような太陽電池モジュールの部品対比重量を察すると次のようになる。

ガラスは総重量の６７．５％を占め、アルミフレームは総重量の１６．３％を占め、ソーラーセール部分は総重量の３．４１％を占め、ＥＶＡは総重量の６．５３％を占め、バックシートは総重量の３．１４％を占め、ジャンクションボックスは総重量の１．７５％を占め、銅は総重量の１．１７％を占め、スズは総重量の０．１２％を占め、鉛は総重量の０．０８％を占める。

ここで、太陽電池モジュールのジャンクションボックスとアルミフレームは、主にシリコーン系接着剤や接着シールで付着されている。

このとき、ジャンクションボックスの付着に用いるシリコーン系接着剤や、アルミフレームの接着に用いられる接着剤の接着強度は、大体２乃至２．３ＭＰａ程度であることが知られている。

この接着強度はジャンクションボックスとアルミフレームを太陽電池モジュールから分離するために、約４００ｋｇ、すなわち２５乃至３０ｋｇｆ/cm²の力で印加しなければならないほどである。

従来、ジャンクションボックスとアルミフレームは人力と道具を用い分離したが、このように分離作業をする場合時間とコストの増加だけでなく、迅速な廃棄処分やリサイクルができないという問題があった。

前記のような観点で案出された発明として、大韓民国登録特許第１０―２１５４０３０号の「廃太陽光発電モジュール分離解体装置」（以下先行技術）などが挙げられる。

しかしながら、先行技術は、強化ガラスから様々な層状に積層されたソーラーセールの分別収集に着目しておりこのような層状に積層されたソーラーセールの周囲を分別収集する前にジャンクションボックスとアルミフレームとは作業者が直接分離しなければならないという制約があった。

したがって、ジャンクションボックスとアルミフレームの分離に役立つ装置の開発が不可欠である。

大韓民国登録特許第１０―２１５４０３０号

本発明は前記のような問題点を改善するために使用の年限が終了になった太陽光発電モジュールのジャンクションボックスとアルミフレームの分離及び除去が可能な太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置を提供することを目的とする。

前記のような目的を果たすために、本発明は、ジャンクションボックスと金属材の外郭フレームとを含む太陽光発電モジュールが載せられる空間及び面積を提供するベースと、前記ベース上で位置の変更が可能であり、前記ジャンクションボックスを前記太陽電池モジュールから分離する前記第１分離部とを含む第１ユニットと、及び前記ベース上で位置の変更が可能であり、前記太陽光発電モジュールの縁に沿って設置された前記外郭フレームを前記太陽光発電モジュールから分離する第２分離部とを含む第２ユニットと、を含むことを特徴とする太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置を提供することができる。

ここで、前記ベースは、前記太陽光発電モジュールが載せられる上面を有する棚パネルと、前記棚パネルの上面の四隅のそれぞれから突設される上部支持コラムと、前記各上部支持コラムのそれぞれの上端部に設置される上部支持フレームと、前記棚パネルの下面の四隅のそれぞれから突設される下部支持コラムと、前記下部支持コラムのそれぞれの下端部に連結される下部支持フレームと、を含み、前記第１ユニットと前記第２ユニットは前記上部支持フレームに連結されることを特徴とする。

このとき、前記太陽光発電モジュールから前記外郭フレームを分離する前記第２分離部の動作は、前記太陽光発電モジュールから前記ジャンクションボックスを分離する前記第１分離部の動作が行われた後連続的に行われることを特徴とする。

そして、前記ベースは、前記上部支持フレームに装着され流体圧力で作動する昇降シリンダーと、前記昇降シリンダーから出入可能な昇降ロッドの末端部に装着され前記棚パネル側に昇降可能な昇降ボディーと、前記上部支持フレームに装着され前記棚パネル側に延長し前記昇降ボディーの昇降を案内する複数のガイドコラムと、をさらに含み、前記第１ユニット及び前記第２ユニットは前記昇降ボディーに備われることを特徴とする。

そして、前記第１ユニットは、前記ベースに備われた上部支持フレームに対し昇降可能な昇降ボディーに装着される少なくとも１つ以上の第１シリンダーと、前記ベースに備われ前記太陽電池モジュールが載せられる棚パネルに平行にするように、前記第１シリンダーから出入可能な第１ロッドと、前記第１分離部を構成するものであり、前記第１ロッドに連結され前記ジャンクションボックスに接触する第１接触面を有する第１分離ブロックと、をさらに含むことを特徴とする。

