KR20210082629A - 태양광 모듈 부분 박리장치 - Google Patents

태양광 모듈 부분 박리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 전면부재와 나머지 부분으로 구성된 태양광 모듈에 대해 부분적인 박리를 수행하기 위한 태양광 모듈 부분 박리장치를 제공한다. 태양광 모듈 부분 박리장치는 작업대 상에 로딩된 태양광 모듈과의 상대운동을 통해, 상기 태양광 모듈의 일부를 절삭하는 제1 절삭커터를 가지는 제1 절삭부; 그리고 상기 태양광 모듈과의 상대운동을 통해, 상기 제1 절삭부의 절삭 대상 중 상기 제1 절삭부에 의해 절삭되지 않은 상기 태양광 모듈의 가장자리의 일부분을 절삭하는 제2 절삭부;를 포함한다.

Description

태양광 모듈 부분 박리장치{SOLAR MODULE PARTIAL PEELING DEVICE}
본 발명은 태양광 모듈을 부분적으로 박리하기 위한 태양광 모듈 부분 박리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐태양광 모듈을 재활용하기 위해 태양광 모듈의 일부를 제거하는 태양광 모듈 부분 박리장치에 관한 것이다.
결정질 태양광 모듈의 기본단위인 태양전지 셀은 파손되기 쉬운 소자이다. 따라서, 통상적으로 태양전지 셀은 외부충격이나 악천후로부터 보호받기 위해 견고한 알루미늄 프레임 안에 모듈화 된다. 강화유리, 충진재, 태양전지 셀, 충진재, 후면시트 등의 소자 층이 적층된 뒤 케이블과 배전판이 결합되어 하나의 태양전지판 형태로 만들어진 제품을 태양광 모듈이라 한다.
태양광 발전설비의 핵심을 이루는 태양광 모듈의 수명은 약 20년 내지 30년이며, 전세계적으로 사용 중인 태양광 모듈의 수명이 끝나가면서 폐기되는 태양광 모듈의 처리가 중요한 이슈로 부각되고 있다.
태양광 모듈은 복수개의 태양전지 셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 태양광 발전의 기본단위로 사용된다. 태양광 모듈은 결정질 실리콘 태양전지(1세대), 박막형 태양전지(2세대) 및 3세대 태양전지로 구분된다. 현재 국내에서 가장 많이 사용하는 태양전지는 실리콘을 주 재료로 하는 결정질 태양전지이다. 이러한 태양광 모듈은 시간이 지남에 따라서 효율이 감소하는 등의 이유로 철거되어야 한다. 이때, 태양광 모듈에 존재하는 유용 소재의 회수 및 재활용을 수행함으로써 자원을 보존하고 환경오염을 막을 수 있다.
태양광 모듈을 구성하고 있는 전면 유리, EVA, 태양전지 셀 및 백시트 등과 같은 물질들은 가격이 비교적 고가이며, 대부분 수입에 의존하고 있는 실정이기 때문에 태양전지 셀과 유리를 회수하여 재활용하기 위한 방법이 시도되고 있다.
태양광 모듈은 전면 유리와 태양전지 셀 등의 구성요소가 밀봉재이자 결합재인 EVA에 의해서 접합된 구조를 가질 수 있다.
백시트는 태양전지 셀을 후면측에서 보호하기 위하여 적용되는 구성요소로서 태양전지 셀을 투과한 빛을 반사시켜서 다시 태양전지 셀로 보내는 역할을 하기도 한다. 백시트는 수증기 및 산소 차단성이 우수한 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름 양면에, PVF(Polyvinyl Fluoride) 필름 또는 PVDF(polyvinylidene Fluoride) 필름 등의 불소필름을 접착한 다층 구조를 가질 수 있다. 백시트는 폐태양전지의 재활용을 위해서는 전면 유리와 태양전지 셀 및 밀봉재인 EVA와는 구분하여 제거될 필요가 있다.
백시트와 EVA를 제거하기 위하여 화학약품을 사용하는 방법이 개발되었으나 효율과 환경적인 문제가 있다.
