KR101986837B1 - 태양광 폐모듈 자원화 시스템 - Google Patents

태양광 폐모듈 자원화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 폐모듈의 각 구성을 재활용하기 위한 자원화 시스템에 있어서 가열된 커팅날을 이용해 셀과 강화유리를 분리시키도록 함으로써, 셀과 강화유리의 정교하고 신속한 분리가 가능하도록 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 관한 것이다.

Description

태양광 폐모듈 자원화 시스템{A Recycling System of Unusable Solar Module}
본 발명의 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 폐모듈의 각 구성을 재활용하기 위한 자원화 시스템에 있어서 가열된 커팅날을 이용해 셀과 강화유리를 분리시키도록 함으로써, 셀과 강화유리의 정교하고 신속한 분리가 가능하도록 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 관한 것이다.
최근 에너지 고갈에 대한 관심이 커지면서 대체에너지에 관한 연구가 활발해지고 있고, 이에 따른 신재생에너지 산업 시장이 확대됨에 따라 태양광 발전 사업이 크게 이슈되고 있으며, 국내에서도 각종 건물, 공공시설뿐만 아니라 일반 주택이나 아파트 등에도 태양광 발전 장치가 설치되어 사용되고 있다.
하지만, 태양광 발전 장치에 대한 연구는 활발하게 이루어지고 있는 반면, 수명을 다한 태양광 모듈의 처분에 대한 연구는 활발하게 이루어지지 못하고 있으며, 태양광 모듈은 유리, 알루미늄, 실리콘, 구리, 은 등으로 구성되어 90% 이상이 재활용 가능함에도 불구하고, 사용 불가능한 태양광 모듈 대부분이 매립되어 처리되고 있는 실정이다.
또한, 태양광 모듈의 수명을 20 ~ 25년으로 보았을 때, 2000년대부터 본격적으로 설치되기 시작한 태양광 모듈들이 조만간 그 수명을 다하게 되며, 폐모듈로 처리되어야 할 태양광 모듈의 숫자는 급격하게 늘어날 것임이 분명하다.
따라서, 태양광 폐모듈을 재활용하기 위한 기술 개발이 조금씩 이루어지고 있으나, 그 방식은 아래 특허문헌과 같이 태양광 모듈 전체를 파쇄하여 분류하도록 하거나, 화학적 처리에 의해 EVA(충진재)를 제거하여 태양광 모듈의 각 구성을 분리해내도록 하고 있다.
태양광 모듈을 파쇄하여 분류하는 방식은 그 과정이 매우 어렵고 오래 걸리며 제대로 분류가 이루어지지 못하는 문제가 있고, 화학적 처리에 의한 방식은 환경적으로 매우 유해할 뿐만 아니라, 모듈로부터 EVA의 완전한 제거가 불가능하고, 대량의 태양광 모듈을 처리하기 어렵다는 문제가 있었다.
(특허문헌)
공개특허공보 제10-2013-0060708호(2013. 06. 10. 공개) "태양광 발전 폐설비 재활용 방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 태양광 모듈의 셀과 강화유리의 정교하고 신속한 분리가 가능하도록 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 셀에 대한 발열의 영향을 최소화하면서 신속한 작업이 가능하고 간단한 장치의 구성이 가능하도록 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 커팅날 양방향 전체에 걸쳐 균일한 열의 공급이 이루어지도록 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 EVA의 효과적인 제거와 효율적인 전력 사용이 가능하도록 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 다양한 크기의 태양광 모듈에 대한 신속한 작업이 가능하도록 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 커팅날에 주어지는 부하를 줄일 수 있도록 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 셀에 남아있는 이물질을 최소화할 수 있도록 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템은 태양광 모듈의 프레임을 분리하는 프레임분리장치와; 상기 프레임분리장치에 의해 프레임이 분리된 태양광모듈의 셀과 강화유리를 분리시키는 셀분리장치;를 포함하고, 상기 셀분리장치는 가열된 커터날에 의해 셀과 강화유리를 분리시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 있어서, 상기 셀분리장치는 셀과 강화유리를 분리시키는 커팅부를 포함하고, 상기 커팅부는 날카로운 끝단을 형성하여 셀과 강화유리 사이의 EVA를 절단하여 제거하는 커팅날과, 상기 커팅날의 내부에 형성되어 열을 발생시키는 발열수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 있어서, 상기 발열수단은 상기 커팅날의 내부 양 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되며, 전류의 공급에 따라 열을 발생시키는 발열체와; 상기 발열체 사이 사이를 연결하도록 형성되어 전류를 공급하는 전력선;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 있어서, 상기 발열수단은 상기 커팅날의 전후 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 형성되며, 태양광 모듈에 진입하는 측에서 멀어질수록 낮은 온도로 발열되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 있어서, 상기 커팅부는 상기 커팅날의 회전이 가능하도록 하는 회전수단을 포함하며, 상기 회전수단은 셀과 강화유리 사이의 간격에 따라 회전각도가 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 있어서, 상기 커팅부는 상기 커팅날의 끝단에 형성되어 압력을 측정하는 압력센서를 포함하여, 상기 압력센서에 의해 측정되는 압력에 따라 상기 발열수단의 온도 또는 상기 커팅날의 회전각도가 조절되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 있어서, 상기 셀분리장치는 상기 커팅부의 후측에 이격되도록 형성되어 셀에 남아있는 잔여물질을 처리하는 잔여물질처리부를 포함하고, 상기 잔여물질처리부는 셀에 접촉되어 잔여물질을 제거하는 접촉부재와, 상기 접촉부재의 하단에 형성되어 셀을 향해 열풍을 분사하는 열풍분사수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 있어서, 상기 잔여물질처리부는 상기 접촉부재 및 열풍분사수단의 회전이 가능하도록 하는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 있어서, 상기 잔여물질처리부는 상기 접촉부재의 끝단에 형성되어 압력을 측정하는 압력센서를 포함하여, 압력센서에 의해 측정되는 압력에 따라 상기 열풍분사수단에 의해 분사되는 열풍의 온도 또는 접촉부재의 회전각도를 조절하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템에 있어서, 상기 셀분리장치는 상기 커팅부 및 잔여물질처리부가 고정되어 함께 이동하도록 하는 본체부를 포함하고, 상기 본체부는 상기 커팅부 및 잔여물질처리부의 높이가 조절되도록 하는 높이조절수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 가열된 커팅날을 이용해 셀과 강화유리를 분리시키도록 함으로써, 셀과 강화유리의 정교하고 신속한 분리가 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 커팅날 내부에 전기 공급에 의해 발열하는 발열수단을 포함하도록 함으로써, 셀에 대한 영향을 최소화하면서 신속한 작업이 가능하고 간단한 장치의 구성이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 커팅날의 좌우 방향을 따라 발열체가 일정 간격으로 형성되도록 하고, 발열체는 전력선에 의해 직렬로 연결되도록 함으로써, 커팅날 양방향 전체에 걸쳐 균일한 열의 공급이 이루어지도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 발열수단이 전후 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개 형성되도록 하고, 태양광 모듈에 진입하는 측에서 멀어질수록 낮은 온도로 발열되도록 하여, EVA의 효과적인 제거와 효율적인 전력 사용이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 셀과 강화유리 사이의 간격에 따라 커팅날의 회전각도를 조절하도록 함으로써 다양한 크기의 태양광 모듈에 대한 신속한 작업이 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 커팅날에 주어지는 압력에 따라 발열수단의 온도 도는 커팅날의 회전각도를 조절하도록 함으로써, 커팅날에 주어지는 부하를 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명은 접촉부재에 의한 마찰과 열풍으로 셀에 남은 잔여물질을 제거하도록 함으로써, 셀에 잔여하는 이물질을 최소화할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 태양광 모듈의 구성을 나타내는 참고도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템의 구성도
도 3은 도 2의 셀분리장치의 사시도
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 절단한 단면도
도 5는 도 3의 B-B선을 따라 절단한 단면도
도 6은 도 2의 셀분리장치의 측면도
도 7은 도 2의 셀분리장치의 작동과정을 설명하기 위한 참고도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀분리장치를 나타내는 측면도
도 9는 도 8의 잔여물질처리부를 나타내는 평면도
도 10은 도 8의 셀분리장치의 작동과정을 설명하기 위한 참고도
도 11은 제어부의 구성을 나타내는 블럭도
도 12는 도 2의 자원화장치의 구성을 나타내는 블럭도
이하에서는 본 발명에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하고, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 폐모듈 자원화 시스템을 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명하면, 상기 자원화 시스템은 태양광 모듈의 프레임(100)을 분리하는 프레임분리장치(1)와; 상기 프레임분리장치(1)에 의해 프레임(100)이 분리된 태양광모듈의 셀(200)과 강화유리(300)를 분리시키는 셀분리장치(3)와; 상기 프레임분리장치(1) 및 셀분리장치(3)에 의해 분리된 프레임(100), 셀(200), 강화유리(300)를 재활용하는 자원화장치(5);를 포함한다.
