WO2023008210A1 - 太陽光パネルのリサイクル装置、および太陽光パネルのリサイクル方法 - Google Patents

太陽光パネルのリサイクル装置、および太陽光パネルのリサイクル方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for processing and recycling used solar panels.
  • a commonly used processing method is to throw the entire solar panel into a crusher and shatter everything.
  • Patent Document 1 after the used solar panel is heated and softened by annealing, the cover glass constituting the solar panel is peeled from the structure (solar cell, etc.) using a peeling tool (blade). A technique for doing so is disclosed.
  • the shredding process in which the entire solar panel is shattered, has the problem that it takes a lot of time and effort to recover the valuables afterward, and the carbon dioxide emissions that accompany the shredding.
  • the solar panel treatment method disclosed in Patent Document 1 has the problem that a large amount of energy is required for the annealing treatment.
  • the present invention was developed in view of such problems of the prior art. Therefore, the main object of the present invention is to provide a recycling apparatus and a recycling method for solar panels that facilitate recycling after treatment and do not cause problems such as carbon dioxide emissions and the need for a large amount of energy. .
  • a high-pressure water generator for generating high-pressure water; and an injection nozzle connected to the high-pressure water generator for injecting the high-pressure water toward the solar panel.
  • the injection nozzle injects the high-pressure water toward the back surface of the solar panel to remove even the cover glass that constitutes the solar panel.
  • a recycling method for treating a solar panel by injecting high-pressure water generated by a high-pressure water generator toward the solar panel through an injection nozzle.
  • the high-pressure water is jetted toward the rear surface of the solar panel to remove even the cover glass that constitutes the solar panel.
  • the solar panel is treated with high-pressure water generated by the high-pressure water generator, recycling after treatment is easy, and carbon dioxide emissions and a large amount of energy are required. It was possible to provide a recycling device and a recycling method that can avoid the problem of becoming
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the structure of a solar panel 100 processed using a recycling device 10
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a state in which the solar panel 100 is removed up to the cover glass 104 using the recycling device 10;
  • the recycling device 10 includes a high-pressure water injection device 12 and a workpiece holding device 14, as shown in FIG.
  • the high-pressure water injection device 12 includes a high-pressure water generator 20, an injection nozzle 22, a high-pressure water hose 24, and an injection nozzle moving device 26.
  • the high-pressure water generator 20 is a device that generates high-pressure water W by pressurizing supplied water.
  • the high-pressure water generator 20 has a water inlet 30 and a high-pressure water outlet 32 .
  • the injection nozzle 22 is for injecting high-pressure water W from the high-pressure water generator 20 .
  • This injection nozzle 22 is connected to a high-pressure water generator 20 via a high-pressure water hose 24 .
  • the injection nozzle moving device 26 is a device for moving the position of the injection nozzle 22 with respect to the workpiece (solar panel) 100, and a device capable of three-dimensionally moving the injection nozzle 22 is used. .
  • the injection nozzle moving device 26 that horizontally moves the injection nozzle 22 two-dimensionally may be used.
  • the injection nozzle moving device 26 may move the high-pressure water injection device 12 together with the injection nozzle 22, or may fix the high-pressure water injection device 12 and move only the injection nozzle 22.
  • the work holding device 14 holds the work (solar panel) 100. Further, if necessary, the work holding device 14 may be provided with a function of horizontally moving the work (solar panel) 100 two-dimensionally.
  • a general solar panel 100 consists of a frame 102, a cover glass 104, a first encapsulant layer 106, a solar cell 108, a second encapsulant layer 110, and a back in order from the surface that receives sunlight toward the back surface.
  • Sheet 112 and junction box 114 are laminated.
  • the structure of the solar panel 100 processed by the recycling device 10 according to the present embodiment is not limited to this. Any layer may be omitted as long as the glass 104 and the solar cell 108 are included.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer resin
  • the sealant for the first sealant layer 106 and the second sealant layer 110 is used as the sealant for the first sealant layer 106 and the second sealant layer 110, but other materials may of course be used.
  • the back sheet 112 is made of, for example, plastic (for example, PET [polyethylene terephthalate]), but it may also be made of other materials.
  • the solar panel 100 includes, in addition to the above-described general configuration, a double-sided type, a curved type, and types such as silicon-based and compound-based solar panels. , corresponds to the processing of all these solar panels 100 .
  • the high-pressure water W generated by the high-pressure water generator 20 is jetted from the jet nozzle 22 toward the rear surface of the solar panel 100 via the high-pressure water hose 24 .
  • the jetted high-pressure water W is used to remove from the rear surface of the solar panel 100 to the cover glass 104 .
  • removing up to the cover glass 104" means that, as shown in FIG. It means that the part is exposed. In other words, it is not necessary that the first sealant layer 106 is completely removed, and even if part of the first sealant layer 106 remains on the cover glass 104, the “cover glass 104 It is said to be in a state of “removing up to”.
  • the jet nozzle moving device 26 moves the jet nozzle 22 to change the position hit by the high-pressure water W. move it. After the movement, removal up to the cover glass 104 is similarly performed at the position.
  • the movement of the injection nozzle 22 by the injection nozzle moving device 26 may be stopped, or while the high-pressure water W is injected from the injection nozzle 22,
  • the injection nozzle 22 may be moved by the injection nozzle moving device 26 .
  • the cover glass 104 breaks into pieces during the treatment. less likely and easier to recycle the cover glass 104 and frame 102 after processing the solar panel 100 .
  • the high-pressure water W is sprayed toward the back surface of the solar panel 100 to remove even the cover glass 104 that constitutes the solar panel 100.
  • the entire solar panel 100 including the cover glass 104 may be crushed by jetting high-pressure water W toward the surface. This is because, even in this case, recycling after treatment is easy, and problems such as carbon dioxide emissions and the need for a large amount of energy can be avoided.
  • the high-pressure water W is sprayed on both the front and back surfaces.

