KR102644897B1 - 폐 태양광모듈 분리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수명이 다한 태양광모듈을 재활용할 수 있도록 폐 태양광모듈에서 EVA접착층으로 붙어 있는 강화유리와 태양전지셀, 백시트를 분리하는 폐 태양광모듈 분리장치에 관한 것으로, 특히 다층으로 적층된 태양광모듈의 층을 손상시키지 않고 층간 분리하여 각각의 층을 후 처리후 다시 재활용할 수 있게 한 폐 태양광모듈 분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Description
본 발명은 폐 태양광모듈 분리장치에 관한 것으로, 상세하게는 수명이 다한 태양광모듈을 재활용할 수 있도록 폐 태양광모듈에서 EVA접착층으로 붙어 있는 강화유리와 태양전지셀, 백시트를 분리하는 폐 태양광모듈 분리장치에 관한 것이다.
태양광 발전시스템은 태양광에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양광모듈, 태양광 모듈과 인버터 사이에서 전력을 모아 인버터에 전달해 주는 역할을 하는 접속반, 재생에너지인 태양광발전을 통해 생산된 직류전류를 전력계통에서 사용하는 교류전류로 변환시켜주는 인버터, 및 수전받은 전력을 실사용에 맞게 변환하여 배전하고, 전압/전류 등 부하관리를 하거나 선로를 차단하고 투입하는 역할을 함은 물론, 전력계통의 감시, 제어, 보토등 전력수급에 필수적인 역할을 하는 수배전반을 포함하여 구성된다.
이러한 태양광 발전시스템에서 태양광모듈은 태양의 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 가장 핵심적인 요소로, 수명은 약 20년 내지 30년으로서 전 세계적으로 폐기되는 태양광 모듈의 처리가 중요한 이슈로 부각되고 있어, 태양광모듈의 재활용을 위한 다양한 기술이 개발되고 있으며, 그 예로 특허문헌 1내지 3이 있다.
특허문헌 1은 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법에 있어서, 실리콘층과, 실리콘층의 양면에 있는 에바(Ethylene vinyl acetate, EVA)층을 포함하여 구성되고, 양면의 에바 중 일측의 에바에는 유리층이 접하여 형성되어 있고, 타측의 에바에는 백쉬트가 접하여 형성되어 있는, 폐 태양광 모듈을 450 ~ 485℃가 균일하게 유지되는 질소분위기 상의 가열로에 40 ~ 60 분간 가열시키는 가열단계; 가열된 폐 태양광 모듈에서 유리층과 백쉬트를 물리적으로 당겨 분리하는 보조분리단계; 보조분리단계를 거친 폐 태양광 모듈을 에바의 유리전이온도(琉璃轉移 Glass transition) 이하로 일정 시간 동안 유지시켜 에바의 탄성계수가 560N/㎟가 되도록 하는 냉각단계; 및 냉각된 폐 태양광 모듈의 에바을 실리콘층으로부터 물리적으로 당겨 분리하는 분리단계; 를 포함하는 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법이며,
특허문헌 2는 태양광 패널을 고정하여 고정된 태양광 패널의 측면의 알루미늄 프레임을 제거하는 프레임 제거부; 알루미늄 프레임이 제거된 태양광 패널의 강화유리를 파쇄 및 일부 분리하는 강화유리 파쇄부; 강화유리가 파쇄 및 일부 분리된 태양광 패널을 가열하는 가열부; 및 가열된 태양광 패널을 고정하여 강화유리를 분리하여 제거하는 강화유리 분리부;를 포함하는 태양광 패널 재활용 시스템이고,
특허문헌 3은 폐태양광패널을 이송하는 공급컨베이어장치와, 공급컨베이어장치에 의해 공급된 폐태양광패널을 파쇄하는 파쇄기와, 파쇄기에서 배출된 파쇄물을 분쇄하는 분쇄기와, 분쇄기에서 배출된 분쇄물을 선별하여 크기가 규격보다 큰 분쇄물은 분쇄기로 리턴시키고 크기가 규격보다 작은 분쇄물을 배출하는 진동스크린장치와, 진동스크린장치에 연결되어 진동스크린장치에서 배출된 분쇄물에서 분진을 제거하는 사이클론장치와, 사이클론장치에서 배출된 분쇄물에서 금속물질과 기타물질을 선별하여 분리하는 선별장치로 이루어진 태양광패널 리사이클링시스템이다.
