KR102258669B1 - 친환경 폐 태양광 모듈 재활용시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 태양광 모듈 재활용시스템에 관한 것으로, 폐기되는 태양광 모듈 중 글라스패널을 비롯하여 가치 있는 구성품에 대한 신속하고 정밀한 분리작업을 통해 자원의 재활용을 극대화하고 폐기물 발생량을 극소화할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명은 프레임이 분리된 상태의 태양광 모듈에 대하여 상면의 글라스패널과 EVA 사이의 경계면으로 와이어를 삽입한 후 상기 태양광 모듈에 대하여 와이어를 상대이동시키면서 커팅하여 글라스패널을 EVA로부터 분리하여 회수할 수 있도록 한 글라스 분리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 폐 태양광 모듈 재활용시스템{ECO RECYCLING SYSTEM OF UNUSABLE SOLAR MODULE}

본 발명은 폐 태양광 모듈 재활용시스템에 관한 것으로, 특히 폐기되는 태양광 모듈 중 글라스패널을 비롯하여 가치 있는 구성품에 대한 신속하고 정밀한 분리작업을 통해 자원의 재활용을 극대화하고 폐기물 발생량을 극소화할 수 있도록 한 폐 태양광 모듈 재활용시스템에 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 발전장치가 설치되어 사용되고 있다.

하지만, 태양광 발전장치에 대한 연구는 활발하게 이루어지고 있는 반면, 수명을 다한 태양광 모듈의 처분에 대한 연구는 활발하게 이루어지지 못하고 있으며, 태양광 모듈의 경우 글라스, 알루미늄, 실리콘, 구리, 은 등으로 구성되어 90% 이상 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, 폐기되는 태양광 모듈의 양은 급격하게 늘어날 것임이 분명하다.

따라서, 폐기 태양광 모듈을 재활용하기 위한 기술 개발이 조금씩 이루어지고 있으나, 그 방식은 태양광 모듈 전체를 파쇄한 후 분류하거, 화학적 처리에 의해 EVA를 제거하는 정도에 지나지 않았다. 하지만 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 EVA를 완전히 제거하기가 불가능하여 효율적이지 못한데다가 대량의 태양광 모듈을 처리하기 곤란하였다.

한국공개특허공보 제2013-0060708호(2013.06.10.)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 폐기되는 태양광 모듈 중 글라스패널을 비롯하여 가치 있는 구성품에 대한 신속하고 정밀한 분리작업을 통해 자원의 재활용을 극대화하고 폐기물 발생량을 극소화할 수 있도록 한 폐 태양광 모듈 재활용시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 태양광 모듈 제활용시스템은, 폐기된 태양광 모듈을 재활용하기 위한 폐 태양광 모듈 재활용시스템으로서, 프레임이 분리된 상태의 태양광 모듈에 대하여 상면의 글라스패널과 EVA 사이의 경계면으로 와이어를 삽입한 후 상기 태양광 모듈에 대하여 와이어를 상대이동시키면서 커팅하여 글라스패널을 EVA로부터 분리하여 회수할 수 있도록 한 글라스 분리부를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

