(57)【要約】【課題】不慮により割れたガラス基板と他の材料との剥離分離を確実かつ容易に行うことが可能な太陽電池モジュールのリサイクル装置を提供する。【解決手段】押圧固定治具１１と、滑走面板２２を含む搬送部２０とを有し、滑走面板上の太陽電池モジュール１００を押圧固定治具により押圧固定して保持した状態で下流側へ滑るように押し出して搬送する押圧固定部１０、保持された太陽電池モジュールに刃具を用いてガラス基板１０１と他の材料とを分離する刃物部３０、分離されたガラス基板を与えられ下流側へ搬送する下流押出搬出部４０、各手段の動作を制御する制御部６０を備え、押圧固定治具は、上下動機構により上下に移動する押圧固定治具基板１２、モジュール端面押当材１６を有し、太陽電池モジュールの上流側端面をモジュール端面押当材により押し当てた状態で滑走面板上の太陽電池モジュールの表面を押圧固定治具基板により押圧固定して保持することで、ガラス基板が割れた状態でも他の材料との剥離分離が可能となる。【選択図】図２
2019069428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池モジュールにおけるガラス基板と他の材料とを分離する太陽電池モジュールのリサイクル装置において、
押圧固定治具と、滑走面板を含む搬送部とを有し、前記太陽電池モジュールを与えられて、前記滑走面板上の前記太陽電池モジュールを前記押圧固定治具により押圧固定して保持した状態で、前記押圧固定治具を下流側へ移動させることで前記太陽電池モジュールを下流側へ前記滑走面板上を滑るように押し出して搬送する押圧固定部と、
前記押圧固定部により搬送されてきた前記太陽電池モジュールに対し、刃具を用いて前記ガラス基板と前記他の材料とを分離する刃物部と、
前記他の材料と分離された前記ガラス基板を与えられ、前記押圧固定治具により押圧固定して保持した状態で下流側へ搬送する下流押出搬出部と、
前記押圧固定部、前記刃物部、前記下流押出搬出部のそれぞれの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記押圧固定治具は、上下駆動機構により上下に移動する押圧固定治具基板と、モジュール端面押当材とを有し、前記太陽電池モジュールの上流側端面を前記モジュール端面押当材により押し当てた状態で、前記滑走面板上の前記太陽電池モジュールの表面を前記押圧固定治具基板により押圧固定して保持することを特徴とする太陽電池モジュールのリサイクル装置。
【請求項２】
前記搬送部は、前記押圧固定治具を螺合した治具押出移動用ネジ軸を有し、前記治具押出移動用ネジ軸の回転により、前記押圧固定治具を下流側へ移動させることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールのリサイクル装置。
【請求項３】
前記押圧固定治具が有する治具当接基板の表面は、金属材が用いられた金属製当接面、樹脂又はゴムが用いられた樹脂又はゴム製当接面、及び前記治具当接基板の内部に空気配管が設けられて表面が開孔し真空吸引により吸着面として作用する真空吸着性当接面のいずれか一つであることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールのリサイクル装置。
【請求項４】
前記滑走面板の表面は、金属材が用いられた金属製滑走面、表面樹脂加工が施された表面樹脂加工滑走面、及び前記滑走面板の内部に空気配管が設けられて表面が開孔し空気の導入により太陽電池モジュールとの間に空気膜を生成する空気膜滑走面のいずれか一つであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのリサイクル装置。
【請求項５】
前記刃物部は前記刃具としてブレードを有し、前記ブレードは分割された複数の分割刃を含み、前記分割刃のそれぞれに独立して設けられたバッファ機構をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の太陽電池モジュールのリサイクル装置。
【請求項６】
前記刃物部の前記ブレードは、前記滑走面板の下流側端面より所定距離下流側に前記ブレードの刃先が位置するように配置されることを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールのリサイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールのリサイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
