特許 7168984 太陽電池モジュールの電気部材回収装置及びリサイクルシステム

(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】

(24)【登録日】2022-11-01

(45)【発行日】2022-11-10

(54)【発明の名称】太陽電池モジュールの電気部材回収装置及びリサイクルシステム

(51)【国際特許分類】

   B09B 3/35 20220101AFI20221102BHJP

   B09B 3/30 20220101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

B09B3/35

B09B3/30

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019031711

(22)【出願日】2019-02-25

(65)【公開番号】P2020131165

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2022-02-16

(73)【特許権者】

【識別番号】595142336

【氏名又は名称】株式会社環境保全サービス

(74)【代理人】

【識別番号】100093148

【弁理士】

【氏名又は名称】丸岡 裕作

(72)【発明者】

【氏名】狩野 公俊

【審査官】中田 光祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１９２９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０５２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７３０９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－３４０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－５４５９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０９Ｂ １／００－ ５／００

Ｂ０９Ｃ １／００－ １／１０

Ｈ０１Ｌ ３１／０４－３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス基板とバックシートとの間に太陽電池セル及びこれらの配線材を含む電気部材を封止材を用いて介装してなる太陽電池モジュールの当該電気部材を回収する太陽電池モジュールの電気部材回収装置であって、上記太陽電池モジュールから予めガラス基板の略全部が除去されバックシートに電気部材が付着した状態のシート状部材から当該電気部材を可能な限り回収する太陽電池モジュールの電気部材回収装置において、
上記シート状部材を受け入れてその電気部材を下にして供給する供給部と、該供給部から供給されたシート状部材をその電気部材を下にして支承し回転させられて下流に向けて搬送するとともに該シート状部材のバックシートから電気部材を掻き落すブラシローラと、該ブラシローラに対して上記シート状部材を相対的に押圧する押圧手段とを備えたことを特徴とする太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項2】

上記ブラシローラを、上記シート状部材の搬送方向に沿って間隔を隔てて複数設けたことを特徴とする請求項１記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項3】

上記ブラシローラを基台に設け、上記押圧手段を、上記ブラシローラに対峙し上記シート状部材が摺接する押さえプレートと、該押さえプレート及び上記ブラシローラ間の間隔を調整可能に該押さえプレートを上記基台に対して支持する支持部とを備えて構成したことを特徴とする請求項１または２記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項4】

上記支持部を、上記基台に対して上下動可能に設けられ下側に上記押さえプレートを保持するベース部材と、上記基台に設けられ上記ベース部材を上下動させるとともに該ベース部材を所要の上下移動位置で位置決めする移動機構とを備えて構成したことを特徴とする請求項３記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項5】

上記移動機構を、雄ネジ棒と、該雄ネジ棒を進退動させる雌ネジが形成されたウォーム及び該ウォームを回転させて上記雄ネジ棒を進退動させるウォームホイールを収納したギヤケースとを備えたジャッキを用い、該ジャッキを上記ベース部材の上記搬送方向に直交する幅方向に沿って間隔を隔てて複数配設し、該ジャッキのギヤケースを基台に取付けるとともに、該ジャッキの雄ネジ棒の一端を上記ベース部材に取付け、上記基台に、電動モータと、上記一対のジャッキのウォームのウォーム軸を同期して回動させるように上記電動モータの回転を上記ウォーム軸に伝達するギヤ伝動機構とを設けたことを特徴とする請求項４記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項6】

上記押さえプレートの上記ベース部材に対する上下位置を調整可能な位置調整機構を設けたことを特徴とする請求項４または５記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項7】

上記ブラシローラを、上記シート状部材の搬送方向に沿って間隔を隔てて複数設け、上記押さえプレートを上記複数のブラシローラ毎に設け、該各押さえプレートの上記シート状部材の搬送方向上流側の上流側縁部を該搬送方向上流側に向けて上向きに傾斜形成したことを特徴とする請求項３乃至６何れかに記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項8】

上記供給部を、上記受け入れるシート状部材を支承する支承板と、該支承板上のシート状部材に上から当接するとともに回転させられて該シート状部材を該支承板上に摺接させながら上記ブラシローラ側に送る送りローラとを備えて構成したことを特徴とする請求項１乃至７何れかに記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項9】

上記支承板の上流側に、上記シート状部材をその電気部材を下にして送る送りコンベアを設け、該送りコンベアの上記シート状部材の載置面を上流側から下流側に向けて下向きに傾斜させたことを特徴とする請求項８記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項10】

上記送りローラの上流側に上記支承板に対面して設けられシート状部材をガイドするガイド板を設け、該ガイド板の上流側の上流側縁部を上流側に向けて上向きに傾斜形成したことを特徴とする請求項９記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置。

