KR101714496B1 - Method for recycling silicon from waste solar module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법은, 실리콘층(200)과, 실리콘층(200)의 양면에 있는 EVA층(100)을 포함하여 구성된 폐 태양광 모듈을 EVA층(100)의 유리전이온도 이하로 일정 시간 동안 유지시켜 EVA층(100)의 탄성계수가 560N/㎟가 되도록 하는 냉각단계와; 상기 냉각된 폐 태양광 모듈의 EVA층(100)을 실리콘층(200)으로부터 물리적으로 당겨 분리하는 분리단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 태양전지 모듈의 핵심 소재인 실리콘을 회수하기 위한 최적의 조건을 찾아 가장 효율적으로 실리콘을 회수하여 저렴한 비용으로 손상 없이 태양전지의 소재로 재활용할 수 있게 되며, 유리 및 백쉬트 역시 쉽게 분리하여 재활용할 수 있게 된다.The present invention relates to a method for recovering silicon from a spent photovoltaic module.
A method of recovering silicon in a photovoltaic module of the present invention includes providing a photovoltaic module comprising a silicon layer (200) and an EVA layer (100) on both sides of a silicon layer (200) Maintaining the glass transition temperature of the EVA layer 100 at a temperature lower than or equal to the glass transition temperature of the EVA layer 100 to 560 N / mm < 2 > And a separation step of physically pulling and separating the EVA layer 100 of the cooled photovoltaic module from the silicon layer 200.
The present invention finds optimal conditions for recovering silicon, which is a core material of a solar cell module, and recovers the silicon most efficiently and can be recycled as a solar cell material at low cost without damaging the glass. It can be easily separated and recycled.
Description
본 발명은 효율적인 자원 재활용을 위해 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 EVA층과 분리하여 재사용 가능하도록 회수하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for separating silicon from an EVA layer in a waste photovoltaic module for efficient resource recycling so as to be reusable.
태양광 발전설비의 핵심을 이루는 태양광 모듈의 수명은 약 20년 내지 30년으로서 전세계적으로 폐기되는 태양광 모듈의 처리가 중요한 이슈로 부각되고 있다. 그러나, 태양광 발전설비의 사용연한 등의 초과 등으로 폐기물화 되는 설비들을 효율적으로 통합하여 재활용하는 기술은 아직 널리 연구되어 있지 않은 상태이다.The lifetime of photovoltaic modules, which form the core of photovoltaic power generation facilities, is about 20 to 30 years, and the disposal of photovoltaic modules that are disposed of globally is becoming an important issue. However, the technology of effectively integrating and recycling the facilities that become waste due to excessive use of the photovoltaic power generation facilities has not yet been widely studied.
현 태양전지용 모듈시장은 급격한 모듈 생산 증가로 실리콘 공급이 한계에 도달하고 있고, 실리콘 원료공급의 악화로 모듈의 가격 상승이 예상되는 실정이다. 특히 태양전지의 구성요소에서 모듈이 차지하는 가격 비율은 전체의 60%이며 모듈 비용의 40%가 실리콘으로 제조된 모듈이 차지하고 있다. Currently, the market for solar cell modules is approaching the limit of silicon supply due to the rapid increase in module production, and module prices are expected to rise due to deteriorated supply of silicon raw materials. In particular, modules account for 60% of the total cost of solar modules and modules made of silicon account for 40% of module cost.
그러나, 현재까지 태양전지로부터 실리콘과 강화유리를 회수하는 기술이 미약하기 때문에 회수되는 대부분의 태양전지 모듈은 파기하거나 분쇄하여 땅에 묻거나 외국에 헐값에 팔고 있는 실정이다. 이에 폐 태양광 모듈로부터 순수한 실리콘을 회수하는 기술을 확보하여 실리콘 공급부족 문제를 해결하고, 태양전지 제조원가 및 폐기물 처리비용의 절감을 위한 노력이 요구되고 있다.However, since the technology for recovering silicon and tempered glass from the solar cell has not been developed so far, most of the solar cell modules recovered are destroyed or crushed and buried in the ground or sold to foreign countries at low prices. Accordingly, efforts have been made to secure the technology of recovering pure silicon from the spent photovoltaic module to solve the shortage problem of silicon supply, and to reduce the manufacturing cost of the solar cell and the waste treatment cost.