태양광 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 프레임(100)에 지지된 상태에서 강화유리(300)와 백시트(500) 사이에 셀(200)을 위치시키고, EVA(400)를 충진하여 압착된 상태를 유지할 수 있도록 한다. 태양광 모듈의 프레임(100)은 고체 상태의 금속 등으로 형성되어 그 상태로 재활용이 가능하고, 강화유리(300)는 파쇄를 실시하여 재가공이 이루어지도록 할 수 있으며, 특히 셀(200)은 구리, 은, 납 등의 유가금속과 다양한 희귀금속, 고순도 실리콘 등이 함유되어 이를 추출하여 재활용하도록 할 수 있다. 다만, 셀(200)로부터 희귀금속 등을 추출하기 위해서는 셀(200)을 용해시키는 방법을 주로 사용하는데, 셀(200)에 부착된 EVA(400)와 이물질을 완전히 제거하는 것이 어려워 셀(200)로부터 고순도의 희귀금속 등을 추출하지 못하는 문제가 있었다. 또한, 셀(200)로부터 EVA(400) 등을 제거하기 위해서는 화학물질을 이용하는 방법이 주로 사용되었으므로, 유해 물질이 포함되어 환경에 악영향을 미칠 뿐만 아니라, 공정이 매우 복잡하고 셀(200)로부터 EVA(400), 기타 이물질들을 완벽하게 제거하지 못하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 가열된 커팅날(311)을 이용하여 셀(200)과 강화유리(300)를 분리시키도록 하여, 정교하면서도 신속한 분리 작업이 이루어질 수 있도록 함으로써, 셀(200)에 부착된 EVA(400) 및 이물질들을 최대한 제거할 수 있도록 하였으며, 적은 비용으로 많은 양의 태양광 폐모듈을 빠르게 처리할 수 있도록 하였다. 이를 통해, 본 발명은 적은 비용을 투입하면서도 환경 오염을 줄이고, 고순도의 희귀금속 등을 추출하도록 함으로써, 태양광 모듈에 의한 발전의 경제성을 획기적으로 향상시킬 수 있도록 한다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 도 3의 a-b 방향을 상하, c-d 방향을 전후, e-f 방향을 좌우 방향으로 정의하도록 한다.
상기 프레임분리장치(1)는 태양광 모듈의 프레임(100)을 분리시키는 장치로, 물리적인 힘에 의해 프레임(100)을 분리시키도록 한다. 상기 프레임분리장치(1)는 도면에 도시하지는 않았으나 태양광 모듈 양측에서 프레임(100)을 집어 분리시키도록 할 수 있으며, 물리적인 힘을 가하여 프레임(100)을 분리시킬 수 있는 다양한 장치가 적용될 수 있고, 강화유리(300) 및 셀(200)의 손상을 최소화할 수 있는 힘의 크기로 프레임(100)을 집어 옮기도록 한다.
상기 셀분리장치(3)는 도 1(a)에 도시된 바와 같이 프레임(100)이 분리된 태양광 모듈에서 셀(200)과 강화유리(300)를 분리시키는 장치로, 셀(200)과 강화유리(300) 사이에 충진되어 있는 EVA(400)를 제거하여 분리되도록 한다. 상기 셀분리장치(3)는 가열된 커팅날(311)을 이용하여 합성 수지로 형성되는 EVA(400)를 녹이며 셀(200)과 강화유리(300)의 용이한 제거가 가능하도록 하고, 커팅날(311)을 셀(200)에 밀착시켜 EVA(400)가 셀(200)에 잔여되지 않고 깔끔한 제거가 가능하도록 한다. 또한, 상기 셀분리장치(3)는 도 8에 도시된 바와 같이 셀(200)의 잔여물질을 제거할 수 있는 잔여물질처리부(33)를 추가로 구성할 수 있으며, 이를 통해 셀(200)에 남아있는 잔여물질을 최대한 제거할 수 있도록 하여, 셀(200)에 포함된 희귀금속 등의 추출시 이물질의 함유량을 낮추도록 함으로써, 고순도의 희귀금속을 추출할 수 있고 이물질 처리에 드는 공정과 비용 및 시간을 절약하도록 할 수 있다. 또한, 상기 셀분리장치(3)는 상하 한 쌍으로 형성되어 셀(200)과 강화유리(300) 사이, 셀(200)과 백시트(500) 사이의 EVA(400)를 동시에 제거하도록 구성할 수도 있으며, 이하에서는 셀(200)과 강화유리(300) 사이를 분리시키는 것을 기준으로 설명하도록 한다. 상기 셀분리장치(3)는 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 EVA(400)를 커팅날(311)에 의해 제거하여 분리시키는 커팅부(31), 커팅부(31)의 후단에 형성되어 셀(200)에 잔여하는 EVA(400) 또는 이물질을 제거하는 잔여물질처리부(33), 상기 커팅부(31) 및/또는 잔여물질처리부(33)를 지지하며 이동경로를 제공하는 본체부(35), 상기 커팅부(31) 및/또는 잔여물질처리부(33)의 작동을 제어하는 제어부(37)를 포함할 수 있다.
상기 커팅부(31)는 셀(200)과 강화유리(300) 사이를 통과하며 EVA(400)를 제거하는 구성으로, 가열된 커팅날(311)에 의해 EVA(400)를 높여 쉽게 제거되도록 하고, 커팅날(311)을 회전시켜 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 맞도록 조절하도록 하며, 커팅날(311)에 주어지는 압력을 측정하여 이에 따른 온도, 회전각도, 속도 등이 조절되도록 함으로써 커팅날(311)에 주어지는 부하를 최소화하고 신속하고 안전한 작업이 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 커팅부(31)는 상기 셀(200)과 강화유리(300) 사이를 통과하며 EVA(400)접촉되는 커팅날(311), 상기 커팅날(311)의 내부에 형성되어 열을 발생시키는 발열수단(312), 상기 커팅날(311)을 회전시키는 회전수단(313), 상기 커팅날(311)에 주어지는 압력을 측정하는 압력센서(314)를 포함한다.