そして、前記第１ユニットは、前記第１ロッドの末端部に備われる第１ブラケットと、前記第１ブラケットに回動可能に備われ前記棚パネル側に延長する第１連結ブロックと、をさらに含み、前記第１分離ブロックは前記第１連結ブロックに連結されることを特徴とする。

そして、前記第１接触面は、前記棚パネルに対して上向に傾斜するように形成された傾斜面を形成し、前記棚パネルに対し上向に傾斜するように形成される前記第１接触面の下端部の縁が前記太陽光発電モジュールと前記ジャンクションボックスの付着部分に接触され前記第１シリンダーから前記第１ロッドが伸長されることによる前記第１分離ブロックの加圧力により前記ジャンクションボックスが前記太陽光発電モジュールから分離されることを特徴とする。

そして、前記第２ユニットは、前記ベースに備われた前記上部支持フレームに対し昇降可能な昇降ボディーの四つの側面にそれぞれに装着される少なくとも１つ以上の第２シリンダーと、前記ベースに備われ前記太陽光発電モジュールが載せられる棚パネルに平行にするように前記第２シリンダーから出入可能な第２ロッドと、前記第２分離部を構成するものであり、前記第２ロッドに連結され前記外郭フレームの内側面に接触する第２接触面を有する第２分離ブロックと、をさらに含むことを特徴とする。

また、前記第２ユニットは、前記第２ロッドの末端部に備われる第２ブラケットと、前記第２ブラケットに回動可能に備われ前記棚パネル側に延長する第２連結ブロックと、をさらに含み、前記第２分離ブロックは前記第２連結ブロックに連結されることを特徴とする。

同時に、前記第２接触面は、前記棚パネルに対し直交するとともに前記外郭フレームの内側面に接触できるように前記外郭フレームに平行に形成されることを特徴とする。

前記のような構成の本発明によれば、使用の年限が終了になった太陽光発電モジュールのジャンクションボックスとアルミフレームをソーラーセールから大きな力を入れなくても簡単に分離できるように助けることができる。

本発明の一つの実施例に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の全体的な構造を示す斜視概念図である。 本発明の一つの実施例に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の全体的な構造を示す斜視概念図である。 本発明の一つの実施例に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の主要部である第１ユニットと第２ユニットとがベースの棚パネル上で動作することを示す平面概念図である。 本発明の他の実施形態に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の主要部である第１ユニットの第１分離部がジャンクションボックスを分離する工程を順次示す斜視概念図である。 本発明の他の実施形態に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の主要部である第１ユニットの第１分離部及び第２ユニットの第２分離部の構造を示す斜視概念図である。 本発明の他の実施形態に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の主要部である第１ユニットの第１分離部及び第２ユニットの第２分離部の構造を示す斜視概念図である。

本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に説明している実施例を参照すれば明確になるだろう。

しかし、本発明は、ここで説明する実施例に限定されず、他の形態に具体化することもできる。

ここで紹介する実施例は、開示された内容を徹底的且つ完全にするために、そして、当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供されるものである。

そして本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。

したがって、いくつかの実施例において、よく知られた構成要素、よく知られた動作及びよく知られた技術は、本発明が曖昧に解釈されることを避けるために具体的に説明されない。

また、明細書全体にかけ同一参照符号は同一構成要素を指称して、本明細書で使われた（言及された）用語は実施例を説明するためのことであり、本発明を制限しようとすることではない。

本明細書において、単数型は文句から特別に言及しない限り複数型も含み、「含み（または、具備）する」に言及された構成要素及び動作は、一つ以上の他の構成要素及び動作の存在または追加を排除しない。

他の定義がなければ、本明細書で使われるすべての用語（技術及びと学的用語を含み）は本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者に共通的に理解できる意味で使われることができるでしょう。

また一般的に使われる前もって定義されている用語は、定義されていない限り理想的にまたは過度に解釈されない。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例に対して説明する。

まず、図１及び図２は、本発明の一つの実施例に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の全体的な構造を示す斜視概念図である。

そして、図３は、本発明の一つの実施例に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の主要部である第１ユニット１００と第２ユニット２００とがベース３００の棚パネル３１０上で動作することを示し、かつ図面の理解の便宜上、ベース３００の上部構造が除去された状態に示す平面概念図である。

