TWI768418B - 太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備 - Google Patents

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Abstract

一種太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，包含輸送裝置、蓋板拆除裝置，及背板拆除裝置。輸送裝置包括輸送帶，及設置在輸送帶上的承載固定單元，太陽能電池模組固設在該承載固定單元。蓋板拆除裝置與該輸送裝置間隔設置，並包括破碎模組，及刨除模組，破碎模組與刨除模組分別包括面向輸送帶的破碎單元與刨除單元。背板拆除裝置包括面向輸送帶且能產生振動頻率的振動件，當輸送帶帶動該太陽能電池模組往蓋板拆除裝置移動時，破碎單元與刨除單元能分別與太陽能電池模組的蓋板接觸作用，而拆離蓋板，再移動至背板拆除裝置時，振動件會接觸作用在膠合層與背板之間的接面，而拆離背板。

Description

太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備
本發明是有關於一種拆解設備，特別是指一種能太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備。
隨著能源脫碳減排的發展，促使太陽電池模組不斷的成長，但當其使用壽命壽命終了之時，同時也衍生出回收再處理問題。 然而，對於太陽能電池模組與其所回收物料的價值重量比低，使太陽能電池模組的回收再處理具有高運輸成本的缺點。
現有組成太陽能電池模組主要包括有太陽能板、設置在太陽能板兩相反面的蓋板與背板、框圍太陽能板、蓋板與背板的外框，及設置在背板上的接線盒，其中，現有在進行太陽能電池模組的回收過程中，其前段拆解接線盒與外框後，要繼續拆解蓋板與背板時，是將整體太陽能電池模組直接進行粉碎，接著將經粉碎的太陽能電池模組進行熱分解，然而，經熱分解所得到的蓋板與太陽能板均已被汙染，且背板所使用的材料為例如PVDF或PVF，其在熱分解製程中，會產生氫氟碳化合物(HFCs)等對環境有害的物質，由此可知，現有透過熱分解來拆解蓋板與背板的製程不僅會對環境產生污染，且需要高耗能而不符合經濟效益，再者，其拆解後的蓋板與太陽能板均已被汙染，從而使其後續回收經濟效益低。
因此，本發明的目的，即在提供一種太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備。
於是，本發明太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備適用於拆解該太陽能電池模組的該蓋板與該背板；其中，該太陽能電池模組包括一太陽能電池板、分別設置在該太陽能電池板的相反側的該蓋板與該背板，及二分別夾設在該太陽能電池板與該蓋板，以及該太陽能電池板與該背板之間的膠合層。
太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備包含一輸送裝置、一蓋板拆除裝置，及一背板拆除裝置。
該輸送裝置包括一可移動的輸送帶，及至少一設置在該輸送帶上且可隨該輸送帶移動的承載固定單元，該太陽能電池模組固設在該至少一承載固定單元。
該蓋板拆除裝置與該輸送裝置間隔設置，並包括一破碎模組，及一設置在該破碎模組下游的刨除模組，該破碎模組與該刨除模組分別包括一面向該輸送帶的破碎單元與刨除單元。該背板拆除裝置設置在該蓋板拆除裝置下游，包括一面向該輸送帶且能產生一振動頻率的振動件。
當該輸送帶帶動該太陽能電池模組往該蓋板拆除裝置移動時，該破碎單元與該刨除單元能分別與該太陽能電池模組的該蓋板接觸作用，而拆離該蓋板，再移動至該背板拆除裝置時，該振動件會接觸作用在膠合層與背板之間的接面，而拆離該背板。
本發明的功效在於，透過該蓋板拆除裝置與該背板拆除裝置，依序以物理製程方式來拆除該蓋板與該背板，於拆解過程中無任何化學反應發生，能保有蓋板與背板物料的特性而不會如現有在拆解過程中產生汙染，而能讓經拆解的蓋板與背板等物料進行回收升級再造，提高回收物料的商業價值。
在本發明被詳細描述的前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1與圖2，本發明太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備的一實施例適用於拆解該太陽能電池模組2的蓋板22與背板23；其中，在本實施例中，所要拆解的該太陽能電池模組2的結構包括一太陽能電池板21、分別設置在該太陽能電池板21的相反側的該蓋板22與該背板23，及二分別夾設在該太陽能電池板21與該蓋板22，以及該太陽能電池板21與該背板23之間的膠合層24，也就是說，本實施例要拆解的該太陽能電池模組2是不具有的外框與接線盒的結構，其外框與接線盒會先在前段拆解製程中被拆離。