한편, 도 1은 연마석을 사용하여 태양광 모듈의 백시트를 제거하는 장치의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 2는 연마석을 이용한 장치를 사용하여 태양광 모듈의 백시트를 제거시 문제점을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 연마석을 이용한 장치를 사용하여 태양광 모듈의 백시트를 제거시 다른 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
백시트와 같은 후면부재의 제거를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 그라인더(연마석)로 연삭하여 제거하는 공정이 개시되어 있다. 그러나 이러한 방법에 의하면, 모듈 가장자리 단차로 인해, 예를 들어, 도 1의 하측 그림과 같이, 연삭선의 아래에 위치하는 전면 유리 가장자리의 백시트 부분은 도 2에 도시된 바와 같이 잔존되는 문제점이 있다. 연마석을 가장자리까지 연삭하도록 제어하는 경우 태양전지 셀까지 제거되는 문제점이 있다.
또한, 도 1 및 도 2에서 태양전지 셀들 사이는 태양전지가 없는 부분이어서, 높이가 상대적으로 낮고, 이로 인해 백시트가 아래로 처진 부분(155)이 형성될 수 있다. 이로 인해, 그라인더에 의해 처진 부분(155)이 연삭되지 못하고 잔존하게 되는 문제점이 있다.
또한, 도 3에 예시된 바와 같이, 연마석은 다공질성이고, 열이 발생하는 공정이기 때문에 백시트가 다공성의 연마석에 늘어붙을 수 있다. 이로 인해, 일정기간 공정 후 연마석의 균일도를 제어하기 위한 드레싱(Dressing) 공정 필요하게 되어, 공정의 효율성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 절삭커터를 사용한 절삭방법으로 태양광 모듈의 후면부재를 제거하여, 연마석 드레싱 공정과 같이 추가의 공정이 필요없이 효율적인 제거가 가능한 태양광 모듈 부분 박리장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가장자리의 후면부재를 효과적으로 제거할 수 있는 태양광 모듈 부분 박리장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 전면부재와 나머지 부분으로 구성된 태양광 모듈에 대해 부분적인 박리를 수행하기 위한 태양광 모듈 부분 박리장치를 제공한다. 태양광 모듈 부분 박리장치는 작업대 상에 로딩된 태양광 모듈과의 상대운동을 통해, 상기 태양광 모듈의 일부를 절삭하는 제1 절삭커터를 가지는 제1 절삭부; 그리고 상기 태양광 모듈과의 상대운동을 통해, 상기 제1 절삭부의 절삭 대상 중 상기 제1 절삭부에 의해 절삭되지 않은 상기 태양광 모듈의 가장자리의 일부분을 절삭하는 제2 절삭부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 태양광 모듈은 상기 전면부재와 대향하는 후면부재, 상기 전면부재와 상기 후면부재의 사이에 개재된 태양전지 셀층을 포함하며, 상기 제1 절삭부는 상기 태양전지 셀층 상의 상기 후면부재를 절삭하고, 상기 제2 절삭부는 상기 태양전지 셀층이 없는 상기 태양광 모듈의 가장자리의 후면부재 부분을 절삭할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 태양광 모듈은 상기 전면부재와 대향하는 후면부재, 상기 전면부재와 상기 후면부재의 사이에 개재된 태양전지 셀층을 포함하며, 상기 제1 절삭부는 상기 태양전지 셀층 및 상기 태양전지 셀층 상의 상기 후면부재를 절삭하고, 상기 제2 절삭부는 상기 태양광 모듈의 가장자리의 전면부재 상의 부분을 절삭할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 절삭부는 상기 전면부재를 절삭하고, 상기 제2 절삭부는 상기 태양광 모듈의 가장자리의 전면부재를 절삭할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 작업대 상에 로딩된 태양광 모듈에 대해 기준점으로부터의 위치를 감지하여, 상기 제1 절삭부 및 상기 제2 절삭부를 상기 작업대 상의 상기 태양광 모듈에 대해 설정위치로 정렬시키는 위치정보를 제공하는 센서;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 절삭부는 복수의 상기 제1 절삭커터를 포함하며, 상기 제1 절삭부에 의해 절삭되지 못하고 복수의 상기 제1 절삭커터의 각각의 사이의 후방으로 이송되는 후면부재 부분을 절삭하는 하나 이상의 제3 절삭커터를 가지는 제3 절삭부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 절삭부는 복수의 상기 제1 절삭커터를 포함하며, 태양광 모듈 부분 박리장치는 상기 제1 절삭부에 의해 절삭되지 못하고 복수의 상기 제1 절삭커터의 각각의 사이의 후방으로 이송되는 전면부재 부분을 절삭하는 하나 이상의 제3 절삭커터를 가지는 제3 절삭부 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 태양전지 셀층은, 복수의 태양전지 셀과, 상기 복수의 태양전지 셀을 상기 전면부재와 상기 후면부재의 사이에 고정시키는 결합재를 포함하며, 상기 복수의 태양전지 셀 사이에 대응하도록 상기 제3 절삭부의 후방에 위치하며, 상기 복수의 태양전지 셀 사이에 잔류되는 상기 후면부재 부분을 상기 제3 절삭부보다 더 낮은 높이로 절삭하는 제4 절삭부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2 절삭부 또는 상기 제4 절삭부는 밀링 커터, 롤러형 브러쉬, 줄, 체인, 연마석 중의 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 