使用済の太陽電池モジュールの構成材料（ガラス基板、封止剤、太陽電池セル、配線材、バックシート等）を再利用するために、各材料を互いに分離する必要がある。ガラス基板から、太陽電池セルを含む他の材料を分離する際に、リサイクル装置が用いられる。
【０００３】
従来のリサイクル装置として、特許文献１に記載された封止剤を加熱して軟化させ、加熱したブレードを、太陽電池セルと共に粉砕工程によりひび割れを入れたガラス基板と他の材料との間に当接させて分離するものがあった。
【０００４】
しかし特許文献１には、添付された図６等においても、モジュールの搬送機構やブレードの動作について詳細に記載されていない。このため、ガラス基板と他の材料との間に確実にブレードを当接させて分離するための機構が不明であり、改善の余地があった。
【０００５】
そこで、本願の発明者により出願された特許文献２、３において、太陽電池モジュールの反り等にも追従し、ガラス基板を割ることなく他の材料との間にブレードを当接させて短時間で効率良く剥離することが可能な太陽電池モジュールのリサイクル装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許５５７４７５０号公報
【特許文献２】特開２０１６−２０３０６１号公報
【特許文献３】特願２０１６−２２９３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２あるいは３により提案されたリサイクル装置では、搬入前に太陽電池発電現場等において不慮によりガラス基板が割れた太陽電池モジュールのリサイクルを行う際に、割れたガラス基板と他の材料との剥離分離作業が容易でない場合が考えられた。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み、特許文献２、３で提案された太陽電池モジュールのリサイクル装置において、割れたガラス基板と他の材料との間の剥離分離にも対応し、確実かつ容易に行うことが可能な太陽電池モジュールのリサイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、太陽電池モジュールにおけるガラス基板と他の材料とを分離する太陽電池モジュールのリサイクル装置において、
押圧固定治具と、滑走面板を含む搬送部とを有し、前記太陽電池モジュールを与えられて、前記滑走面板上の前記太陽電池モジュールを前記押圧固定治具により押圧固定して保持した状態で、前記押圧固定治具を下流側へ移動させることで前記太陽電池モジュールを下流側へ前記滑走面板上を滑るように押し出して搬送する押圧固定部と、
前記押圧固定部により搬送されてきた前記太陽電池モジュールに対し、刃具を用いて前記ガラス基板と前記他の材料とを分離する刃物部と、
前記他の材料と分離された前記ガラス基板を与えられ、前記押圧固定治具により押圧固定して保持した状態で下流側へ搬送する下流押出搬出部と、
前記押圧固定部、前記刃物部、前記下流押出搬出部のそれぞれの動作を制御する制御部と、
を備え、
前記押圧固定治具は、上下駆動機構により上下に移動する押圧固定治具基板と、モジュール端面押当材とを有し、前記太陽電池モジュールの上流側端面を前記モジュール端面押当材により押し当てた状態で、前記滑走面板上の前記太陽電池モジュールの表面を前記押圧固定治具基板により押圧固定して保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の太陽電池モジュールのリサイクル装置によれば、搬入前にガラス基板が割れた場合であっても、ガラス基板と他の材料との間の剥離分離を確実かつ容易に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】太陽電池モジュールの構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の実施の形態による太陽電池モジュールのリサイクル装置の概略構成を示す正面図。
【図３】同太陽電池モジュールのリサイクル装置の構成を示す上流側から見た側面図。
【図４】図１に示された同太陽電池モジュールのリサイクル装置の上流側の部分を拡大して示す正面図。
【図５】同太陽電池モジュールのリサイクル装置における押圧固定治具の構成を示す図４のＢの部分の拡大図。