本實施例的該太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備包含一進料裝置3、一設置在該進料裝置3下方的輸送裝置4、一與該輸送裝置4間隔設置的蓋板拆除裝置5、一設置在該蓋板拆除裝置5下游的背板拆除裝置6，及一設置在該背板拆除裝置6上方的吸取裝置7。
配合參閱圖3與圖4，具體地說，該進料裝置3包括一間隔設置在該輸送裝置4上方的導軌30，及一可移動地設置在該導軌30上的真空吸引件31，該輸送裝置4包括一可移動的輸送帶41，及多個設置在該輸送帶41上且可隨該輸送帶41移動的承載固定單元42。在本實施例中，該真空吸引件31是由機械手臂搭配真空吸盤所構成，且透過該真空吸引件31吸引該太陽能電池模組2的該蓋板22，並在該導軌30上先往方向A移動，再往方向B移動，從而將該太陽能電池模組2對應移動至該輸送裝置4，並以該背板23面向該承載固定單元42而固設於其上，而讓該蓋板22向外露出。
在本實施例中，該輸送帶41包括一輸送帶上部411，及一與該輸送帶上部411相連接的輸送帶下部412，該輸送帶上部411與該輸送帶下部412的連接讓該輸送帶41構成一迴圈式輸送帶，且該承載固定單元42的移動方向是由該輸送帶上部411往該輸送帶下部412移動。因此，該蓋板拆除裝置5及該背板拆除裝置6是面向該輸送帶下部412而彼此相向間隔設置，從而讓該承載固定單元42上的該太陽能電池模組2移動至該輸送帶下部412時，能與該蓋板拆除裝置5及該背板拆除裝置6接觸作用。
詳細地說，每一個該承載固定單元42包括一設置在該輸送帶41上的承載板421，及多個貫穿該承載板421的真空吸孔422，由於該太陽能電池模組2的鋁框已被拆解，而沒有完整的支撐，使得該太陽能電池模組2無法保持本身的平整性，因此透過該等真空吸孔422的設計，能讓太陽能電池模組2的該蓋板22透過該等真空吸孔422平整的固定在該承載板421上，且利於後續拆解製程。較佳地，為了讓該承載板421能在本實施例的迴圈式輸送帶41順利地持續循環移動，該承載板421可由多個承載塊420彼此相連所構成，以讓該承載板421移動至迴圈式輸送帶41的轉曲處時，能順利通過。
要說明的是，承載固定單元42的數量設置並沒有特別限制，也可僅設置單一個承載固定單元42，本實施例設置多個承載固定單元42是可連續地拆解多個太陽能電池模組2，也就是說，當太陽能電池模組2設置在該承載固定單元42而進入後續該蓋板拆除裝置5時，即可將另一太陽能電池模組2再設置在另一承載固定單元42上，以接續拆解製程，達到持續且連續拆解多個太陽能電池模組2，且該輸送帶41帶動該承載固定單元42移動的速度與位移均可透過一伺服馬達(圖未示)控制。
該蓋板拆除裝置5包括一破碎模組51，及一設置在該破碎模組51下游的刨除模組52。該破碎模組51包括一面向該輸送帶下部412的破碎單元511、及一收集件514；其中，該破碎單元511包括多個尖刺破碎輪512，每一個該尖刺破碎輪512的一外表面具有多個尖刺513；而該收集件514與該輸送帶下部412分別位在該破碎單元的兩相反側。
當該承載板421帶動該太陽能電池模組2由該輸送帶上部411往該輸送帶下部412移動，而通過該蓋板拆除裝置5時，該等尖刺513能與該蓋板22接觸作用，以令該蓋板22破碎，再透過該收集件514收集該蓋板22經該等尖刺513作用產生的零星碎片或碎粒。
詳細地說，該等尖刺513的硬度可進行強化，而能擠壓並刺入由強化玻璃所構成的該蓋板22中，用以造成該蓋板22破碎，也就是說，本實施例是透過靜態應力動作，透過尖刺破碎輪512上的該等尖刺513刺入不超過該蓋板22的厚度，而使該蓋板22失去應力平衡而破碎，來達到該蓋板22與對應的該膠合層24之間的接著面積降低的目的。在讓該蓋板22破碎的過程中，會有細小的玻璃碎片產生，該些細小的玻璃碎片會直接滑落至該收集件514中，直接收集回收。
由於經與該等尖刺513接觸作用後的該蓋板22已形成破碎態樣，因此可進一步將該太陽能電池模組2移動至該刨除模組52進行刨除。該刨除模組52包括一面向該輸送帶41的刨除單元521、一面向該輸送帶41且位在該刨除單元521上游而位在該破碎單元511下游的蓋板加熱件522，及一收集件523。