여기서, 상기 글라스 분리부는 태양광 모듈에 대한 와이어의 상대이동을 위하여, 태양광 모듈을 중간의 작업영역에 위치시킬 수 있도록 좌편과 우편에 이격되어 배치되고 전후방향으로 길게 설치된 한 쌍의 가이드레일과, 상기 가이드레일 각각에 설치되어 전후방향으로 이동하는 한 쌍의 이동체와, 한 쌍의 이동체 간을 연결하여 상기 작업영역을 가로지른 상태로 전후방향 이동할 수 있도록 한 와이어를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 글라스 분리부에는 상기 와이어를 400~1000℃의 온도로 가열하는 히터를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 태양광 모듈은 컨베이어 벨트에 의해 이송되어 상기 글라스 분리부의 작업영역으로 진입하며, 상기 컨베이어 벨트에는 태양광 모듈에 대한 상기 와이어의 커팅작업 시 상기 태양광 모듈이 후방으로 밀리지 않도록 지지하는 지지바가 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 글라스 분리부는, 상기 작업영역의 전측부와 후측부를 각각 가로질러 설치되는 한 쌍의 지지보와, 상기 지지보에서 하방을 향하여 아암을 하강시키면서 상기 태양광 모듈을 압착하여 고정시키는 실린더를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 글라스 분리부에는 상기 와이어에 의해 태양광 모듈에서 분리된 글라스패널의 두께를 측정하는 레벨 측정센서가 더 구비되어, 상기 레벨 측정센서에 의해 측정된 글라스패널 두께가 일정 수치를 초과하는 경우 분리된 글라스패널로부터 EVA가 충분히 제거되지 않은 것으로 간주하여 상기 와이어를 사용하여 글라스패널과 EVA 간 커팅작업을 다시 진행하도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 수거된 태양광 모듈로부터 접속반을 분리하는 접속반 분리부; 상기 글라스 분리부에 앞서 태양광 모듈로부터 프레임을 분리하는 프레임 분리부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프레임 분리부에서 프레임을 분리하기 전에 태양광 모듈에 대해 전계발광 및 열화상 카메라 촬영에 의해 태양광 모듈 내부의 크랙, 커넥터의 전극 불량, 단락 발생 여부를 검사하는 결함 진단부; 기축적된 빅데이터 분석을 통해 상기 결함 진단부에서 얻어진 데이터를 기반으로 태양광 모듈에 포함된 셀에 대한 노후화 및 효율 저감에 따른 수명을 진단하고 경제성을 평가하여 태양광 모듈의 구성품들을 분리하여 재활용할 것인지, 일부 구성품을 교체하여 재활용한 것인지를 판단하는 빅데이터 분석부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 프레임 분리부에서 프레임을 분리하기 전에 태양광 모듈에 대해 전계발광 및 열화상 카메라 촬영에 의해 태양광 모듈 내부의 크랙, 커넥터의 전극 불량, 단락 발생 여부를 검사하는 결함 진단부; 상기 결함 진단부에서 검사된 태양광 모듈에 재생 불가능한 심각한 결함이 있다고 판단되는 경우 상기 프레임 분리부와 글라스 분리부를 거치지 않고 태양광 모듈을 곧바로 파쇄하여 폐기할 수 있도록 한 제1파쇄부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 글라스 분리부에서 태양광 모듈로부터 분리되어 회수된 글라스패널을 폴리싱하는 폴리싱부; 상기 폴리싱부에서 폴리싱된 글라스패널을 세정하는 세정부; 상기 세정부에서 세정된 글라스패널을 건조하는 건조부; 상기 건조부에서 건조된 글라스패널을 파쇄하여 재가공을 통해 재활용하고자 하는 경우 선택적으로 글라스패널을 파쇄할 수 있도록 한 제2파쇄부; 상기 글라스 분리부에서 글라스패널이 분리되고 남은 셀, EVA, 백시트의 결합체를 상기 글라스패널과 별도의 경로로 이동시키면서 EVA 및 백시트로부터 셀을 분리하는 셀 분리부; 상기 셀 분리부에서 분리된 셀을 종류별로 구분하여 분류하는 셀 분류부; 상기 셀 분류부에서 분류된 셀들을 분류별로 전달받아 유가금속, 희귀금속, 고순도 실리콘을 회수하는 셀 회수부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템은 폐기되는 태양광 모듈 중 글라스패널을 비롯하여 가치 있는 구성품에 대한 신속하고 정밀한 분리작업을 통해 자원의 재활용을 극대화하고 폐기물 발생량을 극소화할 수 있다.