【図６】同太陽電池モジュールのリサイクル装置における上流側及び下流側の滑走面板の構成を示す図４のＢの部分の拡大図。
【図７】同太陽電池モジュールのリサイクル装置における刃物部のブレードの配置を示す正面図。
【図８】同刃物部のブレードと太陽電池モジュールと、滑走基板、滑走面板との位置関係を示す正面図。
【図９】同刃物部のブレードの刃先形状の一例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態による太陽電池モジュールのリサイクル装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１を参照して、本発明でリサイクルの対象とする太陽電池モジュール１００の一例における概略構成を説明する。
【００１４】
太陽電池モジュール１００は、ガラス基板１０１とバックシート１０５との間に、複数の太陽電池セル１０２が配線材１０３により接続された状態で封止剤１０４により封止された構成を備えている。
【００１５】
この太陽電池モジュール１００において、ガラス基板１０１と、他の材料に相当するセルマトリクス１０６とを分離する。
【００１６】
本実施の形態による太陽電池モジュールのリサイクル装置１の概略構成について、その正面図である図２、及び図２において上流側から見た側面図に相当する図３を用いて説明する。
【００１７】
この太陽電池モジュールのリサイクル装置１は、主要な構成として押圧固定部１０、刃物部３０、下流押出搬出部４０、搬出機５０、制御部６０を備えている。
【００１８】
押圧固定部１０は、押圧固定治具１１、搬送部２０を有する。
【００１９】
押圧固定治具１１は、押圧固定治具基板１２、ガイド軸１３ａ、モータ駆動ネジ軸、（油空圧駆動）シリンダ等の上下駆動機構装置１３ｂ、保持板１３ｃの他に、後述するように治具当接基板１５、モジュール端面押当材１６を有する。図中左側の上流より所定位置に搬入された太陽電池モジュール１００に対し、押圧固定治具１１が矢印Ａ１で示された下方向に移動して、後述する上流側の滑走面板２２の表面上に太陽電池モジュール１００を押圧固定した状態で保持する。
【００２０】
搬送部２０は、滑走基板２１、滑走面板２２、治具押出移動用ネジ軸２４、モータ２５を有する。押圧固定治具１１により滑走面板２２の表面上で押圧固定された太陽電池モジュール１００を、押圧固定治具１１が螺合された治具押出移動用ネジ軸２４をモータ２５により回転駆動させることで、矢印Ａ２で示された下流側の方向に滑走面板２２の表面上を滑るように押し出して刃物部３０へ向けて搬送し、刃物部３０から下流押出搬出部４０へ向けて搬送する。
【００２１】
刃物部３０は、後述するようにブレード３１、ブレード３１に内蔵されブレード３１の刃先の切り込み刃の部分を加熱するヒータ３２、ブレード３１にバッファ機能を持たせるバッファ機構３３を有する。ヒータ３２により加熱されたブレード３１によって、太陽電池モジュール１００をガラス基板１０１とその他の部分としてのセルマトリクス１０６とに分離する。
【００２２】
下流押出搬出部４０は、滑走基板４２の表面上に、後述するように滑走面板４３を有し、分離されたガラス基板１０７のみを押圧固定治具１１により滑走面板４３の表面上で固定保持した状態で、さらに下流側へ向けて滑走面板４３の表面上を滑るように押し出して搬出する。
【００２３】
搬出機５０は、ローラ５１、搬送ベルト５２、図示されてないモータを有し、モータにより矢印Ａ３の方向に回転するローラ５１によって矢印Ａ４の方向に搬送ベルト５２をモータにより移動させ、搬送ベルト５２上の分離されたセルマトリクスシート１０８を搬出する。
【００２４】
制御部６０は、押圧固定部１０、刃物部３０、下流押出搬出部４０、搬出機５０のそれぞれの動作を制御する。
【００２５】
押圧固定治具１１の構成及び動作について、図３、及び図２における上流側の部分を拡大した図４を用いて詳述する。
【００２６】
押圧固定治具１１は、上流より搬送部２０の滑走面板２２上の所定位置に搬送搬入された、搬入前に発電所等で不慮によりガラス基板１０１が割れていたものも含む太陽電池モジュール１００に対し、ガラス基板１０１面上から押圧固定し保持する。
【００２７】