이와 같이 다양한 폐 태양광모듈 재홀용 기술이 개발되어 있으나, 이러한 종래기술 들중 일부는 EVA층을 유리전이온도 이하로 냉각하여 EVA를 실리콘층(태양전지 셀)으로부터 물리적으로 당겨 분리하는 실리콘 회수하는 방법으로 태양전지 셀이 망가져 재활용이 불가능한 단점이 있고, 일부 기술은 모듈 자체를 파쇄함에 따라 태양전지 셀을 재활용하기 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 수명이 다한 태양광모듈을 재활용할 수 있도록 폐 태양광모듈에서 EVA접착층으로 붙어 있는 강화유리와 태양전지셀, 백시트를 분리하는 폐 태양광모듈 분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히 본 발명은 다층으로 적층된 태양광모듈의 층을 손상시키지 않고 층간 분리하여 각각의 층을 후 처리후 다시 재활용할 수 있게 한 폐 태양광모듈 분리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 폐 태양광모듈 분리장치는 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층으로 이루어지고, 층 사이가 접착제(EVA접착제)층으로 접착된 폐 태양광모듈을 분리하는 장치로, 상기 폐 태양광모듈을 이송하여 공급하는 공급이송부; 공급이송부에 의해 공급된 폐 태양광모듈을 지지하는 모듈받침부; 모듈받침부 상부에 공급된 폐 태양광모듈을 하기 접착제분리부 측으로 밀어주는 모듈푸싱부; 모듈푸싱부에 의해 밀리는 폐 태양광모듈의 접착제 층을 절단하는 접착제분리부; 및 접착제층이 분리된 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층을 배출시키는 배출이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공급이송부를 감싸도록 설치되어 공급되는 폐 태양광모듈을 가열하여 접착제를 용융시키는 가열박스가 더 설치된 것이 바람직하다.
상기 모듈받침부의 상부에는 폐 태양광모듈의 상부면을 눌러 폐 태양광모듈이 평평한 상태가 유지되게 하는 가압판이 더 설치된 것이 바람직하다.
상기 모듈받침부와 가압판은 200℃ ~ 450℃의 온도를 유지하는 것이 바람직하다.
또한 상기 가압판에 의해 가압되는 압력은 1 ~ 3 kg/cm2인 것이 바람직하다.
상기 모듈푸싱부는 유압 또는 공압에 의해 실린더로부터 신축하는 신축로드와, 상기 신축로드의 단부에 설치되어 신축로드의 신축에 의해 이동하여 폐 태양광모듈의 일측 단부를 접착제분리부측으로 밀어주는 측면지지대를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 폐 태양광모듈 분리장치는 강화유리와 태양전지 셀 사이의 접착제층과 태양전지 셀과 백시트 사이의 접착제층을 가열판을 통하여 유리전이온도 이상으로 가열하여 유동성이 있게 환경을 조성하고, 가압판으로 상부를 눌러주면서 모듈푸싱부로 폐 태양광모듈을 접착제분리부측으로 밀어 접착제층을 분리함에 따라 강화유리층이나 태양전지셀층에 균열 발생하거나 깨지지 않게 함에 따라 폐 태양광모듈을 재활용하는 활용도가 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 통상의 태양공모듈의 적층구조
도 2는 본 발명에 따른 폐 태양광모듈 분리장치의 일예의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 폐 태양광모듈 분리장치의 일예의 정면도
도 4는 본 발명에 따른 폐 태양광모듈 분리장치를 이용한 폐 태양광모듈 분리 과정도
도 2는 본 발명에 따른 폐 태양광모듈 분리장치의 일예의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 폐 태양광모듈 분리장치의 일예의 정면도
도 4는 본 발명에 따른 폐 태양광모듈 분리장치를 이용한 폐 태양광모듈 분리 과정도
본 발명은 다양한 변경을 가하여 실시할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 다층으로 적층된 태양광모듈의 층을 손상시키지 않고 층간 분리하여 각각의 층을 후 처리후 다시 재활용할 수 있게 할 수 있다.
본 발명에 따른 폐 태양광모듈 분리장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층으로 이루어지고, 층 사이가 접착제층으로 접착된 폐 태양광모듈을 분리하는 장치로, 도 2내지 4에 도시한 바와 같이, 상기 폐 태양광모듈(100)을 이송하여 공급하는 공급이송부(10); 공급이송부에 의해 공급된 폐 태양광모듈을 지지하는 모듈받침부(20); 모듈받침부 상부에 공급된 폐 태양광모듈폐을 하기 접착제분리부 측으로 밀어주는 모듈푸싱부(30); 모듈푸싱부에 의해 밀리는 폐 태양광모듈의 접착제 층을 절단하는 접착제분리부(40); 및 접착제층이 분리된 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층을 배출시키는 배출이송부(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공급이송부(10)는 폐기 처리할 폐 태양광모듈을 상기 접착제분리부(40)로 공급하기 위한 수단으로, 도 2에 도시한 바와 같이 다수의 롤러를 회전가능하게 설치하여 구성된 롤러 컨베이어로 구성할 수 있다.