【請求項11】

ガラス基板とバックシートとの間に太陽電池セル及びこれらの配線材を含む電気部材を封止材を用いて介装してなる太陽電池モジュールからガラスと有用金属を含む他の材料を分別する太陽電池モジュールのリサイクルシステムにおいて、
太陽電池モジュールに金属製の枠体を設けたパネル製品から枠体を外して太陽電池モジュールを取り出して送出する太陽電池モジュール取出し装置と、
該太陽電池モジュール取出し装置から送出された太陽電池モジュールのガラス基板を破砕してガラス片を含む破砕物とガラス基板の略全部が除去されバックシートに電気部材が付着した状態のシート状部材とに分離し、該シート状部材を送出するガラス基板破砕分離装置と、
該ガラス基板破砕分離装置により分離されたガラス片を含む破砕物を篩により所定粒度範囲のガラス粒を含む中粒物，所定粒度範囲以上の大きさの粗物及び所定粒度範囲以下の大きさの細粒物に分離する篩装置と、
上記ガラス片分離装置で分離された中粒物から風力選別により軽量粉を回収してガラス粒を選別する風力選別装置と、
該風力選別装置で選別されたガラス粒から可能な限り有色のガラス粒を除いて無色のガラス粒を分別して取り出す色分別装置と、
該色分別装置により分別された無色のガラス粒から金属を除去する金属除去装置と、
上記ガラス基板破砕分離装置から送出されたバックシートに電気部材が付着した状態のシート状部材から電気部材を回収する上記請求項１乃至１０何れかに記載の太陽電池モジュールの電気部材回収装置とを備えたことを特徴とする太陽電池モジュールのリサイクルシステム。

【請求項12】

上記太陽電池モジュールの電気部材回収装置により電気部材が回収されたシート状部材を破砕するバックシート破砕装置を備えたことを特徴とする請求項１１記載の太陽電池モジュールのリサイクルシステム。

【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例えば銀などの有用金属を含む電気部材を回収する太陽電池モジュールの電気部材回収装置及びこの電気部材回収装置を備え太陽電池モジュールからガラスと有用金属を含む他の材料を分別する太陽電池モジュールのリサイクルシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、例えば、図１１に示すように、太陽電池モジュールＭは、ガラス基板１とバックシート２との間に太陽電池セル３及びこれらの配線材４を含む電気部材５をＥＶＡ等の封止材６を用いて介装して矩形板状に構成されている。これを用いたパネル製品Ｓは、例えば、この太陽電池モジュールＭをアルミニウム等の枠体７で囲繞して構成されている。そして、太陽電池モジュールＭの寿命がくるなどして使用しなくなったパネル製品Ｓは、廃棄されるが、近年、リサイクルすることが行われている。

【0003】

従来、この種のリサイクルシステムとしては、例えば、本願出願人が先に提案し、特開２０１６－２０３１２８号公報（特許文献１）に掲載されたものが知られている。これは、予め、パネル製品Ｓから、配線用の端子ボックスやケーブルを取り外すとともに、枠体７を取り外して、太陽電池モジュールＭを得ておく。それから、この太陽電池モジュールＭを、そのガラス基板１を下にして、一対の破砕ローラ間に送り込み、この一対の破砕ローラにより太陽電池モジュールＭを挾持してガラスを破砕し、このガラスを破砕した処理物を下流側に設けたガラス片を掻き落す掻落しローラと押さえローラとの間に送り込み、掻落しローラによって破砕したガラス片を掻き落す。これにより、ガラスを回収するととともに、電気部材５を含む封止材６が付着したシート状部材を得る。シート状部材は、粉砕する等してその後の処理に委ねる。

【0004】

ところで、シート状部材に付着した電気部材５には、有用金属が含まれており、特に、太陽電池セルには銀が含まれており、そのため、この有用金属を再利用するために、バックシートに付着した電気部材５の回収も図りたい。この場合には、例えば、電気部材５が付着したバックシートをアルカリ性剥離剤溶液等の薬液に浸漬して比重分離により電気部材５を回収することが考えられる（例えば、特開２０１４－１０４４０６号公報（特許文献２）等参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－２０３１２８号公報

【文献】特開２０１４－１０４４０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、金属単体を抽出するには最終的には薬品を用いた化学処理や溶融処理によらざるを得ないが、この金属を含む電気部材５の回収においては、薬液を用いると、処理が煩雑で回収コストも高くなるという問題があった。
本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、電気部材を機械的に簡易に回収できるようにした太陽電池モジュールの電気部材回収装置及びリサイクルシステム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】

【0007】

このような目的を達成するため、本発明の太陽電池モジュールの電気部材回収装置は、ガラス基板とバックシートとの間に太陽電池セル及びこれらの配線材を含む電気部材を封止材を用いて介装してなる太陽電池モジュールの当該電気部材を回収する太陽電池モジュールの電気部材回収装置であって、上記太陽電池モジュールから予めガラス基板の略全部が除去されバックシートに電気部材が付着した状態のシート状部材から当該電気部材を可能な限り回収する太陽電池モジュールの電気部材回収装置において、
上記シート状部材を受け入れてその電気部材を下にして供給する供給部と、該供給部から供給されたシート状部材をその電気部材を下にして支承し回転させられて下流に向けて搬送するとともに該シート状部材のバックシートから電気部材を掻き落すブラシローラと、該ブラシローラに対して上記シート状部材を相対的に押圧する押圧手段とを備えた構成としている。
供給されるシート状部材には、僅かにガラス片が付着していても差し支えない。