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Abstract

処理後のリサイクルが容易で、二酸化炭素の排出や多大なエネルギーが必要になるといった問題が生じない、太陽光パネルのリサイクル装置を提供する。 リサイクル装置10を、高圧水Wを発生させる高圧水発生装置12と、高圧水発生装置12に接続され、高圧水Wを太陽光パネル100に向けて噴射させる噴射ノズル22とで構成する。

Description

太陽光パネルのリサイクル装置、および太陽光パネルのリサイクル方法
 本発明は、使用済みの太陽光パネルを処理してリサイクルする装置および方法に関する。
 近年、二酸化炭素排出量の制限や、商業活動におけるエコロジー意識の高まりを受けて、その対応策のひとつとして太陽光発電が選択されることが多くなってきている。
 これに伴い、太陽光発電に用いられた使用済みの太陽光パネルの処理方法についても技術開発が進められている。
 例えば、太陽光パネル全体を破砕機に投入し、すべてを粉々にする処理方法が一般的に採用されている。
 また、特許文献1には、使用済みの太陽光パネルをアニール処理によって加熱軟化した後、剥離工具(ブレード)を用いて太陽光パネルを構成するカバーガラスを構造体(太陽光セル等)から剥離する技術が開示されている。
特許第6104141号明細書
 しかしながら、太陽光パネル全体を粉々にする破砕処理では、その後の有価物回収等のリサイクルに非常に手間がかかるという問題や、破砕に伴う二酸化炭素の排出という問題があった。
 また、特許文献1に開示された太陽光パネルの処理方法では、アニール処理のために多大なエネルギーが必要になるという問題があった。
 本発明は、このような従来技術の問題に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、処理後のリサイクルが容易で、二酸化炭素の排出や多大なエネルギーが必要になるといった問題が生じない、太陽光パネルのリサイクル装置およびリサイクル方法を提供することにある。
 本発明の一局面によれば、
 高圧水を発生させる高圧水発生装置と、
 前記高圧水発生装置に接続され、前記高圧水を太陽光パネルに向けて噴射させる噴射ノズルとを備えている
 リサイクル装置が提供される。
 好適には、
 前記噴射ノズルは、前記太陽光パネルの裏面に向けて前記高圧水を噴射し、前記太陽光パネルを構成するカバーガラスまでを除去する。
 また、本発明の他の局面によれば、
 高圧水発生装置で発生させた高圧水を、噴射ノズルを介して太陽光パネルに向けて噴射することによって前記太陽光パネルを処理する
 リサイクル方法が提供される。
 好適には、
 前記太陽光パネルの裏面に向けて前記高圧水を噴射し、前記太陽光パネルを構成するカバーガラスまでを除去する。
 本発明によれば、高圧水発生装置で発生させた高圧水で太陽光パネルを処理するようになっているので、処理後のリサイクルが容易で、かつ、二酸化炭素の排出や多大なエネルギーが必要になるといった問題を回避することのできるリサイクル装置およびリサイクル方法を提供することができた。
本発明が適用されたリサイクル装置10の全体を示す図である。 リサイクル装置10を用いて処理される太陽光パネル100の構造の一例を示す図である。 リサイクル装置10を用いて太陽光パネル100をカバーガラス104までを除去した状態の一例を示す図である。
(リサイクル装置10の構成)
 以下、本発明が適用された太陽光パネル100のリサイクル装置10の実施例について説明する。このリサイクル装置10は、図1に示すように、高圧水噴射装置12と、ワーク保持装置14とを備えている。