また、図４は、本発明の他の実施形態に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の主要部である第１ユニット１００の第１分離部１１０がジャンクションボックス４１０を分離する工程を順次示す斜視概念図である。

同時に、図５及び図６は、本発明の他の実施形態に係る太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置の主要部である第１ユニット１００の第１分離部１１０及び第２ユニット２００の第２分離部２１０の構造を示す斜視概念図である。

本発明は図１乃至図３のように、ベース３００上で第１ユニット１００がジャンクションボックス４１０（以下図４参照）を太陽光発電モジュール４００（以下図４参照）から分離し第２ユニット２００が外郭フレーム４２０（以下図４参照）を太陽光発電モジュール４００から分離する構造であることが理解できる。

ベース３００はジャンクションボックス４１０と金属材の外郭フレーム４２０を含む太陽電池モジュール４００が載せられる空間および面積を提供する。

第１ユニット１００は、ベース３００上で位置の変更が可能であり、ジャンクションボックス４１０を太陽光発電モジュール４００から分離する第１分離部１１０を含む。

第２ユニット２００は、ベース３００上で位置の変更が可能であり、太陽光発電モジュール４００の縁に沿って設置された外郭フレーム４２０を太陽光発電モジュール４００から分離する第２分離部２１０を含む。

本発明は前記のような実施例の適用が可能で次のような多様な実施例の適用も可能であることは勿論である。

まず、ベース３００は、太陽光発電モジュール４００が載せれらる上面を有する棚パネル３１０と、棚パネル３１０の上面の四隅の各々から突設する上部支持コラム３２０と、上部支持列３２０の各々の上部に設置される上部支持フレーム３３０とを含むことができる。

また、ベース３００は、棚パネル３１０の下面の四隅の各々から突設する下部支持コラム３４０と、各下部支持コラム３４０の下端部に連結される下部支持フレーム３５０とを含むことができる。

これにより、第１ユニット１００と第２ユニット２００とは上部支持フレーム３３０に連結されていることがわかる。

また、ベース３００は、下部支持フレーム３５０に装着され第１ユニット１００及び第２ユニット２００に流体圧力を供給する作動アクチュエータ（図示せず）と、下部支持フレーム３５０に装着され地面に転び接触する複数の方向性キャスタ３５２とをさらに含み得る。

一方、ベース３００は、上部支持フレーム３３０に装着され流体圧で稼働される昇降シリンダ３６０と、昇降シリンダ３６０から出入可能な昇降ロッド３６２の末端部に装着され棚パネル３１０側に昇降可能な昇降ボディー３７０と、上部支持フレーム３３０に装着され棚パネル３１０側に延長し昇降ボディー３７０の上昇を案内する複数のガイドコラム３３１とをさらに備われることができる。

ここで、第１ユニット１００と第２ユニット２００とは昇降ボディー３７０に設けられていることがわかる。

このとき、ベース３００は、昇降ロッド３６２の末端部に装着され昇降ボディー３７０に連結されるボディー連結ブラケット３８０とをさらに含むことができる。

このようなボディー連結ブラケット３８０は、昇降ロッド３６２の末端部に連結される上面を有し棚パネル３１０に平行なコア支持片３８１と、コア支持片３８１の両端部から延長し昇降ボディー３７０の上部の両側に結合される連結支持片３８２とを含むことができる。

一方、第１ユニット１００は、ベース３００に備われた上部支持フレーム３３０に対し昇降可能な昇降ボディー３７０に装着される少なくとも１つ以上の第１シリンダー１２０とをさらに含むことができる。

第１ユニット１００は、ベース３００に備われ太陽光発電モジュール４００が載せられる棚パネル３１０に平行にするように、第１シリンダー１２０から出入可能な第１ロッド１２１と、をさらに含むことができる。

第１ユニット１００は、第１分離部１１０を構成するものであり、第１ロッド１２１に連結されジャンクションボックス４１０に接触する第１接触面１１１を有する第１分離ブロック１１０を含むことができる。

ここで、第１シリンダー１２０は、棚パネル３１０に載せられる太陽電池モジュール４００の各種サイズや仕様に対応できるように、昇降ボディー３７０に対して上下の高さ調整や左右の位置の変更が可能に装着されることが好ましい。

一方、第１ユニット１００は、第１ロッド１２１の末端部に備われる第１ブラケット１３０と、第１ブラケット１３０に回動可能に備われ棚パネル３１０側に延長する第１連結ブロック１３１とをさらに備えることができる。