태양광 모듈은 통상적으로 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 중앙에 실리콘층이 형성되어 있고, 그 양면에 EVA층이 형성되어 있고, 각 EVA층에는 각각 유리층과 백쉬트가 인접하여 형성되어 있다. EVA층은 유리층과 백쉬트를 실리콘층에 접착되도록 하기 위한 접착제로 사용된 것인데, 종래의 기술에서 EVA층을 제거하는 방법으로는 질소나 아르곤과 같은 불활성 기체에서 고온의 열을 사용하여 EVA층의 녹는점을 이용하는 열 분해법과, 고온의 질산에 침지하여 EVA층을 녹여 제거하는 질산 침지법, 유기용제로 EVA층을 팽창시켜 회수하는 유기 용매법 등이 있다.As shown in Fig. 5, a solar module generally has a silicon layer formed at its center, an EVA layer formed on both sides thereof, and a glass layer and a back sheet are formed adjacent to each EVA layer. The EVA layer is used as an adhesive for bonding the glass layer and the back sheet to the silicon layer. As a conventional technique for removing the EVA layer, a high temperature heat is used in an inert gas such as nitrogen or argon, A nitric acid dipping method in which the EVA layer is dipped in high temperature nitric acid, and an organic solvent method in which the EVA layer is expanded and recovered with an organic solvent.
그러나, 열 분해법의 경우 태양전지 모듈의 크기에 따라 필요한 장비 및 가열로의 크기가 한정되어 있어 설치 및 제작에 어려움이 있고, 열분해시 유리층과 실리콘층 사이에 EVA층이 고온과 고압을 통해 접착제 역할을 하면서 폴리머가 되는 크로스 링킹(Cross linking)된 EVA층이 유리층 및 실리콘층 표면에 잔존하여 제거에 어려움이 있다.However, in the case of the thermal decomposition method, the required equipment and the size of the heating furnace are limited according to the size of the solar cell module, which makes it difficult to install and manufacture. In the pyrolysis, the EVA layer between the glass layer and the silicon layer, Cross linking EVA layer which becomes a polymer while remaining on the surface of the glass layer and the silicon layer is difficult to remove.
더불어, "태양전지 폐 모듈에서의 실리콘 회수 방법"(한국 등록특허공보 제10-1207297호, 특허문헌 1)과 같은 화학적인 방법은 비용이 많이 들고 특히 EVA층을 녹여 셀과 강화유리를 회수하였다 하더라도 EVA층의 잔존물질인 백색물질이 그대로 표면에 남아 후에 유기용매로 제거해야 하는 2차 과정을 거쳐야 하며, 2차 과정 후에도 청정한 표면 상태의 유리층과 실리콘층을 얻는 것이 매우 어려우며, 유기용매에 의해 수일 동안 침지시켜 부풀어 올려 열분해하는 공정을 거쳐야 하므로 경제적인 실효성이 떨어지는 문제점이 있었다. 이에, 보다 간편하면서도 효율성이 높은 방법으로 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 공정기술의 개발이 요구되고 있다.In addition, a chemical method such as "a method of recovering silicon from a solar cell waste module" (Korean Patent Registration No. 10-1207297, Patent Document 1) is costly and especially the EVA layer is melted to recover the cell and tempered glass It is very difficult to obtain a glass layer and a silicon layer having a clean surface state even after the second step, and it is very difficult to obtain a clean surface layer and a silicon layer after the second step. It is required to undergo a process of dipping for several days to swell up and pyrolysis, resulting in poor economical efficiency. Accordingly, development of a process technology for recovering silicon from waste photovoltaic modules in a simpler and more efficient manner is required.
본 발명의 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 태양전지 모듈의 핵심 소재인 실리콘을 회수하기 위한 최적의 조건을 찾아 가장 효율적으로 실리콘을 회수하여 태양전지의 소재로 재활용할 수 있도록 하려는 것이다.The method for recovering silicon from the waste photovoltaic module of the present invention is to solve the problems occurring in the prior art as described above. The method for finding the optimum condition for recovering silicon, which is a core material of the solar cell module, So that they can be recycled as materials for solar cells.