押圧固定治具１１は、太陽電池モジュール１００の上面に、モータ駆動ネジ軸、（油空圧駆動）シリンダ等の２個の上下駆動機構装置１３ｂが配置され、その上下駆動機構装置１３ｂを中心として４方に４個のガイド軸１３ａが配置され、上下駆動機構装置１３ｂにより図中上下方向に移動する。上下駆動機構装置１３ｂ、ガイド軸１３ａは、保持板１３ｃに固定されており、保持板１３ｃは治具押出移動用ネジ軸２４に螺合されている。治具押出移動用ネジ軸２４がモータ２５により回転することにより、保持板１３ｃが上流側から下流側へ移動し、これに伴い保持板１３ｃに固定された押圧固定治具基板１２が上流側から下流側へ移動する。
【００２８】
上述したように、発電現場等において搬入以前の段階で不慮によりガラス基板１０１が割れた太陽電池モジュール１００であっても、上流側の滑走面板２２上に載置された太陽電池モジュール１００のガラス基板１０１の表面に対し、押圧固定治具１１により押圧固定し保持した状態で刃物部３０へ押し出すように滑走移動する。刃物部３０においてセルマトリクス１０６が剥離分離されたガラス基板１０７が、下流押出搬出部４０において後述する下流側の滑走面板４３の表面上に押圧固定治具１１により押圧固定し保持された状態でさらに下流側へ押し出すように滑走移動する。
【００２９】
押圧固定治具１１は、図４におけるＢの部分を拡大した図５（ａ）〜図５（ｃ）に示されたように、構造上の基板材である押圧固定治具基板１２と、太陽電池モジュール１００のガラス基板１０１への当接面である治具当接基板１５と、太陽電池モジュール１００の上流側端面に当接するモジュール端面押当材１６を有する。
【００３０】
ここで、治具当接基板１５の表面は、例えば図５（ａ）に示されたように、滑らかな金属材が用いられた金属製当接面１７ａである場合、図５（ｂ）に示されたように、樹脂材や硬質ゴム等の硬質弾性材が用いられた樹脂又はゴム製当接面１７ｂである場合、図５（ｃ）に示されたように、内部に空気配管１８が設けられて表面が開孔し、図示されていない真空ポンプにより矢印で示されたように真空吸引を行って吸着面として作用する真空吸着性当接面１７ｃである場合等がある。
【００３１】
上流側の滑走面板２２、及び下流側の滑走面板４３の構成及び作用について詳述する。
【００３２】
上流側の滑走面板２２の構造を、図４のＢの部分を拡大した図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す。なお、下流側の滑走面板４３は上流側の滑走面板２２と同様の構造を有するため説明を省略する。
【００３３】
滑走面板２２は、構造上の基板材である滑走基板２１の上面に設けられ、太陽電池モジュール１００のガラス基板１０１の裏面側のセルマトリクス１０６面への当接面に相当する。なお、下流側ではセルマトリクス１０６が剥離分離されているため、下流側の滑走面板４３は分離されたガラス基板１０７の裏面側への当接面に相当する。
【００３４】
ここで、滑走面板２２の表面は、例えば図６（ａ）に示されたように、滑らかな金属材が用いられた金属製滑走面２２ａである場合、図６（ｂ）に示されたように、テフロン等滑らかな滑走面に適した樹脂材や表面樹脂加工が施された表面樹脂加工滑走面２２ｂである場合、図６（ｃ）に示されたように、内部に空気配管２３が設けられて表面が開孔し、図示されていない空気ポンプにより矢印Ａ６で示されたように空気が導入され吹き出して太陽電池モジュール１００との間に空気膜を生成する空気膜滑走面２２ｃである場合等がある。
【００３５】
刃物部３０の構成及び動作について、詳述する。
【００３６】
刃物部３０は、図７に示されたように、押圧固定治具１１と下流押出搬出部４０との間に配置されており、上述したように刃具としてブレード３１が用いられている。
【００３７】
図８に示されたように、上流側の滑走基板２１の滑走面板２２上に載置され、押圧固定治具１１により押圧固定され滑走面板２２上を下流側へ押し出された太陽電池モジュール１００のガラス基板１０１とセルマトリクス１０６との間に、水平方向においてミリオーダで刃先が突き当たるようにブレード３１が配置される。
【００３８】
ここで、刃物部３０はブレード３１を図中上下方向に移動する上下駆動機構を備えている。また、ブレード３１の図中水平方向の位置は、基本的に固定であるが、水平方向に手動あるいは水平駆動機構による自動で、調整に必要な距離を移動できるようにする必要がある。このため、刃物部３０はブレード３１の取付位置の調整機構を備えている。
【００３９】