ここで、第１分離ブロック１１０は、第１連結ブロック１３１に結合された構造であることが把握できる。

このとき、第１接触面１１１は、棚パネル３１０に対し上向きの傾斜面を形成していることが分かる。

このように、棚パネル３１０に対し上向に傾斜するように形成される第１接触面１１１の下端部の縁が図４（a）のように太陽電池モジュール４００とジャンクションボックス４１０の付着部分に接触しており、第１ロッド１２１が第１シリンダー１２０から伸長されることによる第１分離ブロック１１０の加圧によりジャンクションボックス４１０が図４（ｂ）のように太陽光発電モジュール４００から分離される。

一方、第２ユニット２００は、ベース３００に備われた上部支持フレーム３３０に対し昇降可能な昇降ボディー３７０の４つの側面のそれぞれに装着される少なくとも１つ以上の第２シリンダー２２０と、をさらに含むことができる。

そして、第２ユニット２００は、ベース３００に備われ太陽光発電モジュール４００が載せられる棚パネル３１０に平行にするように第２シリンダー２２０から出入可能である第２ロッド２２１とをさらに含むことができる。

また、第２ユニット２００は、第２分離部２１０を構成するものであり、第２ロッド２２１に連結され外郭フレーム４２０の内側面に接触する第２接触面２２１を有する第２分離ブロック２２０とをさらに備えることもできる。

ここで、第２シリンダー２２０は、棚パネル３１０に載せられる太陽電池モジュール４００の各種サイズや仕様に対応できるように、昇降ボディー３７０に対し上下の高さ調整や左右の位置を変更可能になるように装着されることが好ましい。

一方、第２ユニット２００は、第２ロッド２２１の末端部に備われる第２ブラケット２３０と、第２ブラケット２３０に回動可能に備われ棚パネル３１０側に延長する第２連結ブロック２３１とをさらに備えることができる。

ここで、第２分離ブロック２２０は、第２連結ブロック２３１に連結されていると理解され得る。

このとき、第２接触面２２１は、棚パネル３１０に直交するとともに外郭フレーム４２０の内側面に接触できるように外郭フレーム４２０に平行にするように形成されることが好ましい。

一方、太陽電池モジュール４００から外郭フレーム４２０を分離する第２分離部２１０の動作は、図４のように太陽電池モジュール４００からジャンクションボックス４１０を分離する第１分離部１１０の動作が行われた後連続的に行われることが把握できる。

一方、第１分離部１１０と第２分離部２１０とは、図５に示すように一体に形成されていてもよいし、図６に示すように互いに別個の形態で形成されていてもよく、第１分離部１１０を基準とし第１分離部１１０の左右両側に第２分離部２１０が配置される構成の実施形態を適用してもよい。

このために、少なくとも１つ以上の第２シリンダー２２０が、昇降ボディー３７０の４つの側面の中第１シリンダー１２０が装着された１つの側面を除いた残りの側面に各々装着されることができる。

また、昇降ボディー３７０の一側面に第１シリンダー１２０の左右両側に、それぞれ第２シリンダー２２０を装着してもよい。

同時に、第２ロッド２２１が棚パネル３１０に平行な第２シリンダー２２０から出入可能に備われることもできる。

ここで、第２分離ブロック２２０は、第１分離ブロック１１０の左右両側に配置され図５のように第１分離ブロック１１０と一体に形成されるとか図６のように分離形成され順次的な動作が可能になるように配置されてもよい。

以上のように、本発明は、使用の年限が終了になった太陽光発電モジュールのジャンクションボックスとアルミフレームの分離及び除去が可能な太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置を提供することがわかる。

そして、本発明の基本的な技術的思想の範疇内であって業界通常の知識を持つ者においては他の多い変形及び応用も可能であることが勿論である。

１００：第１ユニット
１１０：第１分離部（第１分離ブロック）
１１１：第１接触面
１２０：第１シリンダー
１２１：第１ロッド
１３０：第１ブラケット
１３１：第１連結ブロック
２００：第２ユニット
２１０：第２分離部（第２分離ブロック）
２１１：第２接触面
２２０：第２シリンダー
２２１：第２ロッド
２３０：第２ブラケット
２３１：第２連結ブロック
３００：ベース
３１０：棚パネル
３２０：上部支持コラム
３３０：上部支持フレーム
３３１：ガイドコラム
３４０：下部支持コラム
３５０：下部支持フレーム
３５２：方向性キャスター
３６０：昇降シリンダー
３６２：昇降ロード
３７０：昇降ボディー
３８０：ボディー連結ブラケット
３８１：コア支持片
３８２：連結支持片
４００：太陽電池モジュール
４１０：ジャンクションボックス
４２０：外郭フレーム