구체적으로, 실리콘층과 EVA층의 유리전이온도에 차이가 있는 점, EVA층은 유리전이온도 이하에서 탄성계수가 급증하는 점, EVA층의 유리전이온도는 저렴한 가격의 냉동 장치를 이용하여 구현 가능한 점을 이용하여 EVA층을 냉각시켜 물리적인 방법으로 실리콘층과 분리시킴으로써 종래의 방법에 비해 훨씬 수월하게 실리콘을 회수할 수 있게 하려는 것이다.Specifically, there is a difference in the glass transition temperature between the silicon layer and the EVA layer. The EVA layer has an increase in the elastic modulus at or below the glass transition temperature. The glass transition temperature of the EVA layer can be realized using a low- Point is used to cool the EVA layer and separate it from the silicon layer by a physical method so that the silicon can be recovered more easily than the conventional method.
더하여, EVA층과 인접하여 위치하는 유리층과 백쉬트는 일정 온도로 가열하여 분리하되, 후열 방식으로 전체적으로 균일한 열이 전달되도록 하여 크랙 발생 및 변형을 최대한 방지한 채 분리하여 실리콘층은 물론 유리층 역시 용이하게 재활용할 수 있게 하려는 것이다.In addition, the glass layer and the back sheet positioned adjacent to the EVA layer are separated by heating at a predetermined temperature, and uniform heat is transferred in a post-heating manner to prevent cracks and deformation, The layer is also intended to be easily recyclable.
본 발명에 따른 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 실리콘층(200)과, 실리콘층(200)의 양면에 있는 EVA층(100)을 포함하여 구성된 폐 태양광 모듈을 EVA층(100)의 유리전이온도 이하로 일정 시간 동안 유지시켜 EVA층(100)의 탄성계수가 560N/㎟가 되도록 하는 냉각단계와; 상기 냉각된 폐 태양광 모듈의 EVA층(100)을 실리콘층(200)으로부터 물리적으로 당겨 분리하는 분리단계;를 포함하여 구성된다.A method for recovering silicon in a photovoltaic module according to the present invention includes the steps of: forming a silicon layer (200) and an EVA layer (100) on both sides of the silicon layer (200) A cooling step of maintaining the solar module at a temperature not higher than the glass transition temperature of the
이때, 상기 냉각단계는 폐 태양광 모듈 주변 온도를 -40℃ 상태로 17분간 유지하는 것으로 이루어져 있고, 상기 분리단계시 EVA층(100)의 표면 온도가 -20℃ 이하를 유지한 상태에서 분리시키는 것을 특징으로 한다.At this time, the cooling step is to maintain the ambient temperature of the closed photovoltaic module at -40 DEG C for 17 minutes, and the surface temperature of the
또, 상기 분리단계는, 각 EVA층(100)에 롤러(220) 일측을 고정시킨 상태에서 롤러(220)를 회전시켜 분리하는 것을 특징으로 한다.The separating step separates the
이때, 상기 롤러(220)는 일측이 EVA층(100)에 고정된 상태에서 회전하면서 실리콘층(200)과 일정 각도를 유지하면서 경사지게 이동하도록 하여 분리하는 것을 특징으로 한다.At this time, the
더불어, 상기 폐 태양광 모듈은 일측의 EVA층(100)에 유리층(500)이 접하여 형성되어 있고, 타측의 EVA층(100)에 백쉬트(600)가 접하여 형성되어 있으며, 450 ~ 485℃가 균일하게 유지되는 질소분위기 상의 가열로(400)에 상기 폐 태양광 모듈을 40 ~ 60 분간 가열시키는 가열단계와; 상기 가열된 폐 태양광 모듈에서 유리층(500)과 백쉬트(600)를 물리적으로 당겨 분리하는 보조분리단계;가 상기 냉각단계 전에 진행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the closed photovoltaic module has a
이때, 상기 가열로(400)는 외부케이스(422)와 내부케이스(423)의 이중 구조로 이루어져 있고, 외부케이스(422)와 내부케이스(423)의 사이에는 물이 충진된 충진공간(421)이 형성되어 있으며, 내부케이스(423)의 내부 하측에는 상기 폐 태양광 모듈이 거치되며, 내부 상부에는 점화구(406)와 공기주입구(407)로 인해 화염불꽃이 형성되어 후열 방식에 의해 폐 태양광 모듈이 가열되고, 상측에는 물가열탱크(409)가 설치되어 있으며, 물가열탱크(409) 일측은 상기 충진공간(421) 상부와 연결되고, 타측은 상기 충진공간(421) 하부와 연결되어 충진공간(421)의 물이 물가열탱크(409)에서 가열되어 순환하는 것을 특징으로 한다.The
본 발명에 의해, 태양전지 모듈의 핵심 소재인 실리콘을 회수하기 위한 최적의 조건을 찾아 가장 효율적으로 실리콘을 회수하여 태양전지의 소재로 재활용할 수 있다.According to the present invention, it is possible to recover silicon most efficiently by finding optimum conditions for recovering silicon, which is a core material of a solar cell module, and recycle it as a material for a solar cell.