【0008】

これにより、供給部においてシート状部材を受け入れてその電気部材を下にして供給すると、シート状部材は、ブラシローラに支承されるとともに押圧手段によりブラシローラに押圧されながらブラシローラによって搬送され、この搬送過程で、ブラシローラの回転によってシート状部材に付着した電気部材が掻き落される。この際、電気部材は封止材を介してバックシートに付着しているので、シート状部材からは電気部材が封止材を含んで細粉片として掻き落されていく。この場合、押さえプレートによってシート状部材がブラシローラに対して押さえられるので、掻落しが確実に行われる。即ち、シート状部材はブラシローラの回転により搬送されるが、押さえプレートの摺動抵抗があるので、シート状部材は徐々に搬送されながら、ブラシローラにより繰り返し擦られることになることから、シート状部材から電気部材が封止材を含んで細粉片として掻き落されていく。電気部材が掻き落されるこのため、薬液を用いなくてもシート状部材から電気部材を機械的に容易に分離できるようになり、回収のスピード化を図ることができ、回収効率の向上を図ることができる。掻き落された細粉片は集約され、これから銀などの高価な有用金属を抽出することができる。電気部材が掻き落されたバックシートは排出され、例えば、焼却処分される。尚、この場合、電気部材のうち太陽電池セルは特に破砕され易く、良く掻き落されて行くが、銅線などの配線材は細長いので、封止材に絡んでバックシートに残されるものもある。しかし、銀などの高価な金属は、太陽電池セルに主に含まれているので、回収率は高いものになる。

【0009】

そして、必要に応じ、上記ブラシローラを、上記シート状部材の搬送方向に沿って間隔を隔てて複数設けた構成としている。複数のブラシローラにより繰り返し電気部材が掻き落されるので、電気部材の回収率を向上させることができる。

【0010】

また、必要に応じ、上記ブラシローラを基台に設け、上記押圧手段を、上記ブラシローラに対峙し上記シート状部材が摺接する押さえプレートと、該押さえプレート及び上記ブラシローラ間の間隔を調整可能に該押さえプレートを上記基台に対して支持する支持部とを備えて構成している。これにより、支持部により押さえプレート及びブラシローラ間の間隔を調整することができる。そのため、押さえプレートの押さえ力を調整して、シート状部材の搬送速度と、ブラシローラの回転によるブラシローラの擦り頻度を適正に調整することができ、電気部材の掻落しを確実に行わせることができる。

【0011】

更に、必要に応じ、上記支持部を、上記基台に対して上下動可能に設けられ下側に上記押さえプレートを保持するベース部材と、上記基台に設けられ上記ベース部材を上下動させるとともに該ベース部材を所要の上下移動位置で位置決めする移動機構とを備えて構成している。移動機構を設けたので、押さえプレート及びブラシローラ間の間隔調整を容易に行うことができる。

【0012】

この場合、上記移動機構を、雄ネジ棒と、該雄ネジ棒を進退動させる雌ネジが形成されたウォームホイール及び該ウォームホイールを回転させて上記雄ネジ棒を進退動させるウォームを収納したギヤケースとを備えたジャッキを用い、該ジャッキを上記ベース部材の上記搬送方向に直交する幅方向に沿って間隔を隔てて複数配設し、該ジャッキのギヤケースを基台に取付けるとともに、該ジャッキの雄ネジ棒の一端を上記ベース部材に取付け、上記基台に、電動モータと、上記一対のジャッキのウォームのウォーム軸を同期して回動させるように上記電動モータの回転を上記ウォーム軸に伝達するギヤ伝動機構とを設けたことが有効である。これにより、ジャッキを搬送方向に直交する幅方向に沿って間隔を隔てて複数配設したので、ジャッキは押さえ力が強固であることから、ブラシローラの回転による掻落し動作中に、押さえプレートが撓んだりガタついたりしにくくなり、摩擦抵抗によりシート状部材をしっかり保持でき、そのため、ブラシローラによる電気部材の掻落しを確実に行わせることができる。

【0013】

また、この場合、上記押さえプレートの上記ベース部材に対する上下位置を調整可能な位置調整機構を設けたことが有効である。押さえプレート及びブラシローラ間の間隔調整を、この位置調整機構によっても行うことができる。そのため、調整を細かく行うことができ、それだけ、ブラシローラによる電気部材の掻落しを確実に行わせることができる。押さえプレート及びブラシローラ間の間隔調整は、主には移動機構で行なう。

【0014】

更に、必要に応じ、上記ブラシローラを、上記シート状部材の搬送方向に沿って間隔を隔てて複数設け、上記押さえプレートを上記複数のブラシローラ毎に設け、該各押さえプレートの上記シート状部材の搬送方向上流側の上流側縁部を該搬送方向上流側に向けて上向きに傾斜形成した構成としている。押さえプレートを、ブラシローラ毎に独立して設けたので、押さえプレート間で、シート状部材に対する押圧力が一度解放されることから、シート状部材に無理な力が作用して捻じれるなどの事態を防止することができ、円滑に搬送させながらブラシローラによる掻落しを行わせることができる。また、各押さえプレートの上流側縁部を上向きに傾斜形成したので、シート状部材が搬送される際、その先端縁が傾斜した上流側縁部に当接して、ブラシローラに向けて進行するようにガイドされることから、シート状部材が上向きに逃げて装置から外れる事態を防止することができ、シート状部材を確実に押圧プレートの一般部とブラシローラとの間に送り込むことができる。