상기 공급이송부(10)는 상기 모듈받침부보다 높게 형성하여 공급이송부를 통해 이송된 폐 태양광모듈이 모듈받침부로 이동된 상태에서 다시 공급이송부 측으로 흘러 이동되는 것을 방지하였다.
상기 모듈받침부(20)는 공급이송부를 통해 공급된 폐 태양광모듈을 일정한 높이로 받쳐 지지하기 위한 수단으로, 평평한 판체로 이루어지고, 상기 무듈푸싱부에 의해 폐 태양광모듈이 용이하게 밀릴 수 있어야 하며, 상기 접착제분리부와 동일한 높이로 설치된다.
상기 모듈받침부(20)는 상기한 바와 같이 폐 태양광모듈을 이동 가능하게 받쳐 지지하는 역할을 하되, 폐 태양광모듈의 접착제층을 용융시킬 수 있도록 200℃ ~ 450℃온도를 유지하여 폐 태양광모듈에 적층된 접착제를 용융시키는 것이 바람직하다.
또한 상기 모듈받침부(20)의 상부에는 폐 태양광모듈의 상부면을 눌러 폐 태양광모듈이 평평한 상태가 유지되게 하는 가압판(70)을 더 설치하는 것이 바람직하다.
폐 태양광모듈을 접착제분리부로 이송시키기 위해 상기 모듈푸싱부가 작동하고, 상기 모듈푸싱부가 폐 태양광모듈의 일측 단부를 밀어주면 폐 태양광모듈이 변형될 수 있어 접착제분리부 측으로 수평이동이 되지 않게 될 수 있고 이렇게 수평이동하지 않으면, 상기 접착제분리부가 정확하게 접착제층을 제거할 수 없게 되어어 접착제층 상하의 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층 이 손상될 수 있다.
이에 상기 모듈받침부(20)의 상부에 가압판(70)를 상하로 이동가능하게 설치하여 모듈받침부에 폐 태양광모듈이 올려진 상태에서 가압판이 폐 태양광모듈의 상부를 눌러 지지하게 함에 의해 폐 태양광모듈이 평평한 상태를 유지하면서 접착제분리부측으로 이동할 수 있는 것이다.
상기 가압판(70)도 폐 태양광모듈의 접착제층을 용융시킬 수 있도록 200℃ ~ 450℃온도를 유지하는 것이 바람직하고, 폐 태양광모듈이 평평한 상태를 유지할 수 있도록 1 ~ 3 kg/cm2의 압력으로 폐 태양광모듈을 눌러주는 것이 바람직하다.
상기 모듈푸싱부(30)은 폐 태양광모듈을 접착제분리부 측으로 밀어주는 것으로, 유압 또는 공압 실린더에 공급된 유압이나 공압에 의해 신축하는 신축로드(31)로 구성될 수 있다.
또한 상기 신축로드가 신장되어 폐 태양광모듈을 밀어줄 때, 폐 태양광모듈의 일측 단부 전체를 고르게 밀어질 수 있도록 상기 신축로드의 단부에는 측면지지대(32)를 더 설치하는 것이 바람직하다.
즉, 신축로드(31)이 신축됨에 의해 측면지지대가 수평으로 왕복 이동하여 폐 태양광모듈의 일측 단부를 밀어 폐 태양광모듈이 접착제분리부 측으로 이동하는 것이다.
상기 접착제분리부(40)는 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층들 사이에 형성된 접착제층을 분리하기 위한 수단으로, 절단날(또는 스크래퍼(scraper))로 이루어진다.
상기 접착제분리부(40)를 구성하는 절단날(41)은 접착제층의 중간과 대응되는 높이에 각각 하나씩만 설치할 수 있으나, 이렇게 구성할 경우 접착제가 2분되어 상하의 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층에 남아 있게 된다.
이에 상기 절단날(41)은 도 3의 일측에 확대하여 도시한 바와 같이 하나의 접착제층의 상단과 하단에 각각 대응되도록 2개가 한쌍을 이루고, 각각의 접착제층에 대응 되게 설치된다.
이렇게 설치된 절단날은 한 쌍의 절단날들이 접착제층의 상단과 하단으로 각각 파고들어 접착제층을 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층으로부터 분리할 수 있다.
상기 배출이송부(50)는 상기 접착제분리부에 의해 접착제가 분리된 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층을 배출시키는 것으로, 도시한 바와 같이 다수의 롤러를 회전가능하게 설치하여 구성된 롤러 컨베이어로 구성할 수 있다.
또한 상기 배출이송부(50)는 상하로 다층으로 구성할 수 있다.
즉, 배출이송부를 통해 배출되는 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층을 층 사이에 접착제층이 적층되어 있었고, 분리된 접착제층이 배출되는 과정에서 다시 접착되는 것을 방지할 수 있도록 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층이 각각 분리 배출되게 다층으로 구성할 수 있다.