구체적으로, 실리콘층과 EVA층의 유리전이온도에 차이가 있는 점, EVA층은 유리전이온도 이하에서 탄성계수가 급증하는 점, EVA층의 유리전이온도는 저렴한 가격의 냉동 장치를 이용하여 구현 가능한 점을 이용하여 EVA층을 냉각시켜 물리적인 방법으로 실리콘층과 분리시킴으로써 종래의 방법에 비해 훨씬 수월하게 실리콘을 회수할 수 있게 된다.Specifically, there is a difference in the glass transition temperature between the silicon layer and the EVA layer. The EVA layer has an increase in the elastic modulus at or below the glass transition temperature. The glass transition temperature of the EVA layer can be realized using a low- It is possible to recover the silicon much more easily than the conventional method by cooling the EVA layer using a point and separating the EVA layer from the silicon layer by a physical method.
더하여, EVA층과 인접하여 위치하는 유리층과 백쉬트는 일정 온도로 가열하여 분리하되, 후열 방식으로 전체적으로 균일한 열이 전달되도록 하여 크랙 발생 및 변형을 최대한 방지한 채 분리하여 실리콘층은 물론 유리층 역시 용이하게 재활용할 수 있게 된다.In addition, the glass layer and the back sheet positioned adjacent to the EVA layer are separated by heating at a predetermined temperature, and uniform heat is transferred in a post-heating manner to prevent cracks and deformation, The layer can also be easily recycled.
즉, 본 발명에 의해 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 저렴한 비용으로 손상 없이 분리하여 경제재활용이 가능해지게 된다.That is, according to the present invention, silicon can be economically recycled by separating the silicon from the photovoltaic module at low cost without damage.
도 1은 본 발명에서 실리콘층으로부터 EVA층을 분리하는 방법을 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에서 회전하며 경사지게 이동하는 롤러를 이용하여 EVA층을 분리하는 방법을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 3은 도 2와 같은 작동을 위한 가이드롤러의 일 실시예를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명에서 유리층 및 백쉬트의 제거를 위한 가열로의 일 실시예를 나타낸 단면 개략도.
도 5는 일반적인 폐 태양광 모듈의 구조를 나타낸 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에서 롤러의 구성 예를 나타낸 사시도.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a method of separating an EVA layer from a silicon layer in the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing a method of separating an EVA layer using rollers rotating and sloping in the present invention.
3 is a schematic view showing one embodiment of a guide roller for operation as in Fig.
4 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a heating furnace for removing a glass layer and a back sheet in the present invention.
5 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional closed photovoltaic module;
Figs. 6 and 7 are perspective views showing a configuration example of a roller in the present invention. Fig.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of recovering silicon in a photovoltaic module according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.There may be a plurality of embodiments of the present invention, and redundant explanations are omitted for the same parts as those of the conventional art in the description.
본 발명의 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법은 크게 냉각단계와 분리단계로 구성되어 있다.The method of recovering silicon in the closed photovoltaic module of the present invention consists largely of a cooling step and a separation step.
냉각단계는 실리콘층(200)과, 실리콘층(200)의 양면에 있는 EVA층(100)을 포함하여 구성된 폐 태양광 모듈을 EVA층(100)의 유리전이온도 이하(예를들어, 40℃ 상태로 17분간)로 일정 시간 동안 유지시켜 EVA층(100)의 탄성계수가 560N/㎟가 되도록 한다.The cooling step is performed by placing a closed photovoltaic module comprising the
EVA층(100)의 유리전이온도는 -20℃인 바, 냉각단계는 폐 태양광 모듈 주변 온도를 -40℃ 상태로 17분간 유지하면 된다.The glass transition temperature of the
EVA(Ethylene vinyl acetate)는 모듈 조립시 실리콘층과 화학반응에 의해 결합된 것이 아니라 150℃의 상태에서 유연한 상태로 늘어나 단순히 붙어 있는 상태이다.Ethylene vinyl acetate (EVA) is not bonded to the silicon layer by chemical reaction during assembly of the module, but is simply attached to the flexible state at 150 ° C.