なお、ガラス基板１０１とセルマトリクス１０６との間にブレード３１の刃先が突き当たる当接位置、即ち切り込みの開始位置は、ガラス基板１０１が割れている場合も考慮して、滑走面板２２の下流側端面より所定距離、例えば約３ｍｍ下流側となるようにブレード３１をミリオーダの所定距離で配置してもよい。
【００４０】
また、図示されたように、上流側の滑走面板２２と下流側の滑走面板４３との間に補助滑走ガイド３４を設けて、分離されたガラス基板１０７が下流側の滑走面板４３上へ滑らかに移動するように構成してもよい。
【００４１】
このように配置され、内蔵するヒータ３２によって刃先が加熱されたブレード３１により、ガラス基板１０１とセルマトリクス１０６との間が切り込まれて剥離分離されてガラス基板１０１のみとなり、押圧固定治具１１で固定保持した状態のまま下流側の滑走基板４２の滑走面板４３上を滑るように下流側へ押し出される。
【００４２】
ブレード３１は、図９（ａ）〜図９（ｄ）にそれぞれ一例として示されたブレード３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄのように分割された複数の分割刃３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１、３１ｄ１を有してもよい。さらに、分割刃３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１、３１ｄ１のそれぞれに独立して設けられたバッファ機構３３を備えてもよく、あるいは分割していない一枚の刃に対してバッファ機構３３を備えてもよい。
【００４３】
このようなバッファ機構３３を設けることにより、一枚のブレード３１、あるいは分割された複数の分割刃３１ａ１、３１ｂ１、３１ｃ１、３１ｄ１の刃先が、それぞれ独立して粘性、減衰性を伴って回動し、太陽電池モジュール１００の反り等の各部性状にも追従できることにより、確実に短時間で効率良く剥離することが可能である。
【００４４】
これにより、太陽電池モジュール１００のガラス基板１０１の割れの影響等による各部の異なるあらゆる性状、あるいはあらゆる幅を有する太陽電池モジュール１００に対しても柔軟に対応することができる。
【００４５】
本発明の実施の形態について説明したが、この実施の形態は一例として提示したものであり、発明の技術的範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そしてこの実施の形態やその変形は、発明の技術的範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００４６】
例えば、上記実施の形態では、刃物部３０は刃具としてブレードを用いているが、ブレードには限定されず、例えば回転刃等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  太陽電池モジュールのリサイクル装置
１０  押圧固定部
１１  押圧固定治具
１２  押圧固定治具基板
１３ａ  ガイド軸
１３ｂ  上下駆動機構装置
１３ｃ  保持板
１５  治具当接基板
１６  モジュール端面押当材
１７ａ  金属製当接面
１７ｂ  樹脂又はゴム製当接面
１７ｃ  真空吸着性当接面
１８、２３  空気配管
２０  搬送部
２１  滑走基板
２２  滑走面板
２２ａ  金属製滑走面
２２ｂ  表面樹脂加工滑走面
２２ｃ  空気膜滑走面
２４  治具押出移動用ネジ軸
２５  モータ
３０  刃物部
３１  ブレード
３２  ヒータ
３３  バッファ機構
３４  補助滑走ガイド
４０  下流押出搬出部
４２  滑走基板
４３  滑走面板
５０  搬出機
５１  ローラ５１
５２  搬送ベルト
６０  制御部
１００  太陽電池モジュール
１０１  ガラス基板
１０２  太陽電池セル
１０３  配線材
１０４  封止剤
１０５  バックシート
１０６  セルマトリクス
１０７  分離されたガラス基板
１０８  分離されたセルマトリクスシート
【図１】
2019069428.tif 000003
【図２】
2019069428.tif 000004
【図３】
2019069428.tif 000005
【図４】
2019069428.tif 000006
【図５】
2019069428.tif 000007
【図６】
2019069428.tif 000008
【図７】
2019069428.tif 000009
【図８】
2019069428.tif 000010
【図９】
2019069428.tif 000011