절삭부 및 상기 제3 절삭부를 이동시키는 제1 이송부; 상기 제2 절삭부 및 상기 제4 절삭부를 이동시키는 제2 이송부; 그리고 상기 센서로부터 획득된 상기 위치정보를 이용하여, 상기 제1 이송부 및 상기 제2 이송부를 통해 상기 제1 절삭부 내지 상기 제4 절삭부를 상기 후면부재의 절삭을 위한 위치로 이동시키는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 절삭부가 상기 태양광 모듈 위로 진입할 때, 상기 태양전지 셀층이 없는 태양광 모듈의 전단 가장자리의 후면부재 부분을 절삭하도록, 제1 높이로 상기 제1 절삭부를 조절하고, 상기 태양전지 셀층 위의 후면부재의 절삭을 위해 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 상기 제1 절삭부를 조절하며, 상기 제1 절삭부가 상기 태양광 모듈 위로부터 이탈할 때, 상기 태양전지 셀층이 없는 태양광 모듈의 후단 가장자리의 후면부재 부분을 절삭하도록, 상기 제2 높이보다 작은 제3 높이로 상기 제1 절삭부를 조절할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 센서로부터 획득된 위치정보 및 미리 입력된 제어정보에 따라 상기 제2 절삭부 및 상기 제4 절삭부를 상기 제2 높이 보다 낮은 높이로 절삭하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 절삭부의 인근에서 절삭된 입자를 흡입하는 후드부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 절삭부 인근에서 상기 제1 절삭부를 향해 냉각 매체를 분사하는 냉각부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 상대운동 방향과 상기 제1 절삭부 및 상기 제3 절삭부의 회전축은 수직을 이룰 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 절삭커터 및 상기 제3 절삭커터의 절삭커터 날들 간의 간격이 5mm 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 작업대 상의 태양광 모듈을 누르며, 절삭이 진행되는 부분에서는 상승하거나 다른 위치로 이동되는 지지부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절삭커터를 사용한 절삭방법으로 태양광 모듈의 후면부재를 제거하여, 연마석 드레싱 공정과 같이 추가의 공정이 필요없이 효율적인 제거가 가능한 태양광 모듈 부분 박리장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 가장자리의 후면부재를 효과적으로 제거할 수 있는 태양광 모듈 부분 박리장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 연마석을 사용하여 태양광 모듈의 백시트를 제거하는 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 연마석을 이용한 장치를 사용하여 태양광 모듈의 백시트를 제거시 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 연마석을 이용한 장치를 사용하여 태양광 모듈의 백시트를 제거시 다른 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 부분 박리장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 부분 박리장치의 절삭부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 부분 태양광 모듈 부분 박리장치에 의한 태양광 모듈의 부분 박리과정의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 부분 박리장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 부분 박리장치를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈(100) 부분 태양광 모듈 부분 박리장치를 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈(100) 부분 태양광 모듈 부분 박리장치의 절삭부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
태양광 모듈 부분 박리장치는 태양광 모듈(100)의 재생과정에서 태양광 모듈(100)의 일부를 제거하는 공정에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 태양광 모듈 부분 박리장치는 전면부재(110)와 나머지 부분(101)으로 구성된 태양광 모듈(100)에 대해 부분적인 박리를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 태양광 모듈(100)은 여러 가지 타입이 있을 수 있다. 예를 들어, 태양광 모듈(100)은 전면부재(110), 전면부재(110) 상에 형성된 태양전지 셀층(130) 및 태양전지 셀층(130) 상에 형성된 후면부재(150)를 포함할 수 있다.
전면부재(110)는 강화 유리일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
후면부재(150)는 전술된 백시트로 불리는 부재일 수 있다.
태양전지 셀층(130)은 일종의 결합재인 EVA와 이에 의해 전면부재(110)와 후면부재(150)의 사이에 개재되고 밀봉되는 복수의 태양전지 셀(131)을 포함할 수 있다. 이러한 타입 이외의 다른 타입의 태양전지 셀도 본 실시예의 태양광 모듈 부분 박리장치가 적용될 수 있다.