또한, 본 발명은 태양광 모듈로부터 핫 와이어를 사용하여 글라스패널을 용이하게 분리할 수 있도록 하여 커팅작업에 따른 작업시간 및 작업품질을 높일 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 빅데이터를 활용하여 태양광 모듈에 포함된 셀에 대하여 노후화 및 효율 저감에 따른 수명을 진단하고 경제성을 평가하며, 이로부터 태양광 모듈의 구성품들을 분리하여 재활용하는 것이 적합한지, 일부 구성품만을 교체하여 재활용하는 것이 적합한지, 혹은 파쇄하는 것이 적합한지를 판단하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템의 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템에서 글라스 분리부의 구성을 설명하기 위한 평면도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템에서 글라스 분리부의 정면도
도 4a는 태양광 모듈의 단면도(프레임이 분리 중인 형상)
도 4b는 본 발명의 실시예에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템에서 핫 와이어가 태양광 모듈의 글라스패널과 EVA 사이의 경계면으로 삽입되는 모습을 보인 단면참조도
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 의한 태양광 모듈 재활용시스템에서 글라스 분리부의 동작 및 작용을 설명하기 위한 일련의 참조도

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.

또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

<실시예>

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템에서 글라스 분리부의 구성을 설명하기 위한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템에서 글라스 분리부의 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템은 폐기되는 태양광 모듈 중 글라스패널을 비롯하여 가치 있는 구성품에 대한 신속하고 정밀한 분리작업을 수행하여 자원의 재활용을 극대화하고 폐기물 발생량은 극소화할 수 있도록 글라스 분리부(16)를 비롯하여, 접속반 분리부(11), 결함 진단부(12a), 빅데이터 분석부(12b), 제1허브(13a), 제1파쇄부(14), 프레임 분리부(15), 제2허브(13b), 폴리싱부(17), 세정부(18), 건조부(19), 제2파쇄부(20), 셀 분리부(21), 셀 분류부(22) , 셀 회수부(23)를 포함하여 이루어진다.

이하, 상기 글라스 분리부(16)를 비롯하여 각각의 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 폐 태양광 모듈 재활용시스템에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

상기 접속반 분리부(11)는 수거된 태양광 모듈이 시스템 내부로 반입되면 접속반을 분리하여 제거하는 역할을 한다.

상기 결함 진단부(12a)는 태양광 모듈에 대한 실제 분리작업이 본격적으로 진행되기에 앞서 반입된 태양광 모듈에 대해 전계발광 및 열화상 카메라 촬영에 의해 태양광 모듈 내부의 크랙, 커넥터의 전극 불량, 단락 발생 여부, 그 외 각종 검사들을 수행한다.

상기 빅데이터 분석부(12b)는 상기 결함 진단부(12a)를 통해서, 혹은 외부 기관의 데이터를 통해서 기축적된 빅데이터를 분석하여 결함 진단부(12a)에서 얻어진 데이터를 기반으로 태양광 모듈(M1)에 포함된 셀에 대하여 노후화 및 효율 저감에 따른 수명을 진단하고 경제성을 평가한다. 이로부터 태양광 모듈의 구성품들을 분리하여 재활용하는 것이 적합한지, 일부 구성품만을 교체하여 재활용하는 것이 적합한지, 혹은 아예 파쇄하는 것이 적합한지를 판단하게 된다.

상기 제1허브(13a)는 상기 빅데이터 분석부(12b)의 분석에 따라 태양광 모듈의 진행방향을 조정하는 역할을 한다. 상기 빅데이터 분석부(12b)에서 태양광 모듈을 분리하여 재활용하는 것이 적합한 것으로 판단한 경우 태양광 모듈의 경로를 프레임 분리부(15)로 향하게 한다. 상기 빅데이터 분석부(12b)에서 태양광 모듈의 일부 구성품만을 교체하여 재활용하는 것이 바람직한 것으로 판단한 경우 태양광 모듈을 반출한다. 반면, 상기 빅데이터 분석부(12b)에서 아예 파쇄하는 것이 적합한 것으로 판단한 경우 파쇄를 위하여 경로를 제1파쇄부(14)로 향하게 한다.