 高圧水噴射装置12は、高圧水発生装置20と、噴射ノズル22と、高圧水ホース24と、噴射ノズル移動装置26とを備えている。
 高圧水発生装置20は、供給された水を加圧することによって高圧水Wを発生させる装置である。この高圧水発生装置20は、水受入口30と、高圧水吐出口32とを有している。
 噴射ノズル22は高圧水発生装置20からの高圧水Wを噴射するものである。この噴射ノズル22は、高圧水ホース24を介して高圧水発生装置20に接続されている。
 噴射ノズル移動装置26は、ワーク(太陽光パネル)100に対して噴射ノズル22の位置を移動させるための装置であり、噴射ノズル22を三次元的に移動させることができるものが使用されている。もちろん、ワーク(太陽光パネル)100に対する噴射ノズル22の距離が一定で問題なければ、噴射ノズル22を水平方向に二次元的に移動させる噴射ノズル移動装置26であってもよい。
 また、噴射ノズル移動装置26は、高圧水噴射装置12を噴射ノズル22と一緒に移動させてもよいし、高圧水噴射装置12を固定式にして噴射ノズル22のみを移動させてもよい。
 ワーク保持装置14は、ワーク(太陽光パネル)100を保持するものである。また、必要に応じて、ワーク(太陽光パネル)100を水平方向に二次元的に移動させる機能をワーク保持装置14に付加してもよい。
(太陽光パネル100の構成)
 次に、一般的な太陽光パネル100の構造について、図2を用いて簡単に説明する。一般的な太陽光パネル100は、太陽光を受ける表面から裏面に向けて順に、フレーム102、カバーガラス104、第1封止剤層106、太陽電池セル108、第2封止剤層110、バックシート112、およびジャンクションボックス114が積層されることによって構成されている。なお、本実施形態に係るリサイクル装置10によって処理される太陽光パネル100の構造はこれに限定されるものではなく、上述した構造に他の層を加えたものであってもよいし、少なくともカバーガラス104および太陽電池セル108を含んでいれば、いずれかの層が省略されているものでもよい。
 第1封止剤層106や第2封止剤層110の封止剤には、例えばEVA(エチレン-酢酸ビニル共重合樹脂)が使用されているが、もちろん他の材質であってもよい。
 また、バックシート112には、例えばプラスチック(例えば、PET[ポリエチレンテレフタラート])が使用されているが、こちらについても他の材質であってもよい。
 太陽光パネル100には、上述した一般的な構成のものの他に、両面タイプや湾曲するタイプ、あるいは、種類としてシリコン系や化合物系等があるが、本発明に係るリサイクル装置10およびリサイクル方法は、これらすべての太陽光パネル100の処理に対応する。
(リサイクル装置10による太陽光パネル100の処理)
 本実施形態に係るリサイクル装置10による太陽光パネル100の処理について説明する。最初に、リサイクル装置10のワーク保持装置14にワーク(太陽光パネル)100を載置し、必要に応じて固定する。このとき、太陽光パネル100の裏面が高圧水噴射装置12に向くようにして、当該太陽光パネル100をワーク保持装置14に載置する。
 然る後、高圧水発生装置20で発生させた高圧水Wを、高圧水ホース24を介して噴射ノズル22から太陽光パネル100の裏面に向けて噴射する。
 噴射した高圧水Wで、太陽光パネル100の裏面から、カバーガラス104までを除去する。
 ここで、「カバーガラス104までを除去する」とは、図3に示すように、太陽光パネル100の裏面側から見て、太陽電池セル108までが除去されており、少なくともカバーガラス104の一部が露出する状態になっていることをいう。換言すれば、第1封止剤層106が完全に除去されている必要はなく、第1封止剤層106の一部がカバーガラス104上に残っている状態であっても「カバーガラス104までを除去」した状態という。