태양광 모듈 재활용 공정에서, 실제로 재활용되는 소자는 알루미늄 프레임, 강화유리, 태양전지 셀(131) 내의 소재 또는 태양전지 셀(131)과 결선되는 구리 도선 등이 일반적이다.
따라서, 태양광 모듈(100)에서 재활용 공정시 모듈 전체를 파쇄후 소재별로 분류하는 공정과 비교하여, 본 실시예의 태양광 모듈 부분 박리장치에 의하면 전면부재(110)와 태양전지 셀층(130)을 후면부재(150)와 분리하여 재활용하거나, 전면부재(110)를 재활용할 수 있으며, 공정이 더 효율적이게 된다.
태양광 모듈 부분 박리장치는 제1 절삭부(1100) 및 제2 절삭부(1200)를 포함할 수 있다.
태양광 모듈(100)은 작업대(300) 상에 로딩될 수 있다. 작업대(300)는 태양광 모듈(100)을 제1 절삭부(1100)를 향하여 이송시키는 컨베이어(310)와, 컨베이어(310)에 구비되어 태양광 모듈(100)을 흡착하는 진공척(330)을 포함할 수 있다. 물론 작업대로는 태양광 모듈을 가압하는 바이스 형태의 고정장치도 채택될 수 있다.
태양광 모듈(100)의 전면부재(110)가 진공척(330)에 흡착되도록, 태양광 모듈(100)이 작업대(300) 상으로 로딩될 수 있다.
제1 절삭부(1100)는 작업대(300)에 로딩된 태양광 모듈(100)과의 상대운동을 통해 태양전지 셀층(130) 상의 후면부재(150)를 절삭하는, 도 5에 도시된 바와 같은, 제1 절삭커터(1120)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 작업대(300)에 의해 태양광 모듈(100)이 제1 절삭부(1100)를 향해 이송될 수 있다. 물론 이와 다르게, 태양광 모듈(100)이 작업대(300) 상에 고정되고, 제1 절삭부(1100)가 이동될 수도 있다.
제2 절삭부(1200)는 태양광 모듈(100)과의 상대운동을 통해, 후면부재(150) 중 태양전지 셀층(130)의 양쪽의 가장자리측 후면부재(150) 부분을 절삭하는 제2 절삭커터를 포함함 수 있다. 즉, 제1 절삭부(1100)가 태양광 모듈(100) 상에서 이동될 때, 양측 가장자리측의 후면부재(150)는 절삭되지 못하고 남을 수가 있다. 바람직하게는 제2 절삭부(1200)가 제1 절삭부(1100)의 양측 후방에 각각 위치하여 이러한 남은 부분을 제거할 수 있다.
예를 들어, 제1 절삭부(1100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 절삭커터(1120)로서 밀링 커터를 포함할 수 있다. 회전하는 밀링 커터에 태양광 모듈(100)의 후면부재(150)가 이송되면서 절삭되어 제거될 수 있다(도 5 및 도 7 참조).
본 실시예와는 다르게, 제1 절삭부는 태양전지 셀층 및 상기 태양전지 셀층 상의 후면부재를 절삭하고, 제2 절삭부는 태양광 모듈의 가장자리의 전면부재 상의 부분을 절삭할 수도 있다.
또 다른 예로서, 제1 절삭부는 전면부재를 절삭하고, 제2 절삭부는 태양광 모듈의 가장자리의 전면부재를 절삭할 수도 있다. 물론 이경우에는 전면부재가 상측을 향하도록 배치될 것이다.
도 5에는 수직형 절삭부가 도시되어 있다. 본 실시예에서 제1 절삭부(1100)는 수평형도 적용될 수 있다. 밀링 커터는 평밀링, 홈밀링, 앤드밀, 등 다양한 타입의 밀링 커터가 적용될 수 있고, 바람직하게는 정면절삭 방법이 적용될 수 있다.
밀링 커터에 의한 백시트와 같은 후면부재(150)의 절삭공정에 의하면, 복수의 절삭 날이 있는 커터가 회전하며 절삭 날 하나 하나가 각각 칩을 배출하므로 가공 능률이 높고, 정면가공이 일반적으로 적용될 수 있다.
본 실시예에서는 복수의 제1 절삭부(1100)가 포함하는 복수의 제1 절삭커터가 도 4에 도시된 바와 같이 열을 이루고 있고, 태양광 모듈(100)이 이송되면서 후면부재(150)가 절삭될 수 있다.