또한, EVA(Ethylene vinyl acetate)는 -20℃에서 유리전이가 시작되며, -40℃에 도달하면 탄성계수가 560N/㎟가 된다.In addition, EVA (ethylene vinyl acetate) starts glass transition at -20 ℃, and when it reaches -40 ℃, elastic modulus becomes 560N / ㎟.
더욱이, 실리콘의 유리전이온도(Tg)는 -120℃로 EVA와 큰 차이를 갖는다.Furthermore, the glass transition temperature (Tg) of silicon is -120 deg. C, which is greatly different from EVA.
따라서, EVA층의 표면이 -40℃에 도달하거나, 근접한 상태에서 롤러 등으로 고정시킨 채 당기게 되면 탄성계수가 560N/㎟가 되어 있으므로 실리콘층(200)으로부터 쉽게 분리된다.Therefore, when the surface of the EVA layer reaches -40 DEG C or is pulled while being fixed with a roller or the like in a state close to -40 DEG C, the elastic modulus is 560 N / mm < 2 >
분리단계는 상기 냉각된 폐 태양광 모듈의 EVA층(100)을 실리콘층(200)으로부터 물리적으로 당겨 분리한다.The separation step physically pulls apart the
이때, 분리단계시 EVA층(100)의 표면 온도가 -20℃이하를 유지한 상태에서 분리한다.At this time, the surface temperature of the
이러한 분리단계는 도시된 것처럼 각 EVA층(100)에 롤러(220) 일측을 고정시킨 상태에서 롤러(220)를 회전시켜 분리한다.This separation step separates the
이때, 분리 과정에서 도면기호 400의 틈(C)이 발생하게 되는데, 이 틈(C) 주변의 온도는 미세하게 EVA층(100) 상면 온도보다 높게 유지되는 상태이므로 분리가 더 활발히 이루어지게 된다.At this time, in the separation process, the gap C of the
이러한 점을 감안하여 도면과 같이 상기 롤러(220)는 일측이 EVA층(100)에 고정된 상태에서 회전하면서 실리콘층(200)과 일정 각도를 유지하면서 도면기호 B의 방향으로 경사지게 이동하도록 하여 분리하는 경우 분리 효율이 더 높아지게 된다.In view of this, as shown in the drawing, the
도 3에는 이러한 경사각(A)을 이용하여 분리하는 일 실시예가 도시되어 있다.FIG. 3 shows an embodiment in which separation is performed using the inclination angle A. FIG.
도면을 보면, 롤러샤프트(210)의 외주면을 롤러(220)가 감싸 회전 가능하도록 설치되어 있고, 그 양측에 커버(230)가 설치되어 있다.Referring to the drawing, a
도면에 따르면 실린더로드(240)는 실린더로드접합부(250)에서 롤러(220)와 연결되고, 실린더로드(240)는 일측에 실린더(260)에 연결되어 유압 또는 공압에 의해 노출된 길이가 조절된다.The
더불어, 롤러(220) 외주면 일측에는 롤러가이드(231)가 형성되어 있다.In addition, a
한편, 실린더(260)는 별도의 로봇암이나, 미도시된 케이스 등에 의해 고정된 상태로 설치된다.Meanwhile, the
이러한 실시예에 따르면 롤러(220)와 EVA(100)층을 시작점에서 접착시킨 후 실린더로드(240)가 경사각(A)를 유지하는 상태에서 롤러(220)가 롤러가이드(231)를 따라 경사각(A)을 유지하면서 후진할 때 EVA층(100)이 신속하게 실리콘층(200)으로부터 분리된다.According to this embodiment, after the
이때, 상하면의 EVA층(100)을 동시에 분리할 때는 양쪽의 실린더 속도를 동일하게 진행하는 것이 바람직하다.At this time, when separating the upper and
더불어, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 롤러(220) 양단에 연결되며, 롤러(220)와 미접촉 구름 상태의 프레임(211)에 실린더로드(240)를 연결할 경우에는 EVA층(100)이 연속으로 롤러(220)에 감기면서 분리될 수 있다.6, when the
또, 도 7에 도시된 바와 같이 롤러(220)의 일측에 가이드홈(232)을 형성하고, 이 가이드홈(232)의 원주형태를 통해 실린더로드(240)가 롤러샤프트(210)와 연결되도록 함으로써 최초 실린더로드(240)가 당길 때 가이드홈(232)의 범위 안에서 롤러(220)가 자유회전하면서 EVA층(100)이 감김과 동시에 경사각(A)을 따라 이동하도록 구성될 수도 있다.7, a