 このように、太陽光パネル100において噴射した高圧水Wが当たっている部分でカバーガラス104までを除去できたら、噴射ノズル移動装置26が噴射ノズル22を移動させて、高圧水Wが当たる位置を移動させていく。移動後、当該位置において同様にカバーガラス104までの除去を行う。
 このように、噴射ノズル22から高圧水Wを噴射させる際には噴射ノズル移動装置26による噴射ノズル22の移動を停止させるようにしてもよいし、噴射ノズル22から高圧水Wを噴射しつつ、噴射ノズル移動装置26による噴射ノズル22の移動を行うようにしてもよい。
(リサイクル装置10の特徴)
 本実施形態に係るリサイクル装置10によれば、高圧水発生装置20で発生させた高圧水Wで太陽光パネル100を処理するようになっているので、処理後のリサイクルが容易で、かつ、二酸化炭素の排出や多大なエネルギーが必要になるといった問題を回避することができる。
 また、太陽光パネル100の裏面に向けて高圧水Wを噴射し、太陽光パネル100を構成するカバーガラス104までを除去するようにしているので、処理中にカバーガラス104が粉々に割れてしまう可能性が低くなり、太陽光パネル100の処理後に当該カバーガラス104やフレーム102をリサイクルしやすい。
(変形例1)
 上述した実施形態では、太陽光パネル100の裏面に向けて高圧水Wを噴射し、太陽光パネル100を構成するカバーガラス104までを除去していたが、これに変えて、太陽光パネル100の表面に向けて高圧水Wを噴射して、カバーガラス104を含めた太陽光パネル100全体を破砕してもよい。この場合でも、処理後のリサイクルが容易で、かつ、二酸化炭素の排出や多大なエネルギーが必要になるといった問題を回避することができるからである。例えば、災害等で破損してしまった太陽光パネル100を処理するような場合であれば、表裏両面に高圧水Wを噴射することになる。
 もちろん、実施形態のように、太陽光パネル100の裏面に向けて高圧水Wを噴射し、太陽光パネル100を構成するカバーガラス104までを除去するのが好適である。
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10…リサイクル装置、12…高圧水噴射装置、14…ワーク保持装置
 20…高圧水発生装置、22…噴射ノズル、24…高圧水ホース、26…噴射ノズル移動装置
 30…水受入口、32…高圧水吐出口
 100…太陽光パネル(ワーク)、102…フレーム、104…カバーガラス、106…第1封止剤層、108…太陽電池セル、110…第2封止剤層、112…バックシート、114…ジャンクションボックス
 

Claims (2)

  1.  高圧水を発生させる高圧水発生装置と、
     前記高圧水発生装置に接続され、前記高圧水を太陽光パネルに向けて噴射させる噴射ノズルとを備えており、
     前記噴射ノズルは、前記太陽光パネルの裏面に向けて前記高圧水を噴射し、前記太陽光パネルを構成するカバーガラスまでを除去することを特徴とする
     太陽光パネルのリサイクル装置。
  2.  高圧水発生装置で発生させた高圧水を、噴射ノズルを介して太陽光パネルの裏面に向けて噴射し、前記太陽光パネルを構成するカバーガラスまでを除去することによって前記太陽光パネルを処理する
     太陽光パネルのリサイクル方法。
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