컨베이어(310) 형태의 이송방법 이외에도 전후, 좌우 및 상하 및 회전 이송으로 태양광 모듈(100)을 이송시킬 수 있는 3차원 이송장치가 사용될 수도 있다.
제1 절삭부(1100)가 평면 절삭을 수행할 수 있으며, 밀링 커터의 선택과 작동법에 따라 태양광 모듈(100)의 후면부재(150)뿐만 아니라 필요한 경우 태양전지 셀층(130)도 절삭할 수 있다.
예를 들어, 이러한 밀링 커터는 초경밀링 커터로 고속 또는 강력 절삭을 할 뿐만 아니라 가공 정밀도가 대단히 높다. 따라서 후면부재(150)의 절삭 깊이를 정밀하게 제어하여 전면부재와 태양전지 셀층(130)만을 남길 수도 있고, 필요에 따라서는 태양전지 셀층(130)도 절삭하여 전면부재만을 남길 수도 있다. 또한 절삭은 복수회에 걸쳐서 밀링 커터의 높이를 점차적으로 낮추어 가며 반복 수행될 수도 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 부분 태양광 모듈 부분 박리장치에 의한 태양광 모듈(100)의 부분 박리과정의 일 예를 설명하기 위한 도면들이다.
태양광 모듈 부분 박리장치는 센서(1800), 제어부(3000), 제3 절삭부(1300), 제1 이송부(1400) 및 제2 이송부(1500)를 더 포함할 수 있다.
센서(1800)는 도 4에 예시된 바와 같이, 작업대(300) 상에 로딩된 태양광 모듈(100)에 대해 기준점으로부터의 위치를 감지하여 위치정보를 획득할 수 있다. 위치정보는 기준면(예: 작업대(300)의 상면)으로부터 태양광 모듈(100)의 후면의 높이, 태양전지 셀층(130)의 가장자리 위치 및 태양전지 셀층(130)이 없는 전면부재(110)의 가장자리의 위치와, 모듈의 폭 등 필요에 따라 태양광 모듈(100)의 수치와 위치정보를 센싱할 수 있다. 센서(1800)로는 카메라, 광센서 등이 사용될 수 있다.
제어부(3000)는 센서(1800)에 의해 획득된 위치정보를 이용하여 제어신호를 제1 이송부(1400) 및 제2 이송부(1500)에 전송할 수 있다.
제1 이송부(1400)는 제1 절삭부(1100) 및 제3 절삭부(1300)를 작업대(300) 상의 태양광 모듈(100)에 대해, 도 6에 예시된 바와 같이, 후면부재(150)의 절삭을 위한 설정위치로 이송 및 정렬시킬 수 있다.
제2 이송부(1500)는 작업대(300) 상의 태양광 모듈(100)에 대해, 도 6에 예시된 바와 같이, 가장자리의 후면부재(150)의 절삭을 위한 설정위치로 제2 절삭부(1200)를 이송 및 정렬시킬 수 있다.
이때, 제1 이송부(1400) 및 제2 이송부(1500)는 이송기구일 수 있으며, 로봇팔이나 3축 이송장치일 수도 있다.
제3 절삭부(1300)는 제1 절삭부(1100)에 의해 절삭되지 않고 제1 절삭부(1100)의 후방으로 잔존하는 후면부재(150)를 절삭할 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 복수의 제1 절삭커터(1120)가 일렬로 정렬되어 절삭을 수행할 때, 제1 절삭커터(1120)들 사이의 후면부재(150)는 일부가 절삭되지 못하고, 제1 절삭부(1100)의 후방으로 이송될 수 있다.
제3 절삭부(1300)는 복수의 제3 절삭커터를 포함하며, 이러한 제3 절삭커터들을 제1 절삭커터(1120)들의 사이의 후방에 위치할 수 있다. 따라서, 절삭되지 못하고 후방으로 이송되는 후면부재(150) 부분이 제3 절삭부(1300)에 의해 절삭될 수 있다(도 7 참조).
본 실시예에서, 태양광 모듈의 이송방향과 제1 절삭부 및 제3 절삭부의 회전축은 수직을 이룰 수 있다. 절삭된 부산물이 날들 사이에 끼이는 것을 방지하기 위해서는 제1 절삭커터 및 제3 절삭커터의 절삭커터 날들 간의 간격이 5mm 이상인 것이 바람직하다.한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 절삭부(1100)가 태양광 모듈(100)의 전단 가장자리에 진입할 때, 제어부(3000)는 제1 이송부(1400)를 통해 제1 절삭부(1100) 및 제3 절삭부(1300)의 높이를 제1 높이로 제어할 수 있다.