이상과 같은 구성에 있어서 상기 폐 태양광 모듈은 일측의 EVA층(100)에 유리층(500)이 접하여 형성되어 있고, 타측의 EVA층(100)에 백쉬트(600)가 접하여 형성되어 있는 것이 일반적인 바, 상기한 EVA층(100)의 분리 이전에 유리층(500)과 백쉬트(600)를 분리해야 한다.In the above-described structure, the photovoltaic module described above is such that the
유리층(500)과 백쉬트(600)를 용이하게 분리하기 위한 방법으로 가열단계와 보조분리단계로 구성될 수 있다.The method for easily separating the
구체적으로 가열단계는 450 ~ 485℃가 균일하게 유지되는 질소분위기 상의 가열로(400)에 상기 폐 태양광 모듈을 40 ~ 60 분간 가열시키는 것으로 구성되고, 보조분리단계는 상기 가열된 폐 태양광 모듈에서 유리층(500)과 백쉬트(600)를 물리적으로 당겨 분리하는 것으로 구성될 수 있다.More specifically, the heating step comprises heating the photovoltaic module for 40 to 60 minutes in a
온도가 485℃를 초과하게 되면 EVA층이 완전히 녹아 달라붙는 경향이 있어 바람직하지 않고, 450℃ 미만에서는 분리가 원활하게 이루어지지 않게 된다.When the temperature exceeds 485 ° C, the EVA layer tends to completely melt and tends to adhere, which is undesirable. When the temperature is lower than 450 ° C, the separation can not be performed smoothly.
질소 주입시 온도변화가 적으므로 분리 효과가 우수하다.Since the temperature change during nitrogen injection is small, the separation effect is excellent.
도 4는 이러한 가열단계를 진행하기 위한 가열로(400)의 일 실시예를 나타낸 것이다.Fig. 4 shows an embodiment of the
도면을 보면, 가열로(400)는 외부케이스(422)와 내부케이스(423)의 이중 구조로 이루어져 있고, 외부케이스(422)와 내부케이스(423)의 사이에는 열효율 향상과 내부의 온도를 균일하게 유지하게 하기 위한 예열 워터 탱크 역할을 하도록 물이 충진된 충진공간(421)이 형성되어 있다.The
또, 내부케이스(423)의 내부 하측에는 상기 폐 태양광 모듈이 거치되며, 내부 상부의 공간에는 후열 방식에 의해 화염불꽃이 생성되어 폐 태양광 모듈이 가열되도록 이루어져 있다.In addition, the closed photovoltaic module is mounted on the inner lower side of the
후열 방식으로 구성되는 것은 EVA층(100)에 열이 부분적으로 받게 될 경우 분리가 어렵기 때문에 열을 일정하게 받을 수 있도록 하기 위한 것이다.The reason for this is that the heat is uniformly received because the
즉, 폐 태양광 모듈의 유리층(500)과 백쉬트(600)를 분리하기 위해 열을 가할 때 후열 발식으로 열을 가해 역방향으로 열 이동방향으로부터 역방향으로 전달되어 불균일한 열전달을 방지하여 표면 온도차 발생으로 인한 실리콘 변형 및 크랙 발생을 방지할 수 있게 되는 것이다.That is, when heat is applied to separate the
특히, 내부 공간에 생성되는 화염불꽃의 상측에는 물가열탱크(409)가 설치되어 있으며, 물가열탱크(409) 일측은 상기 충진공간(421) 상부와 연결되고, 타측은 상기 충진공간(421) 하부와 연결되어 충진공간(421)의 물이 물가열탱크(409)에서 가열되어 순환할 수 있도록 되어 있다.Particularly, on the upper side of the flame generated in the inner space, a
내부케이스(423) 내부의 질소분위기 유지를 위해 질소 또는 질소가 포함된 혼합가스는 가스주입구(401)를 통해 내부케이스(423) 하측으로 유입됨과 더불어 가스주입 관로상에 가스량조절밸브(402)가 설치되어 있고, 더불어, 내부케이스(423) 하부에는 연소를 위한 공기 공급을 위한 공기투입구(403)가 형성되며, 그 일측에는 온도 조절을 위한 공기량조절밸브(404)가 설치되어 있다.A mixed gas containing nitrogen or nitrogen is introduced into the
질소 분위기를 유지하게 되면 발열 전달이 균일하게 이루어질 수 있게 된다.When the nitrogen atmosphere is maintained, the heat transfer can be uniformly performed.