상기 제1파쇄부(14)는 제1허브(13a)로부터 태양광 모듈을 전달받아 분해 없이 파쇄하는 역할을 한다. 이렇게 태양광 모듈이 작은 입자들로 파쇄되면 부피를 최소화할 수 있게 되어 운반 및 폐기물 처리에 따른 비용을 절감할 수 있다.

상기 프레임 분리부(15)는 글라스 분리부(16)에 앞서 도 4a에 도시된 것처럼 태양광 모듈로부터 프레임을 분리하게 된다. 태양광 모듈에서 프레임의 경우 대부분 순도 높은 알루미늄을 소재로 이루어져 있기 때문에 유용한 자원으로 활용할 수 있다. 여기서 상기 프레임 분리부(15)에서 프레임을 분리하는 작업은 대부분 나사 및 볼트 등의 체결부품을 풀어서 해체하는 작업과 필요한 경우 절단작업으로 이루어지며 기계작업과 수작업을 병행한다.

상기 글라스 분리부(16)는 도 4b에 도시된 것처럼 프레임이 분리된 상태에 있는 태양광 모듈(M1)에 대하여 상면에 위치한 글라스패널과 EVA 사이의 경계면으로 0.2~3.2mm 직경의 얇은 와이어(114)를 삽입하여 상기 태양광 모듈(M1)에 대하여 와이어(114)를 상대이동시키면서 경계면을 따라 커팅하게 된다. 이처럼 와이어(114)를 사용하여 글라스패널과 EVA 사이의 경계면을 가르는 방식에 따르면 일반적인 절삭날과는 달리 글라스패널과 EVA 사이의 경계면에서 접촉되는 면적을 극소화하고 전단저항을 최소화할 수 있다는 장점이 있어서 작업품질을 높일 수 있다.

이를 위해 상기 글라스 분리부(16)는 한 쌍의 가이드레일(112) 및 이동체(113)를 구비한다. 상기 가이드레일(112)은 태양광 모듈(M1)을 중간의 작업영역에 위치시킬 수 있도록 좌편과 우편에 이격되어 배치되고 이동체(113)의 전후방향 이동을 위해 전후방향을 따라 길게 형성된 형태로 설치된다. 상기 이동체(113)는 가이드레일(112) 각각에 슬라이딩에 의해 이동 가능하도록 설치된다. 이같은 가이드레일(112)과 이동체(113)의 구성은 통상의 LM 가이드로부터 간단히 응용하여 제작할 수 있다. 다만, 상기 이동체(113)의 상면에는 와이어(114)를 감아서 팽팽하게 지지할 수 있는 조그가 추가 설치된다. 상기 조그는 나사결합 방식으로 상기 이동체(113)의 상면에 설치되어 와이어(114)의 높낮이를 조절할 수 있도록 한다. 이같은 가이드레일(112)과 이동체(113)의 구성을 통해 와이어(114)가 작업영역을 가로지른 상태로 전후방향으로 이동하면서 작업영역에 놓인 태양광 모듈(M1)로부터 글라스패널을 분리할 수 있는 것이다.

여기서, 글라스 분리부(16)에는 와이어(114)를 400~1000℃의 온도로 가열하는 히터(미도시됨)가 설치된다. 상기 히터의 경우 와이어(114)의 일단부 혹은 양단부와 연결되어 열을 전달하며 이때 와이어(114)는 열전도성이 높은 금속 소재로 이루어졌기 때문에 히터에서 전달되는 고온의 열을 받아 가열된다. 이처럼 와이어(114)가 고온의 온도로 가열되면 글라스패널과 EVA 사이의 경계면을 따라 이동할 때 EVA를 부드럽게 융화시켜 이동에 따른 저항을 최소화할 수 있게 된다.