이에 따라 제1 절삭부(1100)가 태양광 모듈(100) 위로 진입할 때, 후면부재(150) 중 태양전지 셀층(130)의 전단 가장자리측의 후면부재(150) 부분이 제1 절삭부(1100) 및 제3 절삭부(1300)에 의해 절삭될 수 있다.
즉, 태양전지 셀 상의 후면부재(150)의 제거를 위한 높이로만 제1 절삭부(1100) 및 제3 절삭부(1300)를 제어하는 경우, 가장자리의 후면부재(150)가 절삭되지 못할 수 있으므로, 본 실시예에서는 제어부(3000)는 높이를 제어하여 태양광 모듈(100)의 전단 가장자리의 후면부재(150)가 절삭되도록 제어할 수 있다.
이후, 제어부(3000)는 태양전지 셀층(130) 위의 후면부재(150)의 절삭을 위해 제1 높이보다 높은 제2 높이로 제1 절삭부(1100) 및 제3 절삭부(1300)의 높이를 조절할 수 있다.
계속해서, 태양광 모듈(100)이 이송됨에 따라 제어부(3000)는 제1 절삭부(1100)가 태양광 모듈(100) 위로부터 이탈할 때, 후면부재(150) 중 태양광 모듈(100)의 후단 가장자리측의 후면부재(150) 부분을 절삭하도록, 제2 높이보다 낮은 제3 높이로 제1 절삭부(1100) 및 제3 절삭부(1300)의 높이를 조절할 수 있다. 이 경우, 제3 높이는 제1 높이와 동일할 수 있다.
한편, 제어부(3000)는 제2 이송부(1500)를 통해 제2 절삭부(1200)가 제1 절삭부(1100) 및 제3 절삭부(1300)에 의해 절삭되지 못하는 후면부재(150)의 양측 가장자리 부분을 절삭하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제2 절삭부(1200)는 상기 제1 높이로 제어될 수 있다.
제2 절삭부(1200)는 밀링 커터와 같은 제2 절삭커터를 포함할 수 있다. 이외에도 제2 절삭부(1200)로는 롤러형 브러쉬, 줄, 체인, 연마석 등이 채택될 수 있다.
이와 같은 공정에 의해 도 8에 도시된 바와 같이, 후면부재(150)가 제거되고 전면부재(110)(예: 강화 유리)와 태양전지 셀층(130)이 잔류한 가공물을 형성할 수 있다. 이러한 가공물은 재활용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 부분 박리장치를 나타내는 도면이다.
본 실시예의 태양광 모듈 부분 박리장치는 제4 절삭부(1900)를 더 포함할 수 있다.
제4 절삭부(1900)는 도 1 및 도 2에서 설명된 복수의 태양전지 셀(131)들 사이의 제거되지 못하고 잔류된 후면부재 부분(155)을 제거할 수 있다.
예를 들어, 태양전지 셀층(130)은, 복수의 태양전지 셀(131)과, 복수의 태양전지 셀(131)을 전면부재(110)와 후면부재(150)의 사이에 고정시키는 결합재(133)를 포함할 수 있다.
제4 절삭부(1900)는 복수의 태양전지 셀(131) 사이에 대응하도록 제3 절삭부(1300)의 후방에 위치할 수 있다. 절삭을 개시하기 위해 정렬될 때, 제4 절삭부(1900)는 제3 절삭부(1300)보다 더 낮은 높이로 정렬될 수 있다. 따라서, 제4 절삭부(1900)는 태양전지 셀(131)들 사이에 잔류되는 후면부재 부분(155)을 제3 절삭부(1300)보다 더 낮은 높이로 절삭하여 제거할 수 있다(도 10의 상측 그림의 1335 참조).
예를 들어, 제4 절삭부(1900)는 제2 절삭부(1200)와 실질적으로 동일한 높이로 정렬될 수 있다. 또는, 제2 절삭부가 제4 절삭부(1900)보다 약간 더 낮게 정렬될 수도 있다. 이에 따라 제2 절삭부(1200)에 의해 가장자리에서 후면부재가 제거된 부분(도 10 상측 그림의 1331,1333 참조)과 제4 절삭부에 의해 후면부재가 제거된 부분(도 10의 상측 그림의 1335 참조)은 단면으로 볼 때, 단차진 홈 형상을 가질 수도 있다.
