KR102404975B1 - 태양전지 패널을 재활용한 단열 패널의 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 단열 패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여 단열 패널을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 단열 패널에 관한 것으로서, 태양전지 패널의 전면 및 후면을 세척하고, 태양전지 패널의 전면을 코팅하고, 태양전지 패널의 후면과 프레임에 의해 둘러싸인 공간에 단열재를 충전하고, 충전된 단열재를 경화시킴으로써, 우수한 단열 효과를 나타내며 고품질의 건축용 내외장재로 사용될 수 있는 단열 패널을 제조할 수 있다.
Description
본 발명은 태양전지 패널의 재활용 방법에 관한 것으로서, 특히 폐기된 태양전지 패널을 활용하여 건축 내외장재로 사용될 수 있는 단열 패널을 제조하는 방법과, 이러한 방법에 의해 제조된 단열 패널에 관한 것이다.
최근 신재생 에너지 산업이 발전함에 따라, 태양광 발전 설비도 급격히 늘어나고 있다. 태양광 발전 설비에 많이 사용되는 실리콘 태양전지 패널은 평균 수명이 15년 내지 20년 정도로 추정되며, 우리나라는 2000년대 초부터 태양전지 패널이 상용화되었으므로, 앞으로 버려지는 태양전지 패널이 급격히 늘어날 것으로 예상된다. 이는 새로운 환경 문제를 야기할 것이므로 이에 대한 대책이 시급히 마련되어야 할 것이다.
일반적으로 태양전지 패널은 다수의 셀을 유리와 프레임으로 둘러싼 구조로 이루어져 있으며, 이러한 패널들을 직렬 혹은 병렬로 연결하여 어레이(array)를 형성하여 설치하게 된다. 도 1에 일반적인 태양전지 패널의 구조를 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 패널은 프레임(10), 유리판(20), 밀봉재(30), 전지셀(40), 백시트(50) 등이 적층된 구조로 이루어진다.
이러한 태양전지 패널을 재활용하기 위해, 일반적으로 폐기된 태양전지 패널을 분쇄 또는 열처리를 통해 분해 및 해체한 후, 구성요소별로 분류하여 부품을 재사용하는 방법이 많이 사용되고 있다.
상기한 재활용 방법의 일례로서, 한국 등록특허 제10-2091346호에 의하면, 2개의 블레이드를 구비하는 제1 박리부로 태양광 패널에서 셀 부분을 일부 제거한 후, 제2 박리부로 강화 유리에서 태양광 셀 부분의 나머지를 박리하여, 유리 파손을 방지하고 에너지 비용을 절감할 수 있는 태양광 패널 재활용 방법을 제안하고 있다.
그러나 상기한 종래의 태양전지 패널의 재활용 방법들은, 패널의 분쇄나 열처리를 위한 처리 시간 및 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 재활용 공정 중에 유리가 파손되거나 유해한 화학 물질이 배출되는 등의 추가적인 문제가 생길 수도 있다.
따라서 폐기된 태양전지 패널을 재활용할 수 있는 새로운 방법들을 개발할 필요가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 태양전지 패널의 재활용 방법에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여, 우수한 단열 효과를 나타내며 고품질의 건축용 내외장재로 사용될 수 있는 단열 패널의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 단열 패널을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여 단열 패널을 제조하는 방법은, 상기 태양전지 패널의 전면 및 후면을 세척하는 단계; 상기 태양전지 패널의 전면을 코팅하는 단계; 상기 태양전지 패널의 후면과 프레임에 의해 둘러싸인 공간에, 단열재를 충전하는 단계; 및 상기 충전된 단열재를 경화하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
상기 세척 단계에서는, 상기 태양전지 패널의 후면에 대해 세척과 동시에 표면 스크래칭 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 코팅 단계에서는, 불소수지를 도료화하여 분사한 후, 가열 소성시키는 것이 바람직하다.