또한 본 발명의 폐 태양광모듈 분리장치는 상기 공급이송부를 감싸도록 설치되어 공급되는 폐 태양광모듈을 가열하여 접착제를 용융시키는 가열박스(60)가 더 설치하는 것이 바람직하다.
상기 가열박스(60)는 폐 태양광모듈의 접착제층을 용융시킬 수 있도록 200℃ ~ 450℃온도를 유지하고 있어, 그 내부에 설치된 공급이송부를 따라 이송되는 폐 태양광모듈이 이송중에 가열될 수 있게 하였다.
또한 상기 접착제분리부(40)의 하부에는 접착제수거함(80)을 더 설치하여 접착제분리부에 의해 분리된 접착제를 수거할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 폐 태양광모듈 분리장치는 접착제층을 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층 들 사이로부터 분리하여 배출시킴에 따라 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층이 손상되지 않고 분해되어 이들의 재활용 효율을 높일 수 있다.
10: 공급이송부
20: 모듈받침부
30: 모듈푸싱부
31: 신축로드 32: 측면지지대
40: 접착제분리부
41: 절단날
50: 배출이송부
60: 가열박스
70: 가압판
80: 접착제수거함
100: 태양광모듈
20: 모듈받침부
30: 모듈푸싱부
31: 신축로드 32: 측면지지대
40: 접착제분리부
41: 절단날
50: 배출이송부
60: 가열박스
70: 가압판
80: 접착제수거함
100: 태양광모듈
Claims (5)
- 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층으로 이루어지고, 층 사이가 접착제층으로 접착된 폐 태양광모듈을 분리하는 장치로,
상기 폐 태양광모듈(100)을 이송하여 공급하는 공급이송부(10); 공급이송부에 의해 공급된 폐 태양광모듈을 지지하고, 200℃ ~ 450℃의 온도를 유지하여 태양광모듈의 접착제를 용융시키는 모듈받침부(20); 모듈받침부 상부에 공급된 폐 태양광모듈을 하기 접착제분리부 측으로 밀어주는 모듈푸싱부(30); 모듈푸싱부에 의해 밀리는 폐 태양광모듈의 접착제 층을 절단하는 접착제분리부(40); 및 접착제층이 분리된 강화유리층, 태양전지셀층, 및 백시트층을 배출시키는 배출이송부(50)를 포함하며,
상기 모듈받침부(20)의 상부에는 폐 태양광모듈의 상부면을 눌러 폐 태양광모듈이 평평한 상태가 유지되게 하는 가압판(70)이 승강 가능하게 더 설치되고, 상기 가압판(70)은 200℃ ~ 450℃의 온도를 유지하고, 상기 가압판에 의해 가압되는 압력은 1 ~ 3 kg/cm2인 폐 태양광모듈 분리장치에 있어서,
상기 접착제분리부(40)를 구성하는 절단날(41)은 하나의 접착제층의 상단과 하단에 각각 대응되도록 2개가 한쌍을 이루고, 각각의 접착제층에 대응 되게 설치되는 것을 특징으로 하는 폐 태양광모듈 분리장치. - 제1항에 있어서,
상기 공급이송부를 감싸도록 설치되어 공급되는 폐 태양광모듈을 가열하여 접착제를 용융시키는 가열박스(60)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 폐 태양광모듈 분리장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 모듈푸싱부(30)는 유압 또는 공압에 의해 실린더로부터 신축하는 신축로드(31)와, 상기 신축로드의 단부에 설치되어 신축로드의 신축에 의해 이동하여 폐 태양공모듈의 일측 단부를 접착제분리부측으로 밀어주는 측면지지대(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 태양광모듈 분리장치.
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| KR1020230146761A KR102644897B1 (ko) | 2023-10-30 | 2023-10-30 | 폐 태양광모듈 분리장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102644897B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160069643A (ko) | 2014-12-09 | 2016-06-17 | 합자회사 주안에너지 | 폐 태양광 모듈에서 실리콘을 회수하는 방법 |
| KR20210083123A (ko) | 2019-12-26 | 2021-07-06 | 목포대학교산학협력단 | 태양광 패널 재활용 시스템 및 방법 |
| KR102350630B1 (ko) * | 2020-10-22 | 2022-01-14 | 주식회사 원광에스앤티 | 태양광 패널 처리 장치 |
| KR102532190B1 (ko) | 2023-03-10 | 2023-05-15 | 주식회사 에스비씨원 | 태양광패널 리사이클링시스템 |
| KR20230106483A (ko) * | 2022-01-05 | 2023-07-13 | 주식회사 원광에스앤티 | 태양광패널 분해장치 |
-
2023
- 2023-10-30 KR KR1020230146761A patent/KR102644897B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102532190B1 (ko) | 2023-03-10 | 2023-05-15 | 주식회사 에스비씨원 | 태양광패널 리사이클링시스템 |
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