더불어, 자동화된 온도 조절을 위해 내부케이스(423) 일측에는 써모커플(413)이 설치될 수 있다.In addition, a
즉, 미도시된 컨트롤장치에 써모커플(413)을 통한 온도 데이터가 입력되면 순환펌프(412)의 회전을 조절하여 가열된 물의 양을 조절하여 가열로(400) 내부의 온도가 유지되도록 할 수 있다.That is, when the temperature data through the
도면을 보면 내부케이스(423) 내측에 설치된 폐 태양광 모듈 사이로 혼합가스가 이동하는 통로(405)가 형성되며, 내부케이스(423) 상측에 구비된 원료로 유입된 가스가 점화구(406) 및 공기주입구(407)를 통해 연소되어 화염을 발생시키게 된다.In the drawing, a
이때, 상부에 설치된 물가열탱크(409) 내부의 물이 가열되게 되며, 이 물은 순환통로(411) 및 순환펌프(412)를 통해 충진공간(421)으로 유입되어 연속 순환하게 된다.At this time, the water in the water
이때, 충진공간(421)의 측면은 가열된 물이 순환하는 통로가 된다.At this time, the side surface of the filling
더불어, 연소통로(410)를 통해 배기가스가 배출된다.In addition, the exhaust gas is exhausted through the
즉, 폐 태양광 모듈의 후열을 위해 사용된 물로 내부케이스(423) 내부를 가열하게 되어 열효율을 향상시킬 수 있게 된다.That is, the inside of the
보조분리단계는 상기 분리단계와 동일한 방식으로 롤러를 이용하여 분리하거나, 별도의 장비 없이 뜯어낼 수도 있다.The auxiliary separation step may be separated using a roller in the same manner as the separation step, or may be torn out without any additional equipment.
100 : EVA층 200 : 실리콘층
210 : 롤러샤프트 211 : 프레임
220 : 롤러 230 : 커버
231 : 롤러가이드 232 : 가이드홈
240 : 실린더로드 250 : 실린더로드접합부
260 : 실린더 400 : 가열로
401 : 가스투입구 402 : 가스량조절밸브
403 : 공기투입구 404 : 공기량조절밸브
405 : 통로 406 : 점화구
407 : 공기주입구 409 : 물가열탱크
410 : 연소통로 411 : 순환통로
412 : 순환펌프 413 : 써모커플
421 : 충진공간 422 : 외부케이스
423 : 내부케이스 500 : 유리층
600 : 백쉬트100: EVA layer 200: silicon layer
210: roller shaft 211: frame
220: roller 230: cover
231: roller guide 232: guide groove
240: cylinder rod 250: cylinder rod joint
260: cylinder 400: heating furnace
401: gas inlet port 402: gas amount control valve
403: Air inlet port 404: Air volume control valve
405: passage 406:
410: combustion passage 411: circulation passage
412: Circulating pump 413: Thermocouple
421: filling space 422: outer case
423: inner case 500: glass layer
600: Back sheet
Claims (6)
실리콘층(200)과, 실리콘층(200)의 양면에 있는 에바(Ethylene vinyl acetate, EVA)층(100)을 포함하여 구성되고, 상기 양면의 에바(EVA)층(100) 중 일측의 에바(EVA)층(100)에는 유리층(500)이 접하여 형성되어 있고, 타측의 에바(EVA)층(100)에는 백쉬트(600)가 접하여 형성되어 있는, 폐 태양광 모듈을 450 ~ 485℃가 균일하게 유지되는 질소분위기 상의 가열로(400)에 40 ~ 60 분간 가열시키는 가열단계;
상기 가열된 폐 태양광 모듈에서 유리층(500)과 백쉬트(600)를 물리적으로 당겨 분리하는 보조분리단계;
상기 보조분리단계를 거친 폐 태양광 모듈을 에바(EVA)층(100)의 유리전이온도(琉璃轉移; Glass transition) 이하로 일정 시간 동안 유지시켜 에바(EVA)층(100)의 탄성계수가 560N/㎟가 되도록 하는 냉각단계; 및
상기 냉각된 폐 태양광 모듈의 에바(EVA)층(100)을 실리콘층(200)으로부터 물리적으로 당겨 분리하는 분리단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법.A method of recovering silicon from a spent photovoltaic module,
A silicon layer 200 and an ethylene vinyl acetate (EVA) layer 100 on both sides of the silicon layer 200. The EVA layer 100 is formed on one side of the EVA layer 100, The EVA layer 100 is in contact with the glass layer 500 and the EVA layer 100 on the other side is in contact with the back sheet 600. The photovoltaic module is heated to 450 to 485 DEG C A heating step for heating the heating furnace 400 in a nitrogen atmosphere maintained uniformly for 40 to 60 minutes;
An auxiliary separation step of physically pulling and separating the glass layer 500 and the back sheet 600 from the heated photovoltaic module;