상기 커팅날(311)은 날카로운 양단을 가진 칼의 형태로 형성되어 EVA(400)를 잘라내는 구성으로, 내부에 발열수단(312)을 구비하여 EVA(400)의 절단이 더욱 쉽게 이루어지도록 한다. 상기 커팅날(311)은 일정 크기의 내부 공간을 형성하여 발열수단(312)이 수용될 수 있도록 하며, 금속 소재로 형성되어 EVA(400)의 절단과 발열이 쉽게 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 상기 커팅날(311)은 상기 회전수단(313)에 의해 회전이 가능하도록 형성되어, 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 따라 회전 각도가 조절되도록 하며, 이를 통해 셀(200)과 강화유리(300) 사이에 밀착되어 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 EVA(400)를 한번에 제거할 수 있도록 하고, 다양한 크기를 갖는 태양광 모듈에 대해서도 적용이 가능하도록 한다. 또한, 상기 커팅날(311)은 상기 발열수단(312)에 의해 좌우방향으로 균일한 열의 공급이 이루어지도록 하며, EVA(400) 전체의 균일하고 효율적인 제거가 가능하도록 하고, 전후 방향으로는 차등적인 열의 발생이 이루어지도록 하여, EVA(400)의 효율적인 제거와 함께 전력 사용량을 줄일 수 있도록 한다.
상기 발열수단(312)은 상기 커팅날(311)의 내부에 형성되어 열을 발생시키는 구성으로, 가열된 커팅날(311)에 의해 EVA(400)의 용이한 제거가 가능하도록 한다. 상기 발열수단(312)은 커팅날(311)의 내부에 형성됨에 따라 간단한 장치로 EVA(400)의 제거가 가능하도록 하며, 커팅날(311)의 좌우 방향 전체에 걸쳐 균일하게 열을 발생시키도록 하여, EVA(400) 전체에 대한 고른 제거와 열의 효율적 사용이 가능하도록 한다. 또한, 상기 발열수단(312)은 도 4에 도시된 바와 같이 커팅날(311)의 전후 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 형성되도록 하고, 전후 방향으로 형성되는 복수의 발열수단(312)은 차등적으로 열이 발생되도록 한다. 다시 말해, 상기 발열수단(312)은 전후 방향 복수개 형성되도록 하여 커팅날(311)의 전후 방향에 걸쳐 폭넓은 열의 발생이 이루어지도록 함으로써, 커팅날(311)이 통과하며 EVA(400)의 효율적인 제거가 가능하도록 하고, 복수개의 발열수단(312)은 태양광 모듈에 진입하는 측에서 멀어질수록 낮은 온도의 열이 발생되도록 하여, 열의 사용량을 절감할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 발열수단(312)은 상기 커팅날(311)의 내부에 좌우 방향을 따라 일정 간격으로 형성되는 발열체(312a), 상기 발열체(312a) 사이를 연결하여 전력을 공급하는 전력선(312b)을 포함한다.
상기 발열체(312a)는 전류의 공급에 따라 열을 발생시키는 구성으로, 저항이 크고 융점이 높은 니크롬선 등의 금속, 탄소 등으로 이루어진 비금속의 선 또는 면상으로 구성될 수 있다. 상기 발열체(312a)는 도 5에 도시된 바와 같이 커팅날(311) 전체에 걸쳐 좌우 방향으로 복수개가 일정 간격 이격되어 형성되도록 하며, 복수개의 발열체(312a)는 전력선(312b)에 의해 연결되도록 한다. 따라서, 상기 발열체(312a)는 직류 회로의 저항과 같은 역할을 하여, 좌우 방향의 발열체(312a)에 동일한 전류가 공급됨으로써 동일한 열의 발생이 이루어지도록 한다. 이를 통해, 상기 커팅날(311)은 좌우 방향 전체에 걸쳐 균일한 열이 발생되며, 이를 통해 EVA(400)를 통과하는 커팅날(311) 전체에 고르게 열이 발생됨으로써, 커팅날(311)이 EVA(400)에 걸리거나 부하가 증가하는 등의 문제 없이 EVA(400)의 제거가 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.
상기 전력선(312b)은 복수의 발열체(312a) 사이를 연결하여 전력이 공급되도록 하는 구성으로, 전류가 흐를 수 있는 케이블 등의 다양한 구성이 적용될 수 있다.
상기 회전수단(313)은 상기 커팅날(311)을 회전시키는 구성으로, 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 따라 커팅날(311)의 회전각도가 조절되도록 한다. 따라서, 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 맞게 회전한 커팅날(311)은 셀(200)과 강화유리(300)에 접촉될 수 있으며, 이를 통해 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 EVA(400)는 커팅날(311) 한번의 이동으로 제거되도록 하여 신속하고 정교한 분리 작업이 가능하도록 한다. 상기 회전수단(313)은 커팅날(311)의 양측에서 커팅날(311)을 지지하여 회전이 가능하도록 하고, 구동력을 전달받아 일정 각도의 회전이 이루어지도록 한다. 이를 위해, 상기 회전수단(313)은 커팅날(311)을 지지하는 회전봉(313a)과 회전봉(313a)을 회전시키는 회전모터(313b)를 포함한다.
상기 회전봉(313a)은 커팅날(311)의 양측에 결합되도록 형성되며, 회전모터(313b)로부터 구동력을 전달받아 회전되도록 한다.
상기 회전모터(313b)는 상기 회전봉(313a)을 회전시키는 구동력을 전달하여 커팅날(311)의 회전이 이루어지도록 하는 구성으로, 회전각도의 조절이 이루어질 수 있도록 스텝모터 등이 적용될 수 있다. 따라서, 상기 회전모터(313b)는 일정 각도로 커팅날(311)의 회전이 이루어지도록 할 수 있으며, 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 두께에 따라 커팅날(311)의 회전각도가 조절될 수 있도록 한다. 상기 회전모터(313b)의 작동은 상기 제어부(37)의 후술할 회전조절부(373)에 의해 이루어질 수 있다.
상기 압력센서(314)는 상기 커팅날(311)의 일단에 형성되어 압력을 측정하는 구성으로, 측정된 압력은 실시간으로 상기 제어부(37)에 전달되도록 한다. 따라서, 상기 압력센서(314)는 커팅날(311)의 일단에 주어지는 압력을 알 수 있도록 하며, 상기 압력센서(314)에 의해 측정되는 압력에 따라 커팅날(311)의 온도, 이동속도, 회전각도가 조절될 수 있도록 한다. 다시 말해, 상기 커팅날(311)에 주어지는 압력이 큰 경우에는 커팅날(311)의 온도를 높이거나 이동속도를 줄이거나 또는 회전각도를 작게 함으로써, 커팅날(311)에 주어지는 부하를 줄일 수 있으며, 이를 통해 커팅날(311)이 걸려 분리작업이 제대로 이루어지지 못하거나 커팅날(311)의 손상, 장치의 고장이 발생하는 것을 막을 수 있다. 상기 압력센서(314)는 커팅날(311)의 좌우 방향을 따라 복수개가 형성될 수 있으며, 각 압력센서(314)로부터 측정된 압력값을 수신하여 가장 큰 압력값을 기준으로 온도, 속도, 회전각 등의 조절이 이루어지도록 할 수 있다. 이를 통해, 상기 커팅날(311)의 어떠한 지점에 대해서도 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하도록 할 수 있다.
상기 잔여물질처리부(33)는 상기 커팅부(31)의 후단에 형성되어 셀(200)에 잔여하는 EVA(400) 및 이물질을 제거하는 구성으로, 셀(200)에 대한 접촉으로 EVA(400) 및 이물질 등을 제거하도록 하면서 열풍을 분사하여 EVA(400) 및 이물질의 효과적인 제거가 가능하도록 한다. 또한, 상기 잔여물질처리부(33)도 커팅날(311)과 같이 회전이 가능하도록 하여 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 두께에 따라 회전각도의 조절이 이루어지도록 하며, 주어지는 압력에 따라 열풍의 온도를 조절하거나 회전각도를 조절하여 접촉부재(331)에 주어지는 부하를 줄이도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 잔여물질처리부(33)는 도 8에 도시된 바와 같이 셀(200)에 접촉되어 EVA(400) 및 이물질을 제거하는 접촉부재(331), 셀(200)에 열풍을 분사하는 열풍분사수단(332), 상기 접촉부재(331) 및 열풍분사수단(332)을 회전시키는 회전수단(333), 접촉부재(331)의 일단에 형성되어 압력을 측정하는 압력센서(334)를 포함한다.