상기 글라스 분리부(16)에서 태양광 모듈(M1)은 컨베이어 벨트(119)에 의해 이송되는데 상기 컨베이어 벨트(119)의 상면에는 태양광 모듈(M1)에 대한 와이어(114)의 커팅작업 시 태양광 모듈이 후방으로 밀리지 않도록 지지하는 지지바(117)가 설치된다. 나아가 글라스 분리부(16)의 작업영역 전측부와 후측부에는 작업영역을 가로질러 설치되는 한 쌍의 지지보(115)와, 상기 지지보(115)에서 하방을 향하여 아암을 하강시키면서 태양광 모듈(M1)을 압착하여 고정시키는 실린더(116)를 더 구비한다. 이같이 지지바(117)와 실린더(116)가 설치되면 태양광 모듈에 대한 와이어(114)의 커팅작업 시 태양광 모듈(M1)을 매우 안정적으로 지지할 수 있게 되어 매우 정밀한 커팅작업이 가능해진다.

한편, 상기 글라스 분리부(16)에는 상기 와이어(114)에 의해 태양광 모듈(M1)에서 분리된 글라스패널의 두께를 측정하는 레벨 측정센서가 더 구비된다. 이로써, 레벨 측정센서에 의해 측정된 글라스패널 두께가 일정 수치를 초과하는 경우 분리된 글라스패널로부터 EVA가 충분히 제거되지 않은 것으로 간주하여 와이어(114)를 사용하여 글라스패널과 EVA 간 커팅작업을 다시 진행하도록 마련할 수 있다. 여기서 상기 레벨 측정센서에 대응하여 작업영역의 베이스(111) 높낮이를 미세하게 승강시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.

이같은 글라스 분리부(16)의 구성에 따르면 도 6a 내지 도 6d에 도시된 일련의 공정에 따라 태양광 모듈(M1)로부터 글라스패널을 효과적으로 분리하게 된다. 즉, 도 6a 및 도 6b와 같이 지지바(117)에 의해 지지된 상태로 컨베이어 벨트(119)에 의해 태양광 모듈을 이송하여 도 6c와 같이 작업영역에 정위치시키고 실린더(116)를 작동시켜 태양광 모듈(M1)의 상면을 압착하여 안정적으로 지지한다.

그리고 나서 와이어(114)를 글라스패널과 EVA 사이의 경계면에 삽입한 후 가이드레일(112)을 따라 이동체(113)를 슬라이딩 이동시키면서 글라스패널과 EVA 사이의 경계면을 갈라 글라스패널을 분리해낸다. 이때 와이어(114)는 이미 히터에 의해 가열된 상태에 있다. 상기 이동체(113)를 따라 이동하는 핫 와이어(114)에 의해 태양광 모듈(M1)에서 글라스패널이 분리되면 그 자리에서 글라스패널을 회수하거나 셀, EVA, 백시트의 결합체(M2)와 함께 제2허브(13b)로 보내어 상기 제2허브(13b)를 통해 서로 다른 경로를 따라 처리한다.

상기 제2허브(13b)는 글라스패널과 및 와이어(114)의 슬라이딩 이동에 의해 상기 제2허브(13b)는 앞서 글라스 분리부(16)에서 서로 분리된 글라스패널과 셀, EVA, 백시트의 결합체를 구분하여 필요에 맞게 이동시키는 역할을 한다. 글라스패널의 경우 분리된 직후 바로 반출하여 재활용하는 경로를 선택할 수도 있고, 폴리싱, 세정, 건조, 파쇄의 후속 단계를 거쳐 재활용하는 경로를 선택할 수도 있다. 한편, 셀, EVA, 백시트의 결합체는 다른 경로를 통해 후속 공정을 거치도록 방향 전환을 해준다.

상기 폴리싱부(17)는 태양광 모듈로부터 분리되어 회수된 글라스패널을 폴리싱한다. 이때 글라스패널의 표면을 연마제를 이용하여 연마하여 광택을 내거나 혹은 건조 상태로 세정만 할 수도 있다.