該太陽能電池模組2的該蓋板22經破碎後，移動至該刨除模組52時，會先與該蓋板加熱件522接觸，以讓該蓋板加熱件522可對該蓋板22與該太陽能電池板21之間的該膠合層24加熱至拆解溫度，使該膠合層24產生物理型態變化(軟化)，而降低與該蓋板22接面的親和力。要說明的是，此拆解溫度是介於該膠合層24的玻璃轉移溫度(Tg )與結晶溫度(Tc )溫度之間，因此不會讓該膠合層24產生化學變化；此外，該蓋板加熱件522的加熱方式並沒有特別限定，可以是例如從外而內的熱平衡(如熱對流、熱傳導，或熱輻射)，或是由內而外的能量轉換(例如光學或微波)等加熱方式。
在讓該蓋板22與該膠合層24降低彼此的連結力之後，即可將其移動至該刨除單元521下定位並進行該蓋板22的刨除。該刨除單元521包括多個刨除輪524，因此，該等刨除輪524可透過馬達驅動而與呈破碎態樣該蓋板22接觸作用，施以剪力來刨除該蓋板22，而該收集件523與該輸送帶41分別位在該刨除單元521的兩相反側，因此，經刨除的該蓋板22會滑落至該收集件523，用以收集並回收。
配合參閱圖5，該背板拆除裝置6設置在該蓋板拆除裝置5下游，包括一面向該輸送帶41且能產生一振動頻率的振動件61，及一面向該輸送帶41且位在該振動件61上游而位在該刨除單元521下游的背板加熱件62，該背板加熱件62可對該背板23與該太陽能電池板21之間的該膠合層24加熱。
當該蓋板22在該蓋板拆除裝置5被拆除後，進一步往該背板拆除裝置6移動，透過該背板加熱件62對該背板23與該太陽能電池板21之間的該膠合層24加熱至拆解溫度使該膠合層24產生物理型態變化(軟化)，而降低與該背板23接面的親和力，其加熱溫度是不高於背板23的熔點，以讓該背板23會有比較低的變形量，而對於該膠合層24的加熱方式與加熱原理與前述對該蓋板22與其膠合層24加熱相同，於此不加以贅述。
經加熱後，該背板23與其對應的該膠合層24的連結力降低，因此，可透過該振動件61對該背板23與該膠合層24的一微小接面傳遞振動，使非牛頓流體的膠合層24，在簡諧運動下，產生與接面垂直的剪力，從而讓該背板23與該膠合層24產生剝離；其中，該振動件61產生的振動頻率可為可聲波(acoustic)或超音波(ultrasound)，適用於本實施例的該振動件61的振動頻率是由馬達驅動以偏心軸轉換作為振動，並讓其振動頻率為333Hz。
由於該振動件61是對該背板23與對應的該膠合層24接觸而讓該背板23分離，因此該背板23仍是受該承載固定單元42吸引，而由該輸送帶下部412往該輸送帶上部411移動，而落下的一拆解物25的結構即為膠合層24/太陽能電池板21/膠合層24，該拆解物25則可進一步移動進行後續拆解製程，由於本實施例是揭示拆解該蓋板22與該背板23的自動拆解設備，因此該拆解物25的拆解製程於此不加以贅述。
該吸取裝置7是設置在該輸送裝置4上方而與該輸送帶上部411間隔設置，經拆離的該背板23由該輸送帶下部412往該輸送帶上部411移動後，即可透過該吸取裝置7吸取，以進行收集回收。
綜上所述，本發明太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，透過該蓋板拆除裝置5的該破碎模組51與該刨除模組52，及該背板拆除裝置6的該振動件61的配合，依序以物理製程方式來拆除該蓋板22與該背板23，在拆解過程中不會有任何化學反應發生，不僅能保有該蓋板22與該背板23的物料特性，以讓經拆解的該蓋板22與該背板23等物料可進行回收升級再造，提高回收物料的商業價值，且拆解製程不需要高耗能的製程條件，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2:太陽能電池模組
21:太陽能電池板
22:蓋板
23:背板
24:膠合層
25:拆解物
3:進料裝置
30:導軌
31:真空吸引件
4:輸送裝置
41:輸送帶
411:輸送帶上部
412:輸送帶下部
42:承載固定單元
420:承載塊
421:承載板
422:真空吸孔
5:蓋板拆除裝置
51:破碎模組
511:破碎單元
512:尖刺破碎輪
513:尖刺
514:收集件
52:刨除模組
521:刨除單元
522:蓋板加熱件
523:收集件
524:刨除輪
6:背板拆除裝置
61:振動件
62:背板加熱件
7:吸取裝置
A:向左
B:向下
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一側視示意圖，說明本發明太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備的一實施例； 圖2是一側視示意圖，說明現有太陽能電池模組已拆除外框及接線盒後的結構； 圖3是一側視示意圖，說明該實施例的一輸送裝置及一蓋板拆除裝置的一破碎模組；及 圖4是一側視示意圖，說明該實施例的該蓋板拆除裝置的一刨除模組；及 圖5是一側視示意圖，說明該實施例的該輸送裝置及一背板拆除裝置。