상기 접촉부재(331)는 셀(200)에 접촉되어 남아있는 EVA(400) 및 이물질을 제거하는 구성으로, 일정 길이를 가진 봉 형상으로 형성될 수 있다. 본 발명은 상기 커팅부(31)에 의하여 EVA(400)의 제거가 이루어지도록 하고 있으나, 셀(200)의 용해시 EVA(400) 및 이물질의 함량을 최소화하도록 하기 위해 상기 접촉부재(331)를 셀(200)에 접촉시켜 남아있는 이물질 등을 제거하도록 한다. 상기 접촉부재(331)는 그 일단에 마찰력을 높이도록 하는 마찰면(331a)을 형성하도록 할 수 있으며, 상기 마찰면(331a)은 고무 등으로 형성되어 셀(200)에 남아있는 이물질 등을 셀(200)로부터 이탈시키도록 한다. 상기 접촉부재(331)는 상기 회전수단(333)에 의해 회전이 가능하도록 하여, 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 두께에 따라 회전각도가 조절될 수 있도록 하며, 이를 통해 다양한 크기의 태양광 모듈에 대해서도 셀(200)과의 접촉에 의한 이물질 등의 제거가 가능하도록 한다. 또한, 상기 접촉부재(331)는 그 마찰면(331a) 상에 압력센서(334)를 형성하여 접촉부재(331)에 주어지는 압력을 측정하도록 한다.
상기 열풍분사수단(332)은 상기 셀(200)을 향해 고온의 열풍을 분사하는 구성으로, 상기 접촉부재(331)의 하단에 일체로 형성되도록 할 수 있다. 상기 열풍분사수단(332)은 고온의 열풍을 분사하여 셀(200)에 남아있는 EVA(400)를 녹일 수 있도록 하면서 이물질을 셀(200)로부터 이탈시킬 수 있도록 한다. 상기 열풍분사수단(332)은 상기 접촉부재(331)와 일체로 형성되어 함께 회전하며, 셀(200)을 향해 열풍을 분사할 수 있도록 형성되는 분사노즐(332a)과, 좌우 방향을 따라 분사노즐(332a)에 열풍이 공급되는 경로를 형성하는 열풍공급라인(332b)을 포함한다.
상기 분사노즐(332a)은 상기 열풍공급라인(332b)을 중심으로 전측으로 연장되도록 형성되어, 열풍공급라인(332b)을 통해 공급되는 열풍을 전측으로 분사할 수 있도록 한다. 상기 분사노즐(332a)은 상기 접촉부재(331)와 평행한 방향으로 형성되거나 평행한 방향보다 높은 방향을 향하도록 형성될 수 있으며, 이를 통해 접촉부재(331)가 셀(200)에 접촉될 때, 접촉된 지점을 향해 열풍이 분사될 수 있도록 한다. 상기 분사노즐(332a)은 좌우 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 형성될 수 있으며, 이를 통해 접촉부재(331)가 접촉되는 셀(200) 전체에 걸쳐 열풍이 분사될 수 있도록 한다. 또한, 상기 분사노즐(332a)은 열풍이 분사되는 방향으로 갈수록 내경이 작아지도록 형성되어 더욱 강한 압력의 열풍이 분사되도록 할 수 있다.
상기 열풍공급라인(332b)은 상기 분사노즐(332a)에 열풍을 공급하는 경로를 형성하는 구성으로, 좌우 방향을 따라 일정 경로를 형성하도록 할 수 있으며, 전측으로 상기 분사노즐(332a)이 연통되어 형성되도록 한다. 상기 열풍공급라인(332b)은 별도의 열풍 공급수단(미도시)으로부터 열풍을 공급받도록 할 수 있으며, 후술할 회전모터(333b) 또는 본체부(35)의 내부에 열풍을 생성하여 제공하는 수단을 마련하여 열풍공급라인(332b)에 열풍을 공급하도록 할 수 있다.
상기 회전수단(333)은 상기 접촉부재(331) 및 열풍분사수단(332)을 회전시키는 구성으로, 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 따라 회전각도가 조절되도록 한다. 따라서, 상기 접촉부재(331)는 셀(200)에 접촉될 수 있도록 회전되어 셀(200)에 남아있는 잔여 이물질 등을 제거할 수 있으며, 상기 열풍분사수단(332)은 셀(200)을 향해 열풍을 분사하여 EVA(400)를 녹이고 잔여 이물질 등이 셀(200)로부터 이탈되도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 회전수단(333)은 접촉부재(331)의 양측에서 접촉부재(331)를 지지하는 회전봉(333a)과, 상기 회전봉(333a)을 회전시키는 구동력을 제공하는 회전모터(333b)를 포함한다.
상기 회전봉(333a)은 상기 접촉부재(331)의 양측에 결합하며, 상기 회전모터(333b)로부터 구동력을 전달받아 회전한다.
상기 회전모터(333b)는 상기 회전봉(333a)을 회전시켜 접촉부재(331) 및 열풍분사수단(332)이 회전되도록 하며, 회전 각도의 조절이 가능하도록 스텝모터 등이 적용될 수 있다. 따라서, 상기 접촉부재(331) 및 열풍분사수단(332)은 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 맞게 회전될 수 있다. 상기 회전모터(333b)는 상기 제어부(37)의 후술할 회전각도조절모듈(374c)에 의해 제어된다.
상기 압력센서(334)는 접촉부재(331)의 일단에 형성되어 압력을 측정하는 구성으로, 셀(200)과의 접촉시 압력을 측정하여 제어부(37)로 전달하도록 한다. 상기 압력센서(334)는 접촉부재(331)의 마찰면(331a)에 형성되어 접촉부재(331)에 주어지는 압력을 측정하게 되며, 측정되는 압력에 따라 열풍의 온도 또는 접촉부재(331)의 회전각도를 조절하도록 한다. 다시 말해, 접촉부재(331)에 주어지는 압력이 큰 경우 열풍의 온도를 높이거나 회전각도를 작게 하여 접촉부재(331)에 걸리는 부하를 줄이도록 하며, 이를 통해 접촉부재(331)의 손상 및 잔여물질처리부(33)의 고장을 방지하도록 하고, 잔여물질처리부(33)의 원활하고 효율적인 작동이 가능하도록 한다. 상기 압력센서(334)는 접촉부재(331)의 좌우 방향을 따라 일정 간격 이격되어 복수개가 형성될 수 있으며, 후술할 잔여물질처리조절부(374)에서 복수의 압력값 중 가장 높은 압력값을 기준으로 열풍 온도, 회전각도 등의 조절되도록 하여 접촉부재(331) 전체에 대한 과도한 부하를 방지할 수 있도록 한다.
상기 본체부(35)는 상기 커팅부(31) 및/또는 잔여물질처리부(33)를 지지하며, 일정 경로를 따른 이동이 가능하도록 하는 구성으로, 상기 커팅부(31)만이 형성될 경우에는 커팅부(31)를 지지하도록 하고, 커팅부(31)와 잔여물질처리부(33)가 동시에 형성될 경우에는 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)를 동시에 지지하여 함께 이동될 수 있도록 한다. 이하에서는 커팅부(31)와 잔여물질처리부(33)가 동시에 형성되는 경우로 가정하여 설명하도록 한다. 상기 본체부(35)는 상기 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)를 이동시키는 이동수단(351)과 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)의 높이를 조절하는 높이조절수단(352)을 포함한다.