The EVA layer 100 is maintained at a modulus of elasticity of 560 N or less by maintaining the photovoltaic module having passed through the auxiliary separation step for a predetermined time or less of the glass transition temperature of the EVA layer 100, / Mm < 2 >; And
(EVA) layer 100 of the cooled photovoltaic module is physically pulled apart from the silicon layer 200
≪ / RTI > wherein the photovoltaic module comprises a photovoltaic module.
상기 냉각단계는 폐 태양광 모듈 주변 온도를 -40℃ 상태로 17분간 유지하는 것으로 이루어져 있고,
상기 분리단계시 에바(EVA)층(100)의 표면 온도가 -20℃ 이하를 유지한 상태에서 분리시키는 것을 특징으로 하는,
폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법.The method according to claim 1,
In the cooling step, the ambient temperature of the closed photovoltaic module is maintained at -40 DEG C for 17 minutes,
Wherein the EVA layer (100) is separated in a state where the surface temperature of the EVA layer (100) is maintained at -20 占 폚 or less during the separation step.
A method for recovering silicon from a spent photovoltaic module.
상기 분리단계는,
각 에바(EVA)층(100)에 롤러(220) 일측을 고정시킨 상태에서 롤러(220)를 회전시켜 분리하는 것을 특징으로 하는,
폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법.The method according to claim 1,
Wherein the separating step comprises:
Characterized in that the rollers (220) are rotated and separated while one side of the rollers (220) is fixed to each EVA layer (100)
A method for recovering silicon from a spent photovoltaic module.
상기 롤러(220)는 일측이 에바(EVA)층(100)에 고정된 상태에서 회전하면서 실리콘층(200)과 일정 각도를 유지하면서 경사지게 이동하도록 하여 분리하는 것을 특징으로 하는,
폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법.The method of claim 3,
Wherein the rollers 220 are separated from the EVA layer 100 while being fixed to the EVA layer 100 while being inclined while maintaining a certain angle with the silicon layer 200. [
A method for recovering silicon from a spent photovoltaic module.
상기 가열로(400)는 외부케이스(422)와 내부케이스(423)의 이중 구조로 이루어져 있고, 외부케이스(422)와 내부케이스(423)의 사이에는 물이 충진된 충진공간(421)이 형성되어 있으며, 내부케이스(423)의 내부 하측에는 상기 폐 태양광 모듈이 거치되며, 내부 상부에는 화염불꽃이 생성되어 후열 방식에 의해 폐 태양광 모듈이 가열되고, 상기 화염불꽃 상측에는 물가열탱크(409)가 설치되어 있으며, 물가열탱크(409) 일측은 상기 충진공간(421) 상부와 연결되고, 타측은 상기 충진공간(421) 하부와 연결되어 충진공간(421)의 물이 물가열탱크(409)에서 가열되어 순환하는 것을 특징으로 하는,
폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법.The method according to claim 1,
The heating furnace 400 has a dual structure of an outer case 422 and an inner case 423 and a filling space 421 filled with water is formed between the outer case 422 and the inner case 423 The waste solar photovoltaic module is mounted on an inner lower side of the inner case 423, a flame is generated on the upper part of the inner solar battery module, and the waste photovoltaic module is heated by a post heat system. And the other side is connected to the lower part of the filling space 421 so that the water in the filling space 421 is connected to the water storage tank 421 409, < / RTI >
A method for recovering silicon from a spent photovoltaic module.
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