후면부재(150)의 가장자리(151,153: 도 1, 2, 9 참조)나 태양전지 셀들 사이 후면부재 부분(155)과 같이, 절삭선보다 아래에 후면부재의 일부가 위치하는 정도에 따라 절삭부들의 정렬의 높이는 적합하게 설정될 수 있을 것이다.
제4 절삭부(1900)는 제1 절삭부(1100)를 기준으로 제2 절삭부(1200)와 비슷한 정도로 후방으로 이격된 위치에 위치할 수 있다.
이러한 제4 절삭부(1900)는 제4 절삭커터를 포함할 수 있다. 이외에도 제4 절삭부(1900)는 롤러형 브러쉬, 줄, 체인, 연마석 등 다양한 형태가 채택될 수 있다.제1 이송부는 제1 절삭부 및 제3 절삭부를 이동시킬 수 있다. 제2 이송부는 제2 절삭부 및 제4 절삭부를 이동시킬 수 있다. 제어부는 센서로부터 획득된 위치정보를 이용하여, 제1 이송부 및 제2 이송부를 통해 제1 절삭부 내지 제4 절삭부를 후면부재의 절삭을 위한 위치로 이동시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 부분 박리장치를 나타내는 도면이다.
도 10의 하측 그림을 참조하면, 태양광 모듈 부분 박리장치는 후드부(1600)를 더 포함할 수 있다. 도 3에 예시된 바와 같은 후드부(1600)가 도 7에 예시된 절삭부들 위를 커버하거나 근처에 위치하고, 절삭되는 칩 또는 부산물을 흡입하여 제거할 수 있다.
또한, 태양광 모듈 부분 박리장치는 냉각부(1700)를 더 포함할 수 있다. 냉각부(1700)는 절삭제와 같은 액체를 제1 내지 제3 절삭부(1300)들에 분사하거나, 수소, 네온, 질소, 산소 및 공기 등 초저온 가스를 분사할 수도 있다.
또한, 태양광 모듈 부분 박리장치는 컨베이어 태양광 모듈을 누르는 지지부(2000)를 더 포함할 수 있다. 지지부(2000)는 이동이 가능한 누름봉이나 누름판 형태를 가질 수 있다. 절삭부들(1100,1200,1300,1900)에 의해 후면부재(150)가 제거됨에 따라 절삭이 수행되는 해당 위치의 지지부(2000)는 위로 상승되거나 다른 위치로 이동될 수 있다.
태양광 모듈이 컨베이어 상에 로딩될 때에, 센서(1800)에서 감지되는 신호를 기준으로 절삭부들 및 지지부가 위쪽으로 이동하였다가 적절한 높이로 내려오게 제어부에 의해 작동될 수 있다. 내려오는 이동 거리는 센서(1800)에서 측정된 태양광 모듈의 후면부재의 높이 또는 태양광 모듈의 두께를 기준으로 결정될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 태양광 모듈
110 : 전면부재
130 : 태양전지 셀층
131 : 태양전지 셀
150 : 후면부재
300 : 작업대
310 : 컨베이어
330 : 진공척
1100 : 제1 절삭부
1120 : 제1 절삭커터
1300 : 제3 절삭부
1400 : 제1 이송부
1500 : 제2 이송부
1600 : 후드부
1700 : 냉각부
1800 : 센서
1900 : 제4 절삭부
2000 : 지지부
3000 : 제어부

Claims (17)

  1. 전면부재와 나머지 부분으로 구성된 태양광 모듈에 대해 부분적인 박리를 수행하기 위한 태양광 모듈 부분 박리장치에 있어서,
    작업대 상에 로딩된 태양광 모듈과의 상대운동을 통해, 상기 태양광 모듈의 일부를 절삭하는 제1 절삭커터를 가지는 제1 절삭부; 그리고
    상기 태양광 모듈과의 상대운동을 통해, 상기 제1 절삭부의 절삭 대상 중 상기 제1 절삭부에 의해 절삭되지 않은 상기 태양광 모듈의 가장자리의 일부분을 절삭하는 제2 절삭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 모듈은 상기 전면부재와 대향하는 후면부재, 상기 전면부재와 상기 후면부재의 사이에 개재된 태양전지 셀층을 포함하며,
    상기 제1 절삭부는 상기 태양전지 셀층 상의 상기 후면부재를 절삭하고,
    상기 제2 절삭부는 상기 태양전지 셀층이 없는 상기 태양광 모듈의 가장자리의 후면부재 부분을 절삭하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 모듈은 상기 전면부재와 대향하는 후면부재, 상기 전면부재와 상기 후면부재의 사이에 개재된 태양전지 셀층을 포함하며,
    상기 제1 절삭부는 상기 태양전지 셀층 및 상기 태양전지 셀층 상의 상기 후면부재를 절삭하고,
    상기 제2 절삭부는 상기 태양광 모듈의 가장자리의 전면부재 상의 부분을 절삭하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절삭부는 상기 전면부재를 절삭하고,