【0015】

更にまた、必要に応じ、上記供給部を、上記受け入れるシート状部材を支承する支承板と、該支承板上のシート状部材に上から当接するとともに回転させられて該シート状部材を該支承板上に摺接させながら上記ブラシローラ側に送る送りローラとを備えて構成している。送りローラでシート状部材を送るので、シート状部材を確実に押圧プレートの一般部とブラシローラとの間に送り込むことができる。

【0016】

また、必要に応じ、上記支承板の上流側に、上記シート状部材をその電気部材を下にして送る送りコンベアを設け、該送りコンベアの上記シート状部材の載置面を上流側から下流側に向けて下向きに傾斜させた構成としている。シート状部材を斜めにして送るので、支承板に載置させやすくなるととともに、送りローラに噛み易くすることができる。

【0017】

この場合、上記送りローラの上流側に上記支承板に対面して設けられシート状部材をガイドするガイド板を設け、該ガイド板の上流側の上流側縁部を上流側に向けて上向きに傾斜形成したことが有効である。シート状部材が送りコンベアから送られてくる際、その先端縁がガイド板の傾斜した上流側縁部に当接して、ガイド板にガイドされるので、シート状部材が上向きに逃げて装置から外れる事態を防止することができ、シート状部材を確実に送りローラに向けて送ることができる。

【0018】

そして、上記課題を解決するための本発明の太陽電池モジュールのリサイクルシステムは、ガラス基板とバックシートとの間に太陽電池セル及びこれらの配線材を含む電気部材を封止材を用いて介装してなる太陽電池モジュールからガラスと有用金属を含む他の材料を分別する太陽電池モジュールのリサイクルシステムにおいて、
太陽電池モジュールに金属製の枠体を設けたパネル製品から枠体を外して太陽電池モジュールを取り出して送出する太陽電池モジュール取出し装置と、
該太陽電池モジュール取出し装置から送出された太陽電池モジュールのガラス基板を破砕してガラス片を含む破砕物とガラス基板が略全部を除去されバックシートに電気部材が付着した状態のシート状部材とに分離し、該シート状部材を送出するガラス基板破砕分離装置と、
該ガラス基板破砕分離装置により分離されたガラス片を含む破砕物を篩により所定粒度範囲のガラス粒を含む中粒物，所定粒度範囲以上の大きさの粗物及び所定粒度範囲以下の大きさの細粒物に分離する篩装置と、
上記ガラス片分離装置で分離された中粒物から風力選別により軽量粉を回収してガラス粒を選別する風力選別装置と、
該風力選別装置で選別されたガラス粒から可能な限り有色のガラス粒を除いて無色のガラス粒を分別して取り出す色分別装置と、
該色分別装置により分別された無色のガラス粒から金属を除去する金属除去装置と、
上記ガラス基板破砕分離装置から送出されたバックシートに電気部材が付着した状態のシート状部材から電気部材を回収する上記の太陽電池モジュールの電気部材回収装置とを備えた構成としている。

【0019】

これにより、ガラス基板破砕分離装置により、ガラス片を含む破砕物と、ガラス基板の略全部が除去されバックシートに電気部材が付着した状態のシート状部材とに分離される。このガラス基板破砕分離装置においては、電気部材もある程度破砕されることから、破砕物には電気部材の破片も含まれる。
この破砕物は、次に、篩装置により、所定粒度範囲のガラス粒を含む中粒物，所定粒度範囲以上の大きさの粗物及び所定粒度範囲以下の大きさの細粒物に分離される。「粗物」，「細粒物」は、夫々集約される。
所定粒度範囲のガラス粒を含む中粒物は、風力選別装置により、これから風力選別により軽量粉が回収され、ガラス粒として選別される。「軽量粉」は、集約される。

【0020】

選別されたガラス粒は、色分別装置により、可能な限り有色のガラス粒が除かれ、無色のガラス粒として分別して取り出される。「有色含有ガラス粒」は集約される。
無色のガラス粒は、金属除去装置によりこれから金属が除去されて、精製される。「無色のガラス粒」，除去された「金属」は、夫々集約される。

【0021】

一方、太陽電池モジュールの電気部材回収装置においては、ブラシローラの回転によってシート状部材に付着した電気部材が掻き落される。この際、電気部材は封止材を介してバックシートに付着しているので、シート状部材からは電気部材が封止材を含んで細粉片として掻き落されていく。このため、薬液を用いなくてもシート状部材から電気部材を機械的に容易に分離できるようになり、回収のスピード化を図ることができ、回収効率の向上を図ることができる。バックシートは掻き落されなかった多くの封止材と僅かの電気部材を付着させたまま排出される。掻き落された「電気部材を含む細粉片」は集約される。

【0022】

このように集約された「電気部材を含む細粉片」，「粗物」，「細粒物」，「軽量粉」には、銀などの有用金属が含まれるので、これから有用金属を抽出することができる。
また、金属除去装置により除去された「金属」は、配線などに用いられた比較的大きい銅などが多いが、これからも金属を抽出することができる。バックシートは掻き落されなかった多くの封止材と僅かの電気部材とともに例えば焼却処分される。
そして、金属が除去された「無色のガラス粒」は、種々のガラス製品の原材料として用いることができる。「有色含有ガラス粒」は、ガラス製品としてよりは、むしろ、例えば、土木の骨材等として用いることができる。このように、本システムにおいては、太陽電池モジュールを有効にリサイクルの用に供することができる。