2:太陽能電池模組
3:進料裝置
30:導軌
31:真空吸引件
4:輸送裝置
41:輸送帶
411:輸送帶上部
412:輸送帶下部
42:承載固定單元
5:蓋板拆除裝置
51:破碎模組
511:破碎單元
514:收集件
52:刨除模組
521:刨除單元
522:蓋板加熱件
523:收集件
6:背板拆除裝置
61:振動件
62:背板加熱件
7:吸取裝置

Claims (10)

  1. 一種太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，該太陽能電池模組包括一太陽能電池板、分別設置在該太陽能電池板的相反側的該蓋板與該背板，及二分別夾設在該太陽能電池板與該蓋板，以及該太陽能電池板與該背板之間的膠合層，該太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備包含：一輸送裝置，包括一可移動的輸送帶，及多個間隔設置在該輸送帶上且可隨該輸送帶移動的承載固定單元，該太陽能電池模組固設在該等承載固定單元的其中一個；一蓋板拆除裝置，與該輸送裝置間隔設置，並包括一破碎模組，及一設置在該破碎模組下游的刨除模組，該破碎模組與該刨除模組分別包括一面向該輸送帶的破碎單元與刨除單元；及一背板拆除裝置，設置在該蓋板拆除裝置下游，包括一面向該輸送帶且能產生一振動頻率的振動件，當該輸送帶帶動該太陽能電池模組往該蓋板拆除裝置移動時，該破碎單元與該刨除單元能分別與該太陽能電池模組的該蓋板接觸作用，而拆離該蓋板，再移動至該背板拆除裝置時，該振動件會接觸作用在該膠合層與該背板之間的接面，而拆離該背板。
  2. 如請求項1所述的太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，還包含一與該輸送裝置間隔設置進料裝置，該進料裝置包括一真空吸引件，該真空吸引件能吸引該太陽 能電池模組，並將其移動至該輸送帶的該等承載固定單元的其中一個上。
  3. 如請求項1所述的太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，其中，每一個該承載固定單元包括一設置在該輸送帶上的承載板，及多個貫穿該承載板的真空吸孔，該太陽能電池模組透過該等真空吸孔固定在該承載板上。
  4. 如請求項1所述的太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，其中，該蓋板拆除裝置的該刨除模組還包括一面向該輸送帶且位在該刨除單元上游的蓋板加熱件，該蓋板加熱件可對該蓋板與該太陽能電池板之間的該膠合層加熱。
  5. 如請求項1所述的太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，其中，該背板拆除裝置還包括一面向該輸送帶且位在該振動件上游而位在該刨除單元下游的背板加熱件，該背板加熱件可對該背板與該太陽能電池板之間的該膠合層加熱。
  6. 如請求項1所述的太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，其中，該破碎模組與該刨除模組還分別包括一收集件，該等收集件與該輸送帶分別位在該破碎單元與該刨除單元的兩相反側。
  7. 如請求項1所述的太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，其中，該破碎單元包括多個尖刺破碎輪，每一個該尖刺破碎輪的一外表面具有多個尖刺，該等尖刺能與該蓋板接觸作用，而令該蓋板破碎。
  8. 如請求項1所述的太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，其中，該刨除單元包括多個刨除輪，該等刨除輪能與該蓋板接觸作用而刨除該蓋板。
  9. 如請求項1所述的太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，其中，該輸送帶包括一輸送帶上部，及一與該輸送帶上部相連接的輸送帶下部，從而構成一迴圈式輸送帶，該輸送帶下部與該蓋板拆除裝置及該背板拆除裝置彼此相向間隔設置，該等承載固定單元移動方向是由該輸送帶上部往該輸送帶下部移動。
  10. 如請求項9所述的太陽能電池模組的蓋板與背板的自動拆解設備，還包含一與該輸送帶上部間隔設置的吸取裝置，經拆離的該背板由該輸送帶下部往該輸送帶上部移動，並透過該吸取裝置吸取。
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