    상기 제2 절삭부는 상기 태양광 모듈의 가장자리의 전면부재를 절삭하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 작업대 상에 로딩된 태양광 모듈에 대해 기준점으로부터의 위치를 감지하여, 상기 제1 절삭부 및 상기 제2 절삭부를 상기 작업대 상의 상기 태양광 모듈에 대해 설정위치로 정렬시키는 위치정보를 제공하는 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 절삭부는 복수의 상기 제1 절삭커터를 포함하며,
    상기 제1 절삭부에 의해 절삭되지 못하고 복수의 상기 제1 절삭커터의 각각의 사이의 후방으로 이송되는 후면부재 부분을 절삭하는 하나 이상의 제3 절삭커터를 가지는 제3 절삭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 절삭부는 복수의 상기 제1 절삭커터를 포함하며,
    상기 제1 절삭부에 의해 절삭되지 못하고 복수의 상기 제1 절삭커터의 각각의 사이의 후방으로 이송되는 전면부재 부분을 절삭하는 하나 이상의 제3 절삭커터를 가지는 제3 절삭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 태양전지 셀층은, 복수의 태양전지 셀과, 상기 복수의 태양전지 셀을 상기 전면부재와 상기 후면부재의 사이에 고정시키는 결합재를 포함하며,
    상기 복수의 태양전지 셀 사이에 대응하도록 상기 제3 절삭부의 후방에 위치하며, 상기 복수의 태양전지 셀 사이에 잔류되는 상기 후면부재 부분을 상기 제3 절삭부보다 더 낮은 높이로 절삭하는 제4 절삭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 절삭부 또는 상기 제4 절삭부는 밀링 커터, 롤러형 브러쉬, 줄, 체인, 연마석 중의 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 절삭부 및 상기 제3 절삭부를 이동시키는 제1 이송부;
    상기 제2 절삭부 및 상기 제4 절삭부를 이동시키는 제2 이송부; 그리고
    상기 센서로부터 획득된 상기 위치정보를 이용하여, 상기 제1 이송부 및 상기 제2 이송부를 통해 상기 제1 절삭부 내지 상기 제4 절삭부를 상기 후면부재의 절삭을 위한 위치로 이동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 절삭부가 상기 태양광 모듈 위로 진입할 때, 상기 태양전지 셀층이 없는 태양광 모듈의 전단 가장자리의 후면부재 부분을 절삭하도록, 제1 높이로 상기 제1 절삭부를 조절하고,
    상기 태양전지 셀층 위의 후면부재의 절삭을 위해 상기 제1 높이보다 높은 제2 높이로 상기 제1 절삭부를 조절하며,
    상기 제1 절삭부가 상기 태양광 모듈 위로부터 이탈할 때, 상기 태양전지 셀층이 없는 태양광 모듈의 후단 가장자리의 후면부재 부분을 절삭하도록, 상기 제2 높이보다 작은 제3 높이로 상기 제1 절삭부를 조절하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서로부터 획득된 위치정보 및 미리 입력된 제어정보에 따라 상기 제2 절삭부 및 상기 제4 절삭부를 상기 제2 높이 보다 낮은 높이로 절삭하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절삭부의 인근에서 절삭된 입자를 흡입하는 후드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 절삭부의 인근에서 상기 제1 절삭부를 향해 냉각 매체를 분사하는 냉각부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 상대운동 방향과 상기 제1 절삭부 및 상기 제3 절삭부의 회전축은 수직을 이루는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  16. 제6항에 있어서,
    상기 제1 절삭커터 및 상기 제3 절삭커터의 절삭커터 날들 간의 간격이 5mm 이상인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 작업대 상의 태양광 모듈을 누르며, 절삭이 진행되는 부분에서는 상승하거나 다른 위치로 이동되는 지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 부분 박리장치.
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