特許 6647519 太陽電池モジュールの解体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6647519

(24)【登録日】2020年1月17日

(45)【発行日】2020年2月14日

(54)【発明の名称】太陽電池モジュールの解体装置

(51)【国際特許分類】

   B09B 5/00 20060101AFI20200203BHJP

   H02S 20/00 20140101ALI20200203BHJP

【ＦＩ】

   B09B5/00 ZZAB

   H02S20/00

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-140512(P2017-140512)

(22)【出願日】2017年7月20日

(65)【公開番号】特開2019-18172(P2019-18172A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2019年4月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】390015967

【氏名又は名称】株式会社キンキ

(74)【代理人】

【識別番号】100102211

【弁理士】

【氏名又は名称】森 治

(72)【発明者】

【氏名】青田 光弘

(72)【発明者】

【氏名】藤本 真也

(72)【発明者】

【氏名】黒田 直寛

(72)【発明者】

【氏名】中島 渉

(72)【発明者】

【氏名】和田 知樹

(72)【発明者】

【氏名】和田 直哉

【審査官】 菅野 芳男

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６１３３４７５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１４−１１６３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１３−００９５９１５（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１７８０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１３−００８０９５０（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１１０２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５９７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１９０１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７３０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１０８３７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０９Ｂ ５／００

Ｈ０２Ｓ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルとその外周部に設けられたフレームとを分離するために用いられる太陽電池モジュールの解体装置であって、前記太陽電池モジュールを載置するステージと、太陽電池モジュールをステージの所定位置に搬送する太陽電池モジュール搬送手段と、ステージ上に載置された太陽電池モジュールの太陽電池パネルを押圧し、ステージとの間で固定する太陽電池パネル押圧手段と、太陽電池パネルが固定された太陽電池モジュールからフレームを分離するために用いられる、四方のフレームの内面にそれぞれ当接する爪部材及び各爪部材をフレームの直交方向外側に向けて移動させる爪部材移動機構を備えたフレーム分離手段とを含むことを特徴とする太陽電池モジュールの解体装置。

【請求項2】

前記ステージが、搬送ローラからなる太陽電池モジュール搬送手段及びステージ昇降機構を備えた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解体装置。

【請求項3】

前記フレーム分離手段の爪部材移動機構が、対向するフレームに対応する爪部材を同時に反対方向に移動させるようにした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解体装置。

【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解体装置に関し、特に、太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルとその外周部に設けられたフレームとを分離するために用いられる太陽電池モジュールの解体装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、環境に対する関心や政策等から、公共施設や一般家庭など、あらゆる場所で太陽電池の設置が進められている。

【0003】

太陽電池は、太陽光というクリーンエネルギを利用するため、環境に対する負荷の低減に効果的である反面、耐用年数の経過や破損、あるいは買い替え等によって不要となった太陽電池の後処理についての対策が要請されている。

【0004】

すなわち、太陽電池には、光電変換を実現する太陽電池素子や、当該太陽電池素子を保護するガラス板、各部材を接着等する充填材など、様々な材料が用いられており、これらの資源をできるだけリサイクルに活用することが重要であるといえる。

【0005】

このため、従来より、太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルを解体し、各種材料に分離する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−１７３０９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、太陽電池モジュールは、太陽電池パネルと、その外周部に設けられたフレーム（通常、太陽電池モジュールを軽量化するため、アルミニウム製のフレームが用いられている。）等とで構成されており、リサイクルするに当たっては、まず、太陽電池パネルからフレームを分離する必要があり、また、フレームのリサイクル率を高めることができれば、スクラップの価値を上げることができる。

【0008】

しかしながら、この太陽電池パネルからフレームを分離する作業は、専ら手作業で行われることが多く、労力と時間を要するという問題があり、このための専用の装置の開発が要請されていた。

【0009】

本発明は、上記の要請に鑑み、太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルとその外周部に設けられたフレームとを、簡易な機構によって、効率よく分離することができるようにした太陽電池モジュールの解体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】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールの解体装置は、太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルとその外周部に設けられたフレームとを分離するために用いられる太陽電池モジュールの解体装置であって、前記太陽電池モジュールを載置するステージと、太陽電池モジュールをステージの所定位置に搬送する太陽電池モジュール搬送手段と、ステージ上に載置された太陽電池モジュールの太陽電池パネルを押圧し、ステージとの間で固定する太陽電池パネル押圧手段と、太陽電池パネルが固定された太陽電池モジュールからフレームを分離するために用いられる、四方のフレームの内面にそれぞれ当接する爪部材及び各爪部材をフレームの直交方向外側に向けて移動させる爪部材移動機構を備えたフレーム分離手段とを含むことを特徴とする。