상기 단열재는 발포 우레탄 혼합물 또는 발포 실리콘 혼합물이며, 상기 발포 우레탄 혼합물은, 폴리이소시아네이트, 폴리올, 촉매, 안정제, 가교제 및 발포제를 포함할 수 있고, 상기 발포 실리콘 혼합물은, 폴리디메틸실록산, 폴리디메틸실라놀, 촉매, 안정제, 가교제 및 발포제를 포함할 수 있다.
상기 발포 우레탄 혼합물 또는 발포 실리콘 혼합물은, 석분, 규사, 숯, 황토, 야자껍데기, 굴껍질, 조개껍질 중 적어도 하나를 더 포함하여 조성되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명에 따른 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여 단열 패널을 제조하는 방법에 의해, 단열 패널을 제조할 수 있다.
본 발명의 태양전지 패널을 재활용하여 단열 패널을 제조하는 방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여 단열 패널로 재생시킴으로써, 자원의 재활용과 환경오염 방지를 도모할 수 있다.
둘째, 태양전지 패널의 전면 유리판에 불소수지 코팅을 실시함으로써, 표면 특성이 우수하고 변색을 방지할 수 있는 단열 패널을 제조할 수 있다.
셋째, 태양전지 패널의 후면에 스크래칭 공정을 실시함으로써, 패널과 단열재의 접착력이 높은 단열 패널을 제조할 수 있다.
넷째, 단열재에 석분, 규사, 숯, 황토, 야자껍데기, 굴껍질, 조개껍질 등을 혼합하여 사용함으로써, 단열 특성이 우수한 단열 패널을 제조할 수 있다.
도 1은 일반적인 태양전지 패널의 구조를 나타낸다.
도 2는 폐기된 태양전지 패널의 전면 및 후면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여 단열 패널을 제조하는 방법의 개략적인 흐름도를 나타낸다.
도 2는 폐기된 태양전지 패널의 전면 및 후면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라, 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여 단열 패널을 제조하는 방법의 개략적인 흐름도를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
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 있음을 의미한다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 단열 패널의 제조에 사용될, 폐기된 태양전지 패널을 나타내었다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 전면에서 보면 프레임(10)과 유리판(20)이 외부로 노출되어 있고, 후면에서 보면 프레임(10)과 백시트(50)가 외부로 노출되어 있다.
상기한 도 2의 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여 단열 패널을 제조할 수 있으며, 도 3의 흐름도를 참조하여 이에 대해 이하에서 상세히 설명한다.
먼저, 태양전지 패널의 전면 및 후면을 세척한다 (단계 100).
폐기된 태양전지 패널은 먼지나 이물질이 흡착되어 오염되어 있으므로, 계면활성제를 포함하는 세정제를 사용하여 전면 및 후면을 각각 세척한다. 특히, 상기 태양전지 패널의 후면은 세척과 동시에 표면 스크래칭(scratching) 공정을 실시하는 것이 바람직하다.
추후 설명하는 공정에서 패널의 후면에는 단열재가 부착되어야 하는데, 일반적으로 태양전지 패널 후면의 백시트(50)는 실리콘 재질을 포함하고 있으므로, 양호한 접착력을 기대할 수 없다. 따라서 후면에 스크래칭 공정을 실시함으로써 단열재와의 접착력을 높일 수 있다.
이러한 스크래칭 공정을 세척과 동시에 진행하는 이유는, 스크래칭에 의해 생성되는 부스러기 등을 즉시 제거할 수 있어서, 공정 시간을 단축시킬 수 있기 때문이다.
다음으로, 태양전지 패널의 전면을 코팅한다 (단계 200).
태양전지 패널의 전면은 유리판(20)으로 되어 있으며, 이러한 유리판(20)을 세척한 후에, 적절한 코팅을 실시함으로써, 미려한 색채나 질감을 나타내고 변색을 방지할 수 있다. 이는 태양전지 패널이 단열 패널로서 재생되었을 때 우수한 품질의 건축용 내외장재로 사용될 수 있게 한다.