【0023】

また、必要に応じ、上記太陽電池モジュールの電気部材回収装置により電気部材が回収されたシート状部材を破砕するバックシート破砕装置を備えた構成としている。その後の例えば焼却処理を容易にすることができる。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、電気部材回収装置において、供給部がシート状部材を受け入れてその電気部材を下にして供給すると、シート状部材は、ブラシローラに支承されるとともに押圧手段によりブラシローラに押圧されながらブラシローラによって搬送され、この搬送過程で、押さえプレートの摺動抵抗があるので、シート状部材は徐々に搬送されながら、ブラシローラにより繰り返し擦られることになることから、シート状部材から電気部材が封止材を含んで細粉片として掻き落されていく。電気部材が掻き落されるこのため、薬液を用いなくてもシート状部材から電気部材を機械的に容易に分離できるようになり、回収のスピード化を図ることができ、回収効率の向上を図ることができる。掻き落された細粉片は集約され、これから銀などの高価な有用金属を抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールのリサイクルシステムを示す平面図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールのリサイクルシステムにおいて、ガラス基板破砕分離装置及び本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置のある側から見た立面図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールのリサイクルシステムにおいて、ガラス基板破砕分離装置が分離したガラス片を処理する側の装置を示す立面図である。

【図4】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置を模式的に示す斜視図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置を示す正面図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置を示す右側面図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置の要部を示す斜視図である。

【図8】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置の要部を示す正面図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置で用いるジャッキの構成を示す断面図である。

【図10】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールのリサイクルシステムにおいて、ガラス基板破砕分離装置の要部を示す図である。

【図11】本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールのリサイクルシステム及び電気部材回収装置が処理する太陽電池モジュールの構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置及びリサイクルシステムについて詳細に説明する。
図１乃至図３には、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールのリサイクルシステムＲを示す。本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置Ｋは、このリサイクルシステムＲの一部を構成する。一般に、例えば、図１１に示すように、太陽電池モジュールＭは、ガラス基板１とバックシート２との間に太陽電池セル３及びこれらの配線材４を含む電気部材５をＥＶＡ等の封止材６を用いて介装して矩形板状に構成され、これを用いたパネル製品Ｓは、この太陽電池モジュールＭをアルミニウム等の枠体７で囲繞して構成されている。そして、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールＭのリサイクルシステムＲは、パネル製品Ｓを処理する。

【0027】

先ず、実施の形態に係る太陽電池モジュールの電気部材回収装置Ｋについて説明する。これは、ガラス基板１とバックシート２との間に太陽電池セル３及びこれらの配線材４を含む電気部材５を封止材６を用いて介装してなる太陽電池モジュールＭの当該電気部材５を回収するもので、太陽電池モジュールＭから予め後述のガラス基板破砕分離装置１１０によってガラス基板１の略全部が除去されバックシート２に電気部材５が付着した状態のシート状部材８から当該電気部材５を可能な限り回収するものである。特に、電気部材５のうち太陽電池セル３を細断して回収する。

【0028】

本電気部材回収装置Ｋの基本的構成は、４図乃至図８に示すように、基台１０と、後述のガラス基板破砕分離装置１１０から送出されるシート状部材８を受け入れてその電気部材５を下にして供給する供給部２０と、基台１０に設けられ供給部２０から供給されたシート状部材８をその電気部材５を下にして支承し回転させられて下流に向けて搬送するとともにシート状部材８のバックシート２から電気部材５を掻き落すブラシローラ４０と、ブラシローラ４０に対してシート状部材８を相対的に押圧する押圧手段５０とを備えてなる。

【0029】

ガラス基板破砕分離装置１１０側であって、供給部２０の後述の支承板２１の上流側には、ガラス基板破砕分離装置１１０から送出されるシート状部材８をその電気部材５を下にして送る送りコンベア１１が設けられている。この送りコンベア１１のシート状部材８の載置面１２は、上流側から下流側に向けて下向きに傾斜させてある。

【0030】

供給部２０は、基台１０に設けられ送りコンベア１１から送られるシート状部材８を受け入れて支承する支承板２１と、後述の支持部５２のベース部材５３に設けられ支承板２１上のシート状部材８に上から当接するとともに回転させられてシート状部材８を支承板２１上に摺接させながら上記ブラシローラ４０側に送る送りローラ２２とを備えて構成されている。

【0031】

支承板２１は、その上面のレベルを調整可能に基台１０に対して上下動可能に設けられている。詳しくは、図８に示すように、支承板２１の裏面の左右側には、夫々脚板２３が設けられている一方、基台１０からは各脚板２３に対応し脚板２３が上下方向に摺接する立設板２４が立設されており、脚板２３が立設板２４を上下方向に摺動することにより支承板２１は上下に移動可能になっている。また、脚板２３にはボルト２５が挿通される挿通孔（図示せず）が設けられる一方、立設板２４には挿通孔に対応し上下方向に長い長孔２６が設けられ、挿通孔と長孔２６にボルト２５を挿通して支承板２１の所要の上下方向位置においてナット２７で締め付けることにより、支承板２１を基台１０に対してロックできるようにしている。更に、支承板２１の左右端には、ナット２７を緩めた状態で、支承板２１を上下移動させる上下移動機構３０が設けられている。この上下移動機構３０は、基台１０に立設された支柱ボルト３１と、支柱ボルト３１の上端に螺合するととともに上端が支承板２１の裏面に当接し回転により上下動して支承板２１を上下動させる所定長さの調整ナット３２と、この調整ナット３２をロックするロックナット３３とを備えて構成されている。この支承板２１の上面のレベル調整により、シート状部材８をブラシローラ４０に適正に支承させることができる。