【0011】

この場合において、前記ステージが、搬送ローラからなる太陽電池モジュール搬送手段及びステージ昇降機構を備えることができる。

【0012】

また、前記フレーム分離手段の爪部材移動機構が、対向するフレームに対応する爪部材を同時に反対方向に移動させるようにすることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の太陽電池モジュールの解体装置によれば、太陽電池モジュールを載置するステージと、太陽電池モジュールをステージの所定位置に搬送する太陽電池モジュール搬送手段と、ステージ上に載置された太陽電池モジュールの太陽電池パネルを押圧し、ステージとの間で固定する太陽電池パネル押圧手段と、太陽電池パネルが固定された太陽電池モジュールからフレームを分離するために用いられる、四方のフレームの内面にそれぞれ当接する爪部材及び各爪部材をフレームの直交方向外側に向けて移動させる爪部材移動機構を備えたフレーム分離手段とを含むことにより、太陽電池モジュール搬送手段によって、太陽電池モジュールをステージ上の所定位置に搬送、載置した状態で、太陽電池パネル押圧手段によって、太陽電池モジュールの太陽電池パネルを押圧し、ステージとの間で固定し、フレーム分離手段によって、四方のフレームの内面にそれぞれ当接する爪部材を爪部材移動機構によりフレームの直交方向外側に向けて移動させることで、太陽電池パネルが固定された太陽電池モジュールからフレームを分離することができる。

【0014】

また、前記ステージが、搬送ローラからなる太陽電池モジュール搬送手段を備えることにより、太陽電池モジュールをステージの所定位置に正確かつ容易に搬送するができる。
また、前記ステージが、ステージ昇降機構を備えることにより、太陽電池パネル押圧手段による太陽電池モジュールの太陽電池パネルの押圧操作を行うようにすることで、太陽電池パネル押圧手段及びフレーム分離手段を含む装置の上部構造の機構の簡易化を図ることができる。

【0015】

また、前記フレーム分離手段の爪部材移動機構が、対向するフレームに対応する爪部材を同時に反対方向に移動させるようにすることにより、爪部材及びフレームを介して太陽電池モジュールの太陽電池パネルにかかる負荷を相殺することで、太陽電池パネルを固定するために必要となる太陽電池パネル押圧手段の押圧力を軽減し、押圧力によって太陽電池パネルが破損することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の太陽電池モジュールの解体装置の一実施例を示す平面図である。

【図2】同太陽電池モジュールの解体装置の正面図である。

【図3】同太陽電池モジュールの解体装置の側面図である。

【図4】同太陽電池モジュールの解体装置の正面図を示し、（ａ）は要部の拡大図、（ｂ）はフレームの内面に当接する爪部材の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の太陽電池モジュールの解体装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

【0018】

図１〜図４に、本発明の太陽電池モジュールの解体装置の一実施例を示す。
この太陽電池モジュールの解体装置は、太陽電池モジュールＭを構成する太陽電池パネルＰとその外周部に設けられたフレームＦとを分離するために用いられるもので、太陽電池モジュールＭを載置するステージ１と、太陽電池モジュールＭをステージ１の所定位置に搬送する太陽電池モジュール搬送手段２と、ステージ１上に載置された太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰを押圧し、ステージ１との間で固定する太陽電池パネル押圧手段３と、太陽電池パネルＰが固定された太陽電池モジュールＭからフレームＦを分離するために用いられる、四方のフレームＦの内面にそれぞれ当接する爪部材５及び各爪部材５をフレームＦの直交方向外側に向けて移動させる爪部材移動機構６を備えたフレーム分離手段４とを含んで構成するようにしている。

【0019】

この場合において、ステージ１は、搬送ローラからなる太陽電池モジュール搬送手段２及びステージ昇降機構７を備えるようにしている。
搬送ローラからなる太陽電池モジュール搬送手段２により、表面側をステージ１側に向けて太陽電池モジュール搬送手段２に供給した太陽電池モジュールＭを、ステージ１の所定位置に正確かつ容易に搬送することができる。
この場合、必要に応じて、ステージ１の前後に、適宜の搬送手段を付設することもでき、これにより、ステージ１に備えた太陽電池モジュール搬送手段２に太陽電池モジュールＭを搬入したり、太陽電池モジュール搬送手段２からフレームＦを分離した太陽電池パネルＰを搬出したりすることができる。
また、ステージ昇降機構７によって、ステージ１を上昇させることで、太陽電池パネル押圧手段３による太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰの押圧操作を行うようにすることで、太陽電池パネル押圧手段３及びフレーム分離手段４を含む装置の上部構造の機構の簡易化を図ることができる。
ステージ昇降機構７は、本実施例においては、Ｘリンク機構７１とアクチュエータ７２との組み合わせによって構成しているが、適宜の昇降機構（手動を含む。）を用いることもできる。
ここで、アクチュエータ７２には、油圧、空圧又は電動アクチュエータを用いることができる（後述の他のアクチュエータも同じ。）。