상기 이동수단(351)은 상기 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)를 이동시키는 구성으로, 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)가 태양광 모듈을 따라 이동하며 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 EVA(400) 및 이물질을 제거하여 분리가 이루어지도록 한다. 상기 이동수단(351)은 바닥에 지지된 상태로 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)를 이동시킬 수 있으며, 상기 셀분리장치(3)가 상하로 한 쌍이 형성되는 경우에는 이동수단(351)도 상하로 한 쌍이 형성되어 함께 이동되도록 할 수 있다. 상기 이동수단(351)은 이동경로를 제공하는 이동레일(351a)과 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동모터(351b)를 포함한다.
상기 이동레일(351a)을 상기 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)가 이동하는 경로를 제공하는 구성으로, 상기 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)가 지지되는 본체부(35)가 이동레일(351a)을 따라 이동하도록 한다. 상기 이동레일(351a)은 바닥에 지지되도록 형성될 수 있으며, 셀분리장치(3)가 상하로 형성되는 경우에는 이동레일(351a)도 상하로 형성되도록 할 수 있다.
상기 구동모터(351b)는 상기 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)가 이동하는 동력을 제공하는 구성으로, 상기 본체부(35) 내부에 형성될 수 있으며, 본체부(35)가 이동레일(351a)에 지지된 상태에서 바퀴(미도시) 등을 구동시켜 이동레일(351a)을 따라 이동할 수 있도록 한다. 상기 구동모터(351b)는 상기 제어부(37)의 후술할 속도조절부(372)에 의해 구동력이 조절될 수 있으며, 이를 통해 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)이 이동속도가 조절될 수 있도록 한다.
상기 높이조절수단(352)은 상기 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)의 높이를 조절하는 구성으로, 태양광 모듈의 크기, 더욱 정확하게는 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 절단되어야 할 위치에 따라 높이를 조절하도록 한다. 따라서, 본 발명은 다양한 크기를 갖는 태양광 모듈에 대해서도 신속하고 용이하게 분리 작업을 실시할 수 있도록 한다. 상기 높이조절수단(352)은 상기 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33) 각각이 본체부(35)에 지지되도록 하는 높이조절부재(352a)와, 상기 높이조절부재(352a)의 승강을 조절하는 승강구동부(352b)를 포함한다.
상기 높이조절부재(352a)는 상기 커팅부(31)와 잔여물질처리부(33) 각각에 연결되도록 형성되며, 더욱 정확하게는 각각의 회전모터(313b,333b) 외형에 결합되도록 구성할 수 있다. 상기 높이조절부재(352a)는 길이를 조절할 수 있는 다단식 파이프 등이 적용될 수 있으며, 상기 승강구동부(352b)의 작동에 따라 그 길이가 조절될 수 있도록 한다.
상기 승강구동부(352b)는 상기 높이조절부재(352a)의 길이를 조절하는 구성으로, 유압식 펌프 등이 적용되어 그 작동에 따라 높이조절부재(352a)의 길이를 조절할 수 있도록 한다.
상기 제어부(37)는 상기 셀분리장치(3)의 작동을 조절하는 구성으로, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 발열수단(312)에 의해 발생되는 열의 온도를 조절하는 온도조절부(371), 커팅부(31) 및 잔여물질처리부(33)의 이동속도를 조절하는 속도조절부(372), 상기 커팅날(311)의 회전각도를 조절하는 회전조절부(373), 상기 잔여물질처리부(33)의 작동을 조절하는 잔여물질처리조절부(374)를 포함한다.
상기 온도조절부(371)는 상기 발열수단(312)에 의해 발생되는 열의 온도를 조절하여 가열된 커팅날(311)의 온도를 조절하는 구성으로, 커팅날(311)에 주어지는 압력에 따라 온도를 조절하도록 할 수 있다. 또한, 상기 온도조절부(371)는 급격한 온도 변화와 과도한 가열을 방지하여 셀(200)의 손상을 막을 수 있도록 하며, 커팅날(311)의 전후 방향에 걸쳐 차등적인 가열이 이루어지도록 함으로써 효율적인 EVA(400)의 제거와 열의 사용이 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 온도조절부(371)는 초기온도설정모듈(371a), 압력값수신모듈(371b), 압력대비온도제어모듈(371c), 점진적승강모듈(371d), 최대온도제한모듈(371e), 온도차등제어모듈(371f)을 포함한다.
상기 초기온도설정모듈(371a)은 상기 발열수단(312)에 의해 발생되는 열의 초기 온도를 설정하는 구성으로, 설정된 초기값을 기준으로 압력을 측정하여 압력에 따른 온도의 조절이 이루어지도록 한다.
상기 압력값수신모듈(371b)은 상기 커팅부(31)의 압력센서(314)로부터 커팅날(311)에 주어지는 압력에 관한 정보를 수신하는 구성으로, 상기 커팅부(31)의 작동이 이루어지는 동안 실시간으로 수신하도록 할 수 있다. 상기 압력값수신모듈(371b)에 의해 수신된 커팅날(311)의 압력값 정보는 상기 압력대비온도제어모듈(371c)로 전달되어 발열수단(312)의 작동이 조절되도록 한다.
상기 압력대비온도제어모듈(371c)은 상기 압력값수신모듈(371b)에 의해 수신되는 커팅날(311)의 압력값에 따라 발열수단(312)의 작동을 제어하는 구성으로, 상기 전력선(312b)을 통해 공급되는 전류의 양을 조절하여 커팅날(311)의 온도가 조절되도록 한다. 상기 압력대비온도제어모듈(371c)은 기준이 되는 압력값과 수신되는 압력값을 비교하여 압력이 낮은 경우에는 온도를 낮추도록 하고, 압력이 높은 경우에는 온도를 높이도록 하여 발열수단(312)에서 사용되는 전력양을 줄이면서 커팅날(311)에 주어지는 부하 또한 줄일 수 있도록 한다. 다만, 상기 압력대비온도제어모듈(371c)은 상기 점진적승강모듈(371d)에 의해 온도의 승강 비율이 조정되며, 상기 최대온도제한모듈(371e)에 의해 최대로 상승될 수 있는 온도가 제한된다. 또한, 상기 압력대비온도제어모듈(371c)은 복수의 압력센서(314)로부터 압력값을 수신하도록 할 수 있으며, 복수의 압력값 중 가장 높은 압력을 기준으로 온도의 조절이 이루어지도록 하여, 커팅날(311) 전체에 대한 과도한 부하를 방지하도록 할 수 있다.
상기 점진적승강모듈(371d)은 상기 압력대비온도제어모듈(371c)에 의한 온도의 승강 비율을 제한하여 온도의 급격한 변화를 방지하는 구성으로, 상기 압력대비온도제어모듈(371c)에 의해 발열수단(312)에서 발생되는 열의 온도가 제어될 때, 온도가 상승되거나 하강되는 속도를 제한하도록 한다. 태양광 모듈의 셀(200)은 급격한 온도 변화가 발생될 경우 셀(200)의 균열 또는 손상이 발생되어 재활용이 효율적으로 이루어질 수 없으므로, 상기 점진적승강모듈(371d)에 의해 커팅날(311)의 급격한 온도 변화를 제한하도록 한다.