【0032】

送りローラ２２は、シート状部材８の送り方向に直交する方向に軸線を有し、後述のベース部材５３に設けた軸受部３４に軸支されており、ベース部材５３に搭載した電動駆動モータ３５により回転駆動させられる。また、送りローラ２２は、支軸３６と、この支軸３６に所定間隔で複数設けられ、シート状部材８の上面に噛合する歯車状に形成されたギヤローラ３７とから構成されている。

【0033】

この送りローラ２２の上流側には、後述のベース部材５３に設けられるとともに支承板２１に対面して設けられシート状部材８をガイドするガイド板３８が設けられている。ガイド板３８の上流側の上流側縁部３８ａは、上流側に向けて上向きに傾斜形成されている。

【0034】

ブラシローラ４０は、シート状部材８の送り方向に直交する方向に軸線を有し、シート状部材８の搬送方向に沿って間隔を隔てて複数（実施の形態では２つ）、軸受４１を介して基台１０に設けられている。ブラシローラ４０は、回転軸４２に弾性変形する金属製の毛を植設して構成されている。実施の形態では、ブラシローラ４０は、毛の材質は金属・樹脂であり、太さが、０．５ｍｍ～１．５ｍｍ、長さが、５０ｍｍ～１００ｍｍである。毛の材質，太さ，長さは適宜に定めて良い。また、ブラシローラ４０は、直径が、１００ｍｍ～２００ｍｍ、全長が、１２００ｍｍ～１５００ｍｍに設定されている。寸法はこれに限定されない。

【0035】

基台１０には、２つのブラシローラ４０を同期して駆動するブラシローラ駆動部４３が設けられている。図５及び図６に示すように、ブラシローラ駆動部４３は、基台１０の上部に設けられた電動モータ４４と、電動モータ４４の回転軸に設けられた原動スプロケット４５と、一方のブラシローラ４０の回転軸に設けられた従動スプロケット４６と、原動スプロケット４５及び従動スプロケット４６間に掛渡されたチェーン４７とを備えている。また、ブラシローラ駆動部４３は、従動スプロケット４６のある反対側の回転軸端と他方のブラシローラ４０の回転軸端に夫々設けられ一方のブラシローラ４０の回転を伝達するための伝達スプロケット４８と、この伝達スプロケット４８間に掛渡されたチェーン４９とを備えている。

【0036】

押圧手段５０は、ブラシローラ４０に対峙しシート状部材８が摺接する押さえプレート５１と、押さえプレート５１及びブラシローラ４０間の間隔を調整可能に押さえプレート５１を基台１０に対して支持する支持部５２とを備えて構成されている。詳しくは、押さえプレート５１は、ブラシローラ４０に対応した長さと幅を有した略矩形板状のもので、各ブラシローラ４０毎に、夫々、設けられている。各押さえプレート５１のシート状部材８の搬送方向上流側の上流側縁部５１ａは、搬送方向上流側に向けて上向きに傾斜形成されている。

【0037】

支持部５２は、基台１０に対して上下動可能に設けられ下側に押さえプレート５１を保持する枠体を備えたベース部材５３と、基台１０に設けられベース部材５３を上下動させるとともにベース部材５３を所要の上下移動位置で位置決めする移動機構５４とを備えて構成されている。ベース部材５３は、図４及び図５に示すように、ベース部材５３の４つのコーナ部に設けられたスライダ５３ａ及びこれをガイドし基台１０に取り付けられたレール５３ｂを介して上下動可能にしてある。

【0038】

移動機構５４は、図４乃至図６，図９に示すように、雄ネジ棒５５と、雄ネジ棒５５を進退動させる雌ネジ５６ａが形成されたウォームホイール５６及びこのウォームホイール５６を回転させて雄ネジ棒５５を進退動させるウォーム５７を収納したギヤケース５８とを備えたジャッキ６０を用い、このジャッキ６０をベース部材５３の搬送方向に直交する幅方向に沿って間隔を隔てて複数（実施の形態では互いに対称位置に２つ）配設してある。ジャッキ６０のギヤケース５８は基台１０の上部に掛渡した架設板１０ａに取付けられるとともに、ジャッキ６０の雄ネジ棒５５の一端は、ベース部材５３に取付部材６１を介して取付けられている。基台１０には、電動モータ６２と、一対のジャッキ６０のウォーム５７のウォーム軸６３を同期して回動させるように電動モータ６２の回転をウォーム軸６３に伝達するギヤ伝動機構６４とが設けられている。電動モータ６２の正逆回転により、ギヤ伝達機構６４を介して、雄ネジ棒５５を進退動させ、電動モータ６２を停止することにより、ベース部材５３を所用の位置に位置決めできるようにしている。符号６５は雄ネジ棒５５を覆う上カバー、６６は蛇腹状の下カバーである。