Claims (4)

1. ジャンクションボックスと金属材の外郭フレームとを含む太陽光発電モジュールが載せられる上面を有する棚パネルと、
   前記棚パネルの上面の四隅のそれぞれから突設される上部支持コラムと、
   前記各上部支持コラムのそれぞれの上端部に設置される上部支持フレームと、
   前記棚パネルの下面の四隅のそれぞれから突設される下部支持コラムと、
   前記下部支持コラムのそれぞれの下端部に連結される下部支持フレームと、
   前記上部支持フレームに装着され流体圧力で作動する昇降シリンダーと、
   前記昇降シリンダーから出入可能な昇降ロッドの末端部に装着され前記棚パネル側に昇降可能な昇降ボディーと、
   前記昇降ロッドの末端部に装着され前記昇降ボディーに連結されるボディー連結ブラケット
   とを含むベース、
   前記昇降ボディーに装着される少なくとも１つ以上の第１シリンダーと、
   前記棚パネルに平行にするように前記第１シリンダーから出入可能な第１ロッドと、
   第１分離部を構成するものであり、前記ジャンクションボックスに接触するように前記棚パネルに対して上向に傾斜するように形成された傾斜面を形成する第１接触面を有し前記第１ロッドに連結される第１分離ブロックと
   を含む第１ユニット、
   前記昇降可能な昇降ボディーの四つの側面にそれぞれに装着される少なくとも１つ以上の第２シリンダーと、
   前記棚パネルに平行にするように前記第２シリンダーから出入可能な第２ロッドと、
   第２分離部を構成するものであり、前記第２ロッドに連結され前記外郭フレームの内側面に接触する第２接触面を有する第２分離ブロックと、
   前記棚パネルに対し直交するとともに前記外郭フレームの内側面に接触できるように前記外郭フレームに平行に形成される第２接触面を有し前記第２ロッドに連結される第２分離ブロックと
   を含む第２ユニット、
   から構成され、
   前記第１シリンダー及び前記第２シリンダーは、前記昇降ボディーに対して上下の高さ調整や左右の位置の変更が可能に装着され、
   前記ボディー連結ブラケットは、前記昇降ロッドの末端部に連結される上面を有し前記棚パネルに平行なコア支持片と、前記コア支持片の両端部から延長し前記昇降ボディーの上部の両側に結合される連結支持片３８２と、を含み、
   前記太陽光発電モジュールから前記外郭フレームを分離する前記第２分離部の動作は、前記太陽光発電モジュールから前記ジャンクションボックスを分離する前記第１分離部の動作が行われた後連続的に行われ、
   前記棚パネルに対し上向に傾斜するように形成される前記第１接触面の下端部の縁が前記太陽光発電モジュールと前記ジャンクションボックスの付着部分に接触され前記第１シリンダーから前記第１ロッドが伸長されることによる前記第１分離ブロックの加圧力により前記ジャンクションボックスが前記太陽光発電モジュールから分離され、
   前記第２分離ブロックは、前記第１分離ブロックの左右両側に配置され前記第１分離ブロックと一体に形成される、あるいは分離して形成される、
   ことを特徴とする太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置。
2. 前記ベースは、
   前記上部支持フレームに装着され前記棚パネル側に延長し前記昇降ボディーの昇降を案内する複数のガイドコラムをさらに含み、
   前記第１ユニット及び前記第２ユニットは前記昇降ボディーに備えられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置。
3. 前記第１ユニットは、
   前記第１ロッドの末端部に備われる第１ブラケットと、
   前記第１ブラケットに回動可能に備われ前記棚パネル側に延長する第１連結ブロックと、
   をさらに含み、
   前記第１分離ブロックは前記第１連結ブロックに連結される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置。
4. 前記第２ユニットは、
   前記第２ロッドの末端部に備われる第２ブラケットと、
   前記第２ブラケットに回動可能に備われ前記棚パネル側に延長する第２連結ブロックと、
   をさらに含み、
   前記第２分離ブロックは前記第２連結ブロックに連結される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュールのフレーム自動分離装置。

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