상기 세정부(18)는 상기 폴리싱부(17)에서 폴리싱된 글라스패널을 세정하여 폴리싱 작업으로 인해 묻어 있는 이물질들을 제거한다. 이를 위해 물이나 적당한 세정액이 사용된다.

상기 건조부(19)는 세정부(18)에서 세정액에 의해 세정된 글라스패널을 건조하게 된다.

상기 제2파쇄부(20)는 상기 건조부(19)에서 건조된 글라스패널을 파쇄하여 재가공을 통해 재활용하고자 하는 경우 사용되며, 글라스패널을 입자 형태로 파쇄한다. 이처럼 글라스패널이 입자 형태로 파쇄되면 다양한 형태로 재가공하여 사용하기 유리한 상태가 된다. 단, 상기 제2파쇄부(20)를 통한 글라스패널의 파쇄는 선택적으로 적용되며 글라스패널 그대로 활용하고자 하는 경우 제2파쇄부(20)를 그대로 지나친 후 반출된다.

상기 셀 분리부(21)는 제2허브(13b)에 의해 글라스패널이 이동하는 경로와 다른 별도의 경로에 설치된다. 상기 셀 분리부(21)는 글라스 분리부(16)에서 글라스패널이 분리되고 남은 셀, EVA, 백시트의 결합체에 대하여 EVA 및 백시트로부터 셀을 분리한다. 이를 위해 상기 셀 분리부(21)는 상기 글라스 분리부(16)의 구성과 같은 장치를 이용한 커팅작업에 의해 셀이 집적된 기판과, EVA, 백시트를 분리하고, 기판으로부터 셀들을 분해한다. 또한, 이 과정에서 화학공정을 통해 EVA를 제거하고 셀을 분리해내는 것도 가능하다.

상기 셀 분류부(22)는 상기 셀 분리부(21)에서 분리된 셀을 종류별로 구분하여 분류한다. 이 과정에서 간단한 수작업이 병행될 수 있다.

상기 셀 회수부(23)는 복수가 일렬 배치되며 상기 셀 분류부(22)에서 분류된 셀들을 분류별로 전달받아 유가금속, 희귀금속, 고순도 실리콘을 각각 분리하여 단계적으로 회수하게 된다. 이로써 태양광 모듈에 포함되었던 셀로부터 가치있는 고가의 자원들을 회수할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (10)