【0039】

また、押さえプレート５１はベース部材５３に対して上下位置可変に設けられている。詳しくは、図８に示すように、押さえプレート５１の上面の左右側には、夫々、ベース部材５３の枠体の側面を摺接可能な立脚板７０が設けられており、立脚板７０がベース部材５３の枠体を上下方向に摺動することにより押さえプレート５１は上下位置可変になっている。また、枠体７にはボルト７１が挿通される挿通孔（図示せず）が設けられる一方、立脚板７０には挿通孔に対応し上下方向に長い長孔７２が設けられ、挿通孔と長孔７２にボルト７１を挿通して押さえプレート５１の所要の上下方向位置においてナット７３で締め付けることにより、押さえプレート５１をベース部材５３の枠体７に対してロックできるようにしている。

【0040】

更に、本装置には、図６に示すように、ナット７３を緩めた状態で押さえプレート５１のベース部材５３に対する上下位置を調整可能な位置調整機構８０が設けられている。位置調整機構８０は、ベース部材５３に設けた板部材８１と押さえプレート５１との間に架設され一端が押さえプレート５１に取り付けられ他端が板部材８１に形成された貫通孔（図示せず）に挿通される雌ネジが形成されたロッド８２と、ロッド８２の雌ネジに螺合し回転させられてロッド８２を上下動させるとともに互いに締め付けることによりロッド８２を板部材８１に固定する一対のナット８３，８４とを備えて構成されている。ロッド８１及び一対のナット８３，８４の組は、搬送方向に直交する幅方向に沿って所要間隔で一対設けられている。

【0041】

従って、太陽電池モジュールの電気部材回収装置Ｋによれば、後述のガラス基板破砕分離装置１１０からシート状部材８が送出されると、このシート状部材８は送りコンベア１１により電気部材５を下にして供給部２０の支承板２１に送られ、送りローラ２２に至って送りローラ２２により下流に送られていく。この場合、送りコンベア１１は、シート状部材８を斜めにして送るので、支承板２１に載置させやすくなるととともに、送りローラ２２に噛み易くすることができる。また、供給部２０には、支承板２１に対面して設けられシート状部材８をガイドするガイド板３８が設けられており、ガイド板３８の上流側の上流側縁部３８ａは上流側に向けて上向きに傾斜形成されているので、シート状部材８が送りコンベア１１から送られてくる際、その先端縁がガイド板３８の傾斜した上流側縁部３８ａに当接して、ガイド板３８にガイドされるので、シート状部材８が上向きに逃げて装置から外れる事態を防止することができ、シート状部材８を確実に送りローラ２２に向けて送ることができる。また、送りローラ２２は、支承板２１上のシート状部材８に上から当接するとともに回転させられてシート状部材８を支承板２１上に摺接させながら下流に送るので、シート状部材８を確実に送り込むことができる。

【0042】

供給部２０の送りローラ２２によって送られたシート状部材８は、図８に示すように、ブラシローラ４０に支承されるとともに押圧手段５０によりブラシローラ４０に相対的に押圧されながらブラシローラ４０によって搬送され、この搬送過程で、ブラシローラ４０の回転によってシート状部材８に付着した電気部材５が掻き落される。この際、電気部材５は封止材６を介してバックシート２に付着しているので、シート状部材８からは電気部材５が封止材６を含んで細粉片として掻き落されていく。この場合、押さえプレート５１によってシート状部材８がブラシローラ４０に対して押さえられるので、掻落しが確実に行われる。即ち、シート状部材８はブラシローラ４０の回転により搬送されるが、押さえプレート５１の摺動抵抗があるので、シート状部材８は徐々に搬送されながら、ブラシローラ４０により繰り返し擦られることになることから、シート状部材８から電気部材５が封止材６を含んで細粉片として掻き落されていく。このため、薬液を用いなくてもシート状部材８から電気部材５を機械的に容易に分離できるようになり、回収のスピード化を図ることができ、回収効率の向上を図ることができる。尚、この場合、電気部材５のうち太陽電池セル３は特に破砕され易く、良く掻き落されて行くが、銅線などの配線材４は細長いので、封止材６に絡んでバックシート２に残されるものもある。しかし、銀などの高価な金属は、太陽電池セル３に主に含まれているので、回収率は高いものになる。

【0043】

また、この場合、ブラシローラ４０は、シート状部材８の搬送方向に沿って間隔を隔てて複数（実施の形態では２つ）設けられているので、この複数のブラシローラ４０により繰り返し電気部材５が掻き落されることから、電気部材５の回収率を向上させることができる。

【0044】

更に、ブラシローラ４０は基台１０に設けられ、押圧手段５０の押さえプレート５１により相対的に押圧されるが、押さえプレート５１を支持する支持部５２により押さえプレート５１及びブラシローラ４０間の間隔を調整することができるので、押さえプレート５１の押さえ力を調整して、シート状部材８の搬送速度と、ブラシローラ４０の回転によるブラシローラ４０の擦り頻度を適正に調整することができ、電気部材５の掻落しを確実に行わせることができる。この支持部５２による間隔調整は、押さえプレート５１を保持するベース部材５３を、移動機構５４で上下動させるとともに所要の上下移動位置で位置決めするので、押さえプレート５１及びブラシローラ４０間の間隔調整を容易に行うことができる。