【0020】

太陽電池パネル押圧手段３は、ステージ昇降機構７によってステージ１を上昇させることで、太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰの裏面に当接して、太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰを押圧し、ステージ１との間で固定するためのものである。
この太陽電池パネル押圧手段３は、ステージ１が上昇するにつれて押圧力が増大することになるが、押圧力が過大になることによって、太陽電池パネルＰが破損すると、リサイクルに支障を来すことがあるため、太陽電池パネルＰが破損することがないように、太陽電池パネル押圧手段３は、ばね等の適宜の緩衝機構を備えたり、太陽電池パネルＰが当接する部位をゴム等の弾性材質で構成するようにする。
太陽電池パネル押圧手段３は、ステージ１の上方に、上下方向には移動しないように設けるようにするが、本実施例においては、種々の大きさの太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰに対応できるように、フレーム分離手段４の爪部材移動機構６の移動体６１に取り付け、４個の太陽電池パネル押圧手段３で太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰの四隅の内側、４箇所を均一に押圧し、ステージ１との間で固定することができるようにしている。

【0021】

フレーム分離手段４は、太陽電池パネルＰが固定された太陽電池モジュールＭからフレームＦを分離するために用いられるもので、四方のフレームＦの内面にそれぞれ当接する爪部材５及び各爪部材５をフレームの直交方向外側に向けて移動させる爪部材移動機構６を備えるようにしている。

【0022】

爪部材５は、太陽電池パネルＰを挟み込んで樹脂で接着されているフレームＦの内面の太陽電池パネルＰに近い箇所に当接し、爪部材５をフレームＦの直交方向外側に向けて移動させることで当該部分を押圧して、フレームＦを太陽電池パネルＰから効率よく離脱させることができるように、略Ｌ字形をしている。
そして、爪部材５は、太陽電池モジュールＭの長手方向及び短手方向の四辺、すなわち、四方のフレームＦに対応するように配置し、フレームＦを均等に押圧することができることが望ましい。このため、本実施例においては、長手方向に３個（２個以上の複数個でもよい。）、短手方向に１個（２個以上の複数個でもよい。）、それぞれ配置するようにしている。すなわち、フレームＦを太陽電池パネルＰから効率よく、確実に離脱させるためには、押圧箇所が重要となるため、長手方向に均等（内２個は端部位置）に配置した３個の爪部材５及び短手方向の中心に配置した１個の爪部材５により、フレームＦを均等に押圧することができるようにしている。これにより、長手方向の端部位置に配置した２個の爪部材５によって、離脱させにくい太陽電池パネルＰの角部の近傍位置でフレームＦを押圧しながら、さらに、長手方向の中央位置に配置した１個の爪部材５によってフレームＦをバランスよく押圧することができるので、フレームＦを太陽電池パネルＰから効率よく、確実に離脱させることができる。
ところで、各爪部材５は、フレーム分離手段４の爪部材移動機構６の移動体６１に移送可能に取り付け、アクチュエータ６４によってそれぞれ個別に移動できるようにしているが、太陽電池モジュールＭの長手方向及び短手方向の各辺のフレームＦに対応する複数個の爪部材５を一体構造とし、１個のアクチュエータで移動できるようにすることもできる。

【0023】

この場合、フレーム分離手段４の爪部材移動機構６は、アクチュエータ６４が、対向するフレームＦに対応する爪部材５を同時に反対方向に移動させるように構成するようにすることが好ましい。
これにより、爪部材５及びフレームＦを介して太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰにかかる負荷を相殺することで、太陽電池パネルＰを固定するために必要となる太陽電池パネル押圧手段３の押圧力を軽減し、押圧力によって太陽電池パネルＰが破損することを防止することができる。

【0024】

爪部材移動機構６の移動体６１は、本実施例においては、種々の大きさの太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰに対応できるように、ステージ１の長手方向に沿って配設したレール部材６２に移送可能に取り付け、中央の移動体６１を挟んで、両側の２台の移動体６１（この移動体６１に、それぞれ２個ずつの太陽電池パネル押圧手段３を取り付けるようにしている。）を、アクチュエータ６３によってそれぞれ個別に移動できるようにしている。