상기 최대온도제한모듈(371e)은 상기 압력대비온도제어모듈(371c)에 의해 조절되는 온도의 최대값을 제한하는 구성으로, 상기 압력센서(314)에 의해 측정되는 압력값이 증가하여 발열수단(312)에 의해 발생되는 열의 온도를 증가시키는 경우 그 최대값을 제한하도록 한다. 따라서, 상기 최대온도제한모듈(371e)은 상기 커팅날(311)이 일정 온도 이상 가열되는 것을 차단할 수 있으며, 이를 통해 커팅날(311)의 과도한 온도에 의해 셀(200)이 손상되는 것을 막을 수 있도록 한다. 상기 최대온도제한모듈(371e)은 상기 발열수단(312)에 의한 열이 최대온도까지 상승하는 경우, 더 이상의 온도 상승을 차단하며, 이를 상기 속도조절부(372)로 전달하여 상기 본체부(35)의 이동속도가 조절되도록 한다.
상기 온도차등제어모듈(371f)은 전후 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개 형성되는 발열수단(312)에 대해 차등적인 열의 발생이 이루어지도록 하는 구성으로, 태양광 모듈에 진입하는 측에서 멀어질수록 낮은 온도의 열이 발생되도록 한다. 상기 커팅날(311)은 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 맞도록 회전된 상태에서 EVA(400) 층을 통과하게 되는바, 커팅날(311)의 전체가 EVA(400) 층과 접촉되어 EVA(400)를 녹이게 된다. 따라서, 상기 커팅날(311)은 커팅날(311) 전체를 통해 EVA(400)를 녹일 수 있도록 전후 방향으로 복수의 발열수단(312)이 구비되도록 한다. 다만, 태양광 모듈에 진입하는 측의 커팅날(311)은 EVA(400)를 녹이기 위해 많은 양의 열이 필요한 반면, 태양광 모듈에 진입하는 측에서 멀어지는 방향의 커팅날(311)은 이미 EVA(400) 층에 진입한 커팅날(311)의 열에 의해 적은 양의 열만이 필요하게 된다. 따라서, 상기 온도차등제어모듈(371f)은 태양광 모듈에 진입하는 측에서 멀어질수록 발열수단(312)에 의해 낮은 온도의 열이 발생되도록 하여 효율적인 EVA(400)의 제거와 함께 열의 발생을 위한 전력 사용을 절감할 수 있도록 한다.
상기 속도조절부(372)는 상기 커팅부(31)의 이동속도를 조절하는 구성으로, 상기 본체부(35)의 구동모터(351b)의 작동을 조절하도록 한다. 상기 속도조절부(372)는 일정 초기 속도에서 상기 압력센서(314)에 의해 측정되는 압력값에 따라 이동속도를 조절하여 커팅날(311)에 주어지는 부하를 줄이면서 효율적인 작업이 가능하도록 한다. 다시 말해, 상기 속도조절부(372)는 커팅날(311)의 압력이 높은 경우 속도를 줄이도록 하고, 커팅날(311)의 압력이 낮은 경우 속도를 높이도록 한다. 또한, 상기 속도조절부(372)는 온도조절부(371)에 의한 커팅날(311)의 온도가 최대온도제한에 걸리는 경우에만 작동이 이루어지도록 하여, 신속한 작업이 가능하도록 하고, 최저속도를 설정하여 작업이 지연되는 것을 방지하도록 한다. 이를 위해, 상기 속도조절부(372)는 초기속도설정모듈(372a), 온도정보수신모듈(372b), 압력값수신모듈(372c), 압력대비속도조절모듈(372d), 최저속도설정모듈(372e)을 포함한다.
상기 초기속도설정모듈(372a)은 상기 커팅부(31)의 초기 이동속도를 설정하는 구성으로, 상기 구동모터(351b)의 작동값을 설정하도록 한다. 따라서, 상기 압력대비속도조절모듈(372d)은 초기속도설정모듈(372a)에서 설정된 이동속도를 기준으로 커팅부(31)의 이동속도를 조절한다.
상기 온도정보수신모듈(372b)은 상기 온도조절부(371)로부터 최대온도 또는 발열시키지 않았음에 관한 정보를 수신하는 구성으로, 상기 온도조절부(371)가 최대온도제한모듈(371e)에 의해 설정된 온도까지 열을 발생시킨 경우, 이에 관한 정보를 수신하여 압력대비 속도조절이 이루어지도록 한다. 따라서, 상기 속도조절부(372)는 온도조절부(371)에 의한 커팅날(311)의 온도조절이 우선적으로 이루어지도록 하여, 커팅부(31)의 이동속도를 최대한 유지하도록 함으로써, 신속한 작업이 가능하도록 하고, 커팅날(311)을 최대로 올렸음에도 커팅날(311)의 압력이 줄지 않는 경우, 이동속도를 조절하여 커팅날(311)에 대한 부하를 감소시킬 수 있도록 한다.
상기 압력값수신모듈(372c)은 상기 압력센서(314)에 의해 측정되는 커팅날(311)에 대한 압력값을 수신하는 구성으로, 상기 온도정보수신모듈(372b)에 의해 온도조절부(371)의 최대온도제한에 관한 정보를 수신한 경우에만 작동하도록 한다. 상기 압력값수신모듈(372c)은 실시간으로 압력값을 수신하여 상기 압력대비속도조절모듈(372d)에 전달하도록 하며, 이를 통해 커팅부(31)의 이동속도가 조절되도록 한다.
상기 압력대비속도조절모듈(372d)은 커팅날(311)에 대한 압력값에 따라 커팅부(31)의 이동속도를 조절하는 구성으로, 더욱 정확하게는 상기 본체부(35)의 구동모터(351b) 작동을 제어하여 이동속도를 조절하도록 한다. 상기 압력대비속도조절모듈(372d)은 커팅날(311)에 대한 압력값이 설정된 값보다 높은 경우 커팅부(31)의 이동속도를 줄이도록 하여 커팅날(311)에 주어지는 부하를 감소시키도록 하고, 압력값이 설정된 값보다 낮아지는 경우에는 다시 이동속도를 높여 신속한 작업이 이루어지도록 한다. 또한, 상기 압력대비속도조절모듈(372d)은 복수의 압력센서(314)로부터 압력값을 수신하도록 할 수 있으며, 복수의 압력값 중 가장 높은 압력을 기준으로 속도의 조절이 이루어지도록 하여, 커팅날(311) 전체에 대한 과도한 부하를 방지하도록 할 수 있다.
상기 최저속도설정모듈(372e)은 상기 압력대비속도조절모듈(372d)에 의해 이동속도가 감소되는 경우 최저속도를 제한하여 작업의 지연이 발생하는 것을 방지하도록 한다. 상기 압력대비속도조절모듈(372d)은 커팅날(311)에 대한 압력이 설정값을 넘는 경우 커팅부(31)의 이동속도를 감소시키게 되는데, 압력이 감소하지 않아 이동속도가 지속적으로 감소하는 경우에는, 상기 최저속도설정모듈(372e)에 의해 이동속도의 최저값을 설정하여 그 이하로 이동속도가 떨어지는 것을 제한하도록 하고, 상기 회전조절부(373)에 의해 커팅날(311)의 회전각도가 조절되도록 한다.
상기 회전조절부(373)는 상기 커팅날(311)의 회전각도를 조절하는 구성으로, 상기 커팅날(311)에 주어지는 압력이 설정된 값을 초과하여, 상기 온도조절부(371) 및 속도조절부(372)에 의해 커팅날(311)의 온도를 높이고 이동속도를 줄였음에도 커팅날(311)에 대한 압력이 줄지 않는 경우, 커팅날(311)의 손상 및 셀분리장치(3)의 고장을 방지하기 위해 커팅날(311)의 회전각도를 줄일 수 있도록 한다. 상기 커팅날(311)은 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 맞추어 초기 회전각도가 조절되는데, 커팅날(311)의 회전각도를 줄이게 되면 한 번에 제거할 수 있는 EVA(400)의 양이 줄어들게 되어 EVA(400) 및 이물질을 깔끔하게 제거할 수 없고 반복적인 작업을 실시해야 하므로, 커팅날(311)의 온도와 이동속도를 먼저 조절하여 커팅날(311)에 대한 부하를 줄이도록 한 후, 회전각도의 조절이 이루어지도록 하는 것이다. 상기 회전조절부(373)는 두께정보수신모듈(373a), 초기회전각설정모듈(373b), 최저속도제한수신모듈(373c), 압력정보수신모듈(373d), 압력대비회전각조절모듈(373e), 작동정지모듈(373f)을 포함한다.
상기 두께정보수신모듈(373a)은 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 관한 정보를 수신하는 구성으로, 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 따라 상기 커팅날(311)의 초기회전각도가 설정되도록 한다. 상기 두께정보수신모듈(373a)은 별도의 입력수단에 의해 입력될 수 있으며, 또는 별도의 센서를 구성하여 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격을 측정하고 이에 따라 자동으로 회전각도가 조절되도록 할 수도 있다.
상기 초기회전각설정모듈(373b)은 상기 커팅날(311)의 초기 회전각도를 설정하는 구성으로, 상기 두께정보수신모듈(373a)에 의해 수신되는 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 따라 회전각도가 설정되도록 한다. 상기 초기회전각설정모듈(373b)은 상기 커팅날(311)의 양단이 셀(200)과 강화유리(300)에 접촉된 상태가 되도록 회전각을 설정하도록 하며, 이에 따라 상기 커팅날(311)은 한 번의 이동으로 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 EVA(400)를 제거할 수 있다.
상기 최저속도제한수신모듈(373c)은 상기 속도조절부(372)로부터 최저속도에 관한 정보를 수신하도록 한다. 상기 최저속도제한수신모듈(373c)은 상기 속도조절부(372)에 의해 커팅부(31)의 이동속도가 최저속도까지 내려가는 경우, 이에 관한 정보를 수신하도록 하며, 이에 따라 상기 압력대비회전각조절모듈(373e)의 작동이 개시되도록 한다. 이를 통해, 상기 회전조절부(373)는 앞서 설명한 바와 같이 온도조절부(371), 속도조절부(372)에 의해 커팅날(311)의 온도 및 이동속도가 조절된 후에 마지막 수단으로 작동하도록 하여 EVA(400)를 효율적으로 제거할 수 있도록 한다.
상기 압력정보수신모듈(373d)은 상기 압력센서(314)로부터 압력값을 수신하는 구성으로, 상기 최저속도제한수신모듈(373c)에 의해 최저속도제한에 관한 정보가 수신된 경우에만 작동하도록 한다. 상기 압력정보수신모듈(373d)은 실시간으로 압력값 정보를 수신하도록 하며, 압력값 정보는 상기 압력대비회전각조절모듈(373e)로 전달되어 커팅날(311)의 회전각이 조절되도록 한다.
상기 압력대비회전각조절모듈(373e)은 상기 압력정보수신모듈(373d)에 의해 수신되는 압력값에 따라 커팅날(311)의 회전각도를 조절하는 구성으로, 압력이 설정값보다 높은 경우 회전각도를 줄여 커팅날(311)에 주어지는 부하를 줄일 수 있도록 한다. 상기 커팅날(311)은 셀(200)과 강화유리(300) 간격에 맞춰 회전되어 한번에 EVA(400)를 줄일 수 있도록 하나, 커팅날(311)에 대한 압력이 과도한 경우 커팅날(311)이 걸려 EVA(400)의 절단이 제대로 이루어지지 못하거나 커팅날(311)의 손상이 발생할 수 있으므로, 커팅날(311)의 회전각도를 줄여 커팅날(311)에 주어지는 부하를 줄일 수 있도록 한다. 또한, 상기 압력대비회전각조절모듈(373e)은 복수의 압력센서(314)로부터 압력값을 수신하도록 할 수 있으며, 복수의 압력값 중 가장 높은 압력을 기준으로 회전각의 조절이 이루어지도록 하여, 커팅날(311) 전체에 대한 과도한 부하를 방지하도록 할 수 있다.
상기 작동정지모듈(373f)은 상기 셀분리장치(3)의 작동을 정지하는 구성으로, 상기 압력대비회전각조절모듈(373e)에 의해 커팅날(311)의 회전각도를 줄였음에도 커팅날(311)에 대한 압력이 떨어지지 않는 경우 일시적으로 작동을 정지하여 커팅날(311)의 손상 및 장치의 고장을 방지하도록 한다. 상기 작동정지모듈(373f)은 회전각도의 최소값을 설정하도록 하며, 회전각도를 최소값으로 줄였음에도 상기 압력센서(314)에 의해 측정되는 압력값이 설정값을 초과하는 경우 셀분리장치(3)의 작동을 즉각 정지하도록 한다.
상기 잔여물질처리조절부(374)는 상기 잔여물질처리부(33)의 작동을 조절하는 구성으로, 접촉부재(331)에 주어지는 압력을 측정하여 이에 따라 열풍의 온도 또는 접촉부재(331)의 회전각도가 조절되도록 한다. 이를 위해, 상기 잔여물질처리조절부(374)는 접촉부재압력값수신모듈(374a), 열풍온도조절모듈(374b), 회전각도조절모듈(374c)을 포함한다.
상기 접촉부재압력값수신모듈(374a)은 상기 잔여물질처리부(33)의 압력센서(334)로부터 압력값정보를 실시간으로 수신하는 구성으로, 수신되는 압력값에 따라 열풍 온도 또는 접촉부재(331)의 회전각도가 조절되도록 한다. 상기 접촉부재압력값수신모듈(374a)은 복수의 압력센서(334)로부터 압력값을 수신하도록 할 수 있으며, 상기 열풍온도조절모듈(374b) 및 회전각도조절모듈(374c)은 복수의 압력값 중 가장 높은 값을 기준으로 열풍온도 및 회전각도의 조절이 이루어지도록 하여, 접촉부재(331) 전체에 대한 과도한 부하를 방지하도록 할 수 있다.
상기 열풍온도조절모듈(374b)은 상기 열풍분사수단(332)에 의해 분사되는 열풍의 온도를 조절하는 구성으로, 상기 접촉부재압력값수신모듈(374a)에 측정되는 압력값에 따라 열풍의 온도를 조절하도록 한다. 상기 접촉부재(331)의 압력센서(334)로부터 측정되는 압력값이 설정된 값보다 큰 경우에는 셀(200)에 EVA(400) 등의 이물질이 과다하게 남아있어 접촉부재(331)에 주어지는 부하가 큰 것으로 판단할 수 있고, 접촉부재(331)의 이동이 원활하지 못하고 접촉부재(331)의 손상 및 장치의 고장을 초래할 수 있게 된다. 따라서, 상기 열풍온도조절모듈(374b)은 열풍의 온도를 높여 셀(200)에 남아있는 EVA(400)를 제거할 수 있도록 하고, 이에 따라 접촉부재(331)에 주어지는 부하를 줄이도록 한다.
상기 회전각도조절모듈(374c)은 상기 접촉부재(331)의 회전각도를 조절하는 구성으로, 접촉부재(331)에 주어지는 압력이 큰 경우 접촉부재(331)의 회전각도를 줄이도록 한다. 상기 회전각도조절모듈(374c)은 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 따라 접촉부재(331)를 회전시켜 셀(200)에 접촉될 수 있도록 하며, 상기 접촉부재(331)에 대한 압력이 설정값보다 큰 경우 상기 접촉부재(331)의 회전각도를 줄여 접촉부재(331)에 주어지는 부하를 줄일 수 있도록 한다. 또한, 상기 회전각도조절모듈(374c)은 상기 열풍온도조절모듈(374b)에 의해 열풍온도의 조절이 먼저 이루어지도록 한후, 열풍의 온도가 일정 온도까지 상승하면 그 때 접촉부재(331)의 각도를 조절하도록 할 수 있다.
상기 셀분리장치(3)의 작동과정에 관하여 도 10을 참조하여 설명하면, 상기 커팅날(311)이 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 맞게 회전한 상태에서 EVA(400) 층을 통과하게 되고, 그 뒤를 따라 상기 잔여물질처리부(33)가 통과하며 셀(200)에 남아있는 EVA(400) 및 이물질을 제거하게 된다. 이때, 잔여물질처리부(33)의 접촉부재(331)도 셀(200)과 강화유리(300) 사이의 간격에 맞춰 회전된 상태를 유지한다.
그리고, 커팅날(311)이 EVA(400) 층을 통과하면서 커팅날(311)에 주어지는 압력을 측정하게 되고, 측정되는 압력이 설정된 값을 초과하는 경우에는 먼저 발열수단(312)에 의해 발생되는 열의 온도를 높이도록 하며, 설정된 최대온도까지 온도를 상승시켰음에도 압력이 설정된 값 이하로 내려오지 않는 경우에는 커팅부(31)의 이동속도를 줄이도록 하고, 이동속도를 최저속도까지 줄였음에도 압력이 설정된 값 이하로 내려오지 않는 경우에는 커팅날(311)의 회전각도를 ⓐ 방향으로 줄이도록 하며, 회전각도를 최대로 줄였음에도 압력이 설정된 값 이하로 내려오지 않는 경우에는 셀분리장치(3)의 작동을 정지시켜 커팅날(311)의 손상 및 장치의 고장을 방지하도록 한다.
또한, 잔여물질처리부(33)도 접촉부재(331)에 대한 압력이 설정된 값을 초과하는 경우에는 열풍 온도를 높여 셀(200)에 잔여하는 EVA(400)를 제거할 수 있도록 하고, 그럼에도 접촉부재(331)에 대한 압력이 설정된 값 이하로 떨어지지 않는 경우에는 접촉부재(331)의 회전각도를 ⓑ 방향으로 줄여 접촉부재(331)에 주어지는 부하를 줄이도록 한다.
상기 자원화장치(5)는 상기 프레임분리장치(1) 및 셀분리장치(3)에서 분리된 태양광 모듈의 프레임(100), 셀(200), 강화유리(300)의 재활용이 이루어지도록 하는 구성으로, 도 12에 도시된 바와 같이 셀재활용수단(51), 유리재활용수단(53), 프레임재활용수단(55)을 포함할 수 있다.
상기 셀재활용수단(51)은 셀(200)의 재활용이 이루어지도록 하는 구성으로, 셀(200)을 용해하여 구리, 은 등의 희귀금속이 추출되도록 할 수 있으며, 금속을 추출하는 공지된 다양한 방법이 사용될 수 있다.
상기 유리재활용수단(53)은 분리된 강화유리(300)의 재활용이 이루어지도록 하는 구성으로, 강화유리(300)를 파쇄하여 재가공이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 프레임재활용수단(55)은 고체 상태의 프레임(100)을 재활용하도록 하는 구성으로, 그대로 태양광 모듈에 이용되도록 하거나 금속 프레임의 활용이 가능한 다양한 장치에 이용되도록 할 수 있다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 프레임분리장치
3: 셀분리장치
31: 커팅부 311: 커팅날 312: 발열수단
312a: 발열체 312b: 전력선 313: 회전수단
313a: 회전봉 313b: 회전모터 314: 압력센서
33: 잔여물질처리부 331: 접촉부재 331a: 마찰면
332: 열풍분사수단 332a: 분사노즐 332b: 열풍공급라인
333: 회전수단 333a: 회전봉 333b: 회전모터 334: 압력센서
35: 본체부 351: 이동수단 351a: 이동레일 351b: 구동모터
352: 높이조절수단 352a: 높이조절부재 352b: 승강구동부
37: 제어부 371: 온도조절부 371a: 초기온도설정모듈
371b: 압력값수신모듈 371c: 압력대비온도제어모듈
371d: 점진적승강모듈 371e: 최대온도제한모듈 371f: 온도차등제어모듈
372: 속도조절부 372a: 초기속도설정모듈 372b: 온도정보수신모듈
372c: 압력값수신모듈 372d: 압력대비속도조절모듈 372e: 최저속도설정모듈
373: 회전조절부 373a: 두께정보수신모듈 373b: 초기회전각설정모듈
373c: 최저속도제한수신모듈 373d: 압력정보수신모듈
373e: 압력대비회전각조절모듈 373f: 작동정지모듈
374: 잔여물질처리조절부 374a: 접촉부재압력값수신모듈
374b: 열풍온도조절모듈 374c: 회전각도조절모듈
5: 자원화장치
51: 셀재활용수단 53: 유리재활용수단 55: 프레임재활용수단
100: 프레임 200: 셀 300: 강화유리
400: EVA 500: 백시트

Claims (10)

  1. 태양광 폐모듈의 각 구성을 재활용하기 위한 자원화 시스템에 있어서,
    태양광 모듈의 프레임을 분리하는 프레임분리장치와;
    상기 프레임분리장치에 의해 프레임이 분리된 태양광모듈의 셀과 강화유리를 가열된 커팅날에 의해 분리시키는 셀분리장치;를 포함하고,
    상기 셀분리장치는 셀과 강화유리를 분리시키는 커팅부를 포함하며,
    상기 커팅부는,
    날카로운 끝단을 형성하여 셀과 강화유리 사이의 EVA를 절단하여 제거하는 커팅날과, 상기 커팅날의 내부에 형성되어 열을 발생시키는 발열수단을 포함하고,
    상기 발열수단은,
    상기 커팅날의 내부 양 방향으로 일정 간격 이격되어 형성되며, 전류의 공급에 따라 열을 발생시키는 발열체와; 상기 발열체 사이 사이를 연결하도록 형성되어 전류를 공급하는 전력선;을 포함하며,
    상기 발열수단은,
    상기 커팅날의 전후 방향으로 일정 간격 이격되어 복수개가 형성되며, 태양광 모듈에 진입하는 측에서 멀어질수록 낮은 온도로 발열되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 커팅부는
    상기 커팅날의 회전이 가능하도록 하는 회전수단을 포함하며,
    상기 회전수단은 셀과 강화유리 사이의 간격에 따라 회전각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 커팅부는
    상기 커팅날의 끝단에 형성되어 압력을 측정하는 압력센서를 포함하여, 상기 압력센서에 의해 측정되는 압력에 따라 상기 발열수단의 온도 또는 상기 커팅날의 회전각도가 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 셀분리장치는
    상기 커팅부의 후측에 이격되도록 형성되어 셀에 남아있는 잔여물질을 처리하는 잔여물질처리부를 포함하고,
    상기 잔여물질처리부는,
    셀에 접촉되어 잔여물질을 제거하는 접촉부재와, 상기 접촉부재의 하단에 형성되어 셀을 향해 열풍을 분사하는 열풍분사수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 잔여물질처리부는
    상기 접촉부재 및 열풍분사수단의 회전이 가능하도록 하는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 잔여물질처리부는
    상기 접촉부재의 끝단에 형성되어 압력을 측정하는 압력센서를 포함하여, 압력센서에 의해 측정되는 압력에 따라 상기 열풍분사수단에 의해 분사되는 열풍의 온도 또는 접촉부재의 회전각도를 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 셀분리장치는
    상기 커팅부 및 잔여물질처리부가 고정되어 함께 이동하도록 하는 본체부를 포함하고,
    상기 본체부는 상기 커팅부 및 잔여물질처리부의 높이가 조절되도록 하는 높이조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 폐모듈 자원화 시스템.
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