【0045】

更にまた、押さえプレート５１のベース部材５３に対する上下位置を調整可能な位置調整機構８０があるので、押さえプレート５１及びブラシローラ４０間の間隔調整を、この位置調整機構８０によっても行うことができる。そのため、調整を細かく行うことができ、それだけ、ブラシローラ４０による電気部材５の掻落しを確実に行わせることができる。押さえプレート５１及びブラシローラ４０間の間隔調整は、主には移動機構５４で行なう。

【0046】

この場合、移動機構５４は、ジャッキ６０を搬送方向に直交する幅方向に沿って間隔を隔てて複数配設して構成されるので、ジャッキ６０は押さえ力が強固であることから、ブラシローラ４０の回転による掻落し動作中に、押さえプレート５１が撓んだりガタついたりしにくくなり、摩擦抵抗によりシート状部材８をしっかり保持でき、そのため、ブラシローラ４０による電気部材５の掻落しを確実に行わせることができる。

【0047】

また、押さえプレート５１は、複数のブラシローラ４０毎に設けられており、ブラシローラ４０毎に独立して設けられているので、押さえプレート５１間で、シート状部材８に対する押圧力が一度解放されることから、シート状部材８に無理な力が作用して捻じれるなどの事態を防止することができ、円滑に搬送させながらブラシローラ４０による掻落しを行わせることができる。また、各押さえプレート５１のシート状部材８の搬送方向上流側の上流側縁部５１ａは、搬送方向上流側に向けて上向きに傾斜形成されているので、シート状部材８が搬送される際、その先端縁が傾斜した上流側縁部５１ａに当接して、ブラシローラ４０に向けて進行するようにガイドされることから、シート状部材８が上向きに逃げて装置から外れる事態を防止することができ、シート状部材８を確実に押圧プレートの一般部とブラシローラ４０との間に送り込むことができる。

【0048】

次に、図１乃至図３に示す本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールのリサイクルシステムＲについて説明する。実施の形態に係るリサイクルシステムＲは、太陽電池モジュールＭに金属製の枠体７を設けたパネル製品Ｓから、枠体７と太陽電池モジュールＭとを分離し、この太陽電池モジュールＭからガラスと有用金属を含む他の材料を分別するものである。

【0049】

このリサイクルシステムＲの基本的構成は、太陽電池モジュール取出し装置１００，ガラス基板破砕分離装置１１０，篩装置１２０，風力選別装置１３０，色分別装置１４０，金属除去装置１５０，上記の電気部材回収装置Ｋ及びバックシート破砕装置１６０を備えてなる。

【0050】

太陽電池モジュール取出し装置１００は、図示外のスタッカから供給されるパネル製品Ｓから枠体７を外して太陽電池モジュールＭを取り出して送出するものである。太陽電池モジュール取出し装置１００は、供給されたパネル製品Ｓを太陽電池モジュールＭのバックシート２を上にして所定位置に移動させるリフタ１０１と、リフタ１０１によって所定位置に移動させられたパネル製品Ｓの太陽電池モジュールＭのバックシート２を吸着盤により吸着してこのパネル製品Ｓを取り出し所要位置に搬送して位置決めするパネル搬送装置１０２と、所要位置に位置決めされたパネル製品Ｓから油圧駆動により枠体７をクランプして引っ張って外す図示外の枠体取外し機構とを備えて構成されている。パネル搬送装置１０２は、枠体７が外された太陽電池モジュールＭをガラス基板破砕分離装置１１０に搬送する。「枠体７」は集約される。

【0051】

ガラス基板破砕分離装置１１０は、太陽電池モジュール取出し装置１００からパネル搬送装置１０２によって搬送された太陽電池モジュールＭを送出コンベア１１１で受け取るとともにガラス基板１を下にし且つ傾斜させて送出し、この送出コンベア１１１によって送出された太陽電池モジュールＭのガラス基板１を破砕してガラス片を含む破砕物とガラス基板１の略全部が除去されバックシート２に電気部材５が付着した状態のシート状部材８とに分離し、このシート状部材８を、上記の電気部材回収装置Ｋに送出する。

【0052】

図１０に示すように、ガラス基板破砕分離装置１１０は、送出コンベア１１１によって傾斜させられて送出された太陽電池モジュールＭを挾持し回転させられて太陽電池モジュールＭを搬送するとともに太陽電池モジュールＭのガラス基板１を破砕する一対の破砕ローラ１１２を備えている。この一対の破砕ローラ１１２は、夫々、その外周面に先端が尖った破砕歯を行列状に設けて構成されており、太陽電池モジュールＭを略水平方向に搬送するように設けられている。

【0053】

また、ガラス基板破砕分離装置１１０においては、各破砕ローラ１０の下流側に設けられ太陽電池モジュールＭのバックシート２側に付着したガラスのガラス片を掻き落す掻落しローラ１１３と、掻落しローラ１１３に対して太陽電池モジュールＭを押さえる押さえローラ１１４とを備えている。また、掻落しローラ１１３と押さえローラ１１４との組が複数組（実施の形態では３組）水平方向に列設させられている。掻落しローラ１１３は、破砕ローラ１１２と同様に、その外周面に先端が尖った破砕歯を行列状に設けて構成されており、一方、押さえローラ１１４は、その外周面が円筒平面に形成され、若しくは、破砕ローラ１１２と同様に形成され、回転自在に支持されている。破砕されたガラス片を含む破砕物は、シュータ１１５で集約されベルトコンベア１１６でホッパ１１