【0025】

ステージ１の側方には、太陽電池モジュールＭから分離されたフレームＦを回収するためのフレーム排出シュート８を設けるようにしている。
なお、図示のフレーム排出シュート８は、太陽電池モジュールＭの長手方向の各辺のフレームＦを回収するためのものであるが、太陽電池モジュール搬送手段２の終端位置等に、太陽電池モジュールＭの短手方向の各辺のフレームＦを回収するためのフレーム排出シュート（図示省略）を設けることもできる。

【0026】

次の、この太陽電池モジュールの解体装置の使用方法について説明する。
太陽電池モジュール搬送手段２によって、太陽電池モジュールＭをステージ１上の所定位置に搬送、載置する。
この状態で、ステージ昇降機構７によって、ステージ１を上昇させることで、太陽電池パネル押圧手段３によって、太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰを押圧し、ステージ１との間で固定する。
次に、フレーム分離手段４によって、四方のフレームＦの内面にそれぞれ当接する爪部材５を爪部材移動機構６によりフレームＦの直交方向外側に向けて移動させることで、太陽電池パネルＰが固定された太陽電池モジュールＭからフレームＦを分離することができる。
太陽電池モジュールＭから分離されたフレームＦは、ステージ１の側方に設けられたフレーム排出シュート８を介して回収される。
そして、ステージ１及びフレーム分離手段４（爪部材５及び爪部材移動機構６）を初期位置に復帰させることで、太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰの押圧、固定を解除し、フレームＦが分離された太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰを、次工程に搬送する。

【0027】

上記の各動作は、オペレータが各々独立して操作（手動操作）することも、制御装置によって操作（自動操作）することもできる。

【0028】

手動操作の場合は、ステージ１上の太陽電池モジュールＭの設置位置、爪部材５の配置位置の設定は、オペレータが決定する。

【0029】

自動操作の場合は、太陽電池モジュールＭをステージ１の始端に供給すると、搬送、ステージ１の上昇による太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰの押圧、固定、フレーム分離手段４によるフレームＦの分離、ステージ１及びフレーム分離手段４（爪部材５及び爪部材移動機構６）を初期位置への復帰（ステージ１の降下による太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰの押圧、固定の解除）等を自動で行うことができる。
より具体的には、この太陽電池モジュールの解体装置は、以下のように使用する。
（１）太陽電池モジュールＭをステージ１の始端に供給する場合、太陽電池モジュールＭの短手方向の中心をステージ１の中心に合わせ、その後、自動運転を開始する。
（２）太陽電池モジュールＭのステージ１への送り位置は、太陽電池モジュールＭの位置決め用の仕切り位置（ストッパ）まで移送される。
（３）ステージ１の上昇は、太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰの押圧力が設定値を検知するとその位置で停止するようにすることで、太陽電池パネルＰが固定された太陽電池モジュールＭからフレームＦを分離するために、太陽電池パネルＰを確実に固定するとともに、太陽電池パネルＰが破損することがないようにする。
（４）爪部材５の長手方向の配置位置は、太陽電池モジュールＭの長手方向の位置を光電センサ等の位置検出センサで検出し、太陽電池モジュールＭの端部から所定量内側を設定して、加圧位置を決定する。
爪部材５の短手方向の配置位置は、爪部材５が１個の場合は、短手方向の中心に設定し、爪部材５が複数個の場合は、長手方向の配置位置と同様に設定して、加圧位置を決定する。
（５）爪部材移動機構６による爪部材５のフレームＦの直交方向外側に向けての移動は、負荷の有無を検出し、停止させる。

【0030】

以上、本発明の太陽電池モジュールの解体装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

【産業上の利用可能性】

【0031】

本発明の太陽電池モジュールの解体装置は、太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルとその外周部に設けられたフレームとを、簡易な機構によって、効率よく分離することができるという特性を有していることから、太陽電池モジュールを構成する太陽電池パネルとその外周部に設けられたフレームとを分離するための用途に好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0032】

１ ステージ
２ 太陽電池モジュール搬送手段
３ 太陽電池パネル押圧手段
４ フレーム分離手段
５ 爪部材
６ 爪部材移動機構
６１ 移動体
６２ レール部材
６３ アクチュエータ
６４ アクチュエータ
７ ステージ昇降機構
７１ Ｘリンク機構
７２ アクチュエータ
８ フレーム排出シュート
Ｆ フレーム
Ｍ 太陽電池モジュール
Ｐ 太陽電池パネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】