상기한 코팅은 유기 혹은 무기 도료를 뿜칠하거나 UV 코팅하여 실행할 수 있으나, 불소수지 코팅을 사용하는 것이 바람직하다.
불소수지 코팅은 불소수지를 도료화하여 분사한 후, 가열 소성시키는 것으로서, 표면 에너지가 낮으므로 점착성 및 세정성이 우수하고, 마찰 계수가 낮으므로 윤활성이 우수하다. 또한, 화학 용제에 대한 내식성이 우수하고, 코팅 표면에 물이나 기름이 잘 묻지 않아서 비유성 및 발수성이 우수하다.
이러한 불소수지 코팅의 장점들은 건축용 내외장재의 표면이 갖추어야 할 장점과 연결되므로, 불소수지 코팅을 통하여 우수한 품질의 내외장재용 단열 패널을 제조할 수 있다.
다음으로, 태양전지 패널의 후면과 프레임에 의해 둘러싸인 공간에, 단열재를 충전한다 (단계 300).
상기 단열재로는 발포 우레탄 혼합물 또는 발포 실리콘 혼합물을 사용할 수 있다. 발포 우레탄 혼합물은, 폴리이소시아네이트, 폴리올, 촉매, 안정제, 가교제 및 발포제를 포함하여 이루어질 수 있고, 발포 실리콘 혼합물은, 폴리디메틸실록산, 폴리디메틸실라놀, 촉매, 안정제, 가교제 및 발포제를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 단열재의 보온성 및 불연성을 강화하기 위하여, 상기한 발포 우레탄 혼합물 또는 발포 실리콘 혼합물에, 석분, 규사, 숯, 황토, 야자껍데기, 굴껍질, 조개껍질 중 적어도 하나를 적절히 분쇄 및 혼합하여 조성한다.
다음으로, 상기 충전된 단열재를 경화한다 (단계 400). 충전된 단열재의 경화는 자연 상태의 경화 방법이나 열 경화 방법을 사용할 수 있다.
상기 설명한 단계 100 내지 단계 400의 공정을 통해, 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여, 건축용 내외장재로서 사용될 수 있는 우수한 단열 패널을 제조할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 실시예에 따른 단열 패널의 제조 방법은, 폐기된 태양전지 패널과 단열 패널에 최적으로 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 유사한 건축용 패널 등에도 적절히 응용될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.
10 프레임
20 유리판
30 밀봉재
40 전지 셀
50 백시트
20 유리판
30 밀봉재
40 전지 셀
50 백시트
Claims (5)
- 폐기된 태양전지 패널을 재활용하여 단열 패널을 제조하는 방법으로서,
상기 태양전지 패널의 전면 및 후면을 세척하는 단계;
상기 태양전지 패널의 전면을 코팅하는 단계;
상기 태양전지 패널의 후면과 프레임에 의해 둘러싸인 공간에, 단열재를 충전하는 단계; 및
상기 충전된 단열재를 경화하는 단계;를 포함하며,
상기 세척 단계에서는, 상기 태양전지 패널의 후면에 대해 세척과 동시에 표면 스크래칭 공정을 실시하고,
상기 코팅 단계에서는, 불소수지를 도료화하여 분사한 후, 가열 소성시키는 것을 특징으로 하는 단열 패널의 제조 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 단열재는 발포 우레탄 혼합물 또는 발포 실리콘 혼합물이며,
상기 발포 우레탄 혼합물은, 폴리이소시아네이트, 폴리올, 촉매, 안정제, 가교제 및 발포제를 포함하여 이루어지고,
상기 발포 실리콘 혼합물은, 폴리디메틸실록산, 폴리디메틸실라놀, 촉매, 안정제, 가교제 및 발포제를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열 패널의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 발포 우레탄 혼합물 또는 발포 실리콘 혼합물은, 석분, 규사, 숯, 황토, 야자껍데기, 굴껍질, 조개껍질 중 적어도 하나를 더 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 단열 패널의 제조 방법. - 상기한 제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 기재된 단열 패널의 제조 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 단열 패널.
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