1. 폐기된 태양광 모듈을 재활용하기 위한 폐 태양광 모듈 재활용시스템으로서,
   프레임이 분리된 상태의 태양광 모듈에 대하여 상면의 글라스패널과 EVA 사이의 경계면으로 와이어를 삽입한 후 상기 태양광 모듈에 대하여 와이어를 상대이동시키면서 커팅하여 글라스패널을 EVA로부터 분리하여 회수할 수 있도록 한 글라스 분리부;
   상기 글라스 분리부에 앞서 태양광 모듈로부터 프레임을 분리하는 프레임 분리부;
   상기 프레임 분리부에서 프레임을 분리하기 전에 태양광 모듈에 대해 전계발광 및 열화상 카메라 촬영에 의해 태양광 모듈 내부의 크랙, 커넥터의 전극 불량, 단락 발생 여부를 검사하는 결함 진단부; 및
   상기 결함 진단부에서 검사된 태양광 모듈에 재생 불가능한 심각한 결함이 있다고 판단되는 경우 상기 프레임 분리부와 글라스 분리부를 거치지 않고 태양광 모듈을 곧바로 파쇄하여 폐기할 수 있도록 한 제1파쇄부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 태양광 모듈 재활용시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 글라스 분리부는 태양광 모듈에 대한 와이어의 상대이동을 위하여, 태양광 모듈을 중간의 작업영역에 위치시킬 수 있도록 좌편과 우편에 이격되어 배치되고 전후방향으로 길게 설치된 한 쌍의 가이드레일과, 상기 가이드레일 각각에 설치되어 전후방향으로 이동하는 한 쌍의 이동체와, 한 쌍의 이동체 간을 연결하여 상기 작업영역을 가로지른 상태로 전후방향 이동할 수 있도록 한 와이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐 태양광 모듈 재활용시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 글라스 분리부에는 상기 와이어를 400~1000℃의 온도로 가열하는 히터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐 태양광 모듈 재활용시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 태양광 모듈은 컨베이어 벨트에 의해 이송되어 상기 글라스 분리부의 작업영역으로 진입하며,
   상기 컨베이어 벨트에는 태양광 모듈에 대한 상기 와이어의 커팅작업 시 상기 태양광 모듈이 후방으로 밀리지 않도록 지지하는 지지바가 설치된 것을 특징으로 하는 폐 태양광 모듈 재활용시스템.
5. 제2항에 있어서,
   상기 글라스 분리부는, 상기 작업영역의 전측부와 후측부를 각각 가로질러 설치되는 한 쌍의 지지보와, 상기 지지보에서 하방을 향하여 아암을 하강시키면서 상기 태양광 모듈을 압착하여 고정시키는 실린더를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐 태양광 모듈 재활용시스템.
6. 제2항에 있어서,
   상기 글라스 분리부에는 상기 와이어에 의해 태양광 모듈에서 분리된 글라스패널의 두께를 측정하는 레벨 측정센서가 더 구비되어, 상기 레벨 측정센서에 의해 측정된 글라스패널 두께가 일정 수치를 초과하는 경우 분리된 글라스패널로부터 EVA가 충분히 제거되지 않은 것으로 간주하여 상기 와이어를 사용하여 글라스패널과 EVA 간 커팅작업을 다시 진행하도록 한 것을 특징으로 하는 폐 태양광 모듈 재활용시스템.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   기축적된 빅데이터 분석을 통해 상기 결함 진단부에서 얻어진 데이터를 기반으로 태양광 모듈에 포함된 셀에 대한 노후화 및 효율 저감에 따른 수명을 진단하고 경제성을 평가하여 태양광 모듈의 구성품들을 분리하여 재활용하는 것이 적합한지, 일부 구성품을 교체하여 재활용하는 것이 적합한지, 혹은 태양광 모듈을 파쇄하여 제거하는 것이 적합한지를 판단하는 빅데이터 분석부;를 더 포함하여,
   상기 빅데이터 분석부가 태양광 모듈의 구성품들을 교체하여 재활용할 것으로 판단하는 경우 상기 태양광 모듈이 상기 프레임 분리부와 글라스 분리부를 거치면서 프레임 및 글라스패널의 분리작업 없이 구성품 교체를 위해 곧바로 반출되도록 한 것을 특징으로 하는 폐 태양광 모듈 재활용시스템.
9. 삭제
10. 제1항에 있어서,
    상기 글라스 분리부에서 태양광 모듈로부터 분리되어 회수된 글라스패널을 폴리싱하는 폴리싱부;
    상기 폴리싱부에서 폴리싱된 글라스패널을 세정하는 세정부;
    상기 세정부에서 세정된 글라스패널을 건조하는 건조부;
    상기 건조부에서 건조된 글라스패널을 파쇄하여 재가공을 통해 재활용하고자 하는 경우 선택적으로 글라스패널을 파쇄할 수 있도록 한 제2파쇄부;
    상기 글라스 분리부에서 글라스패널이 분리되고 남은 셀, EVA, 백시트의 결합체를 상기 글라스패널과 별도의 경로로 이동시키면서 EVA 및 백시트로부터 셀을 분리하는 셀 분리부;
    상기 셀 분리부에서 분리된 셀을 종류별로 구분하여 분류하는 셀 분류부;
    상기 셀 분류부에서 분류된 셀들을 분류별로 전달받아 유가금속, 희귀금속, 고순도 실리콘을 회수하는 셀 회수부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 태양광 모듈 재활용시스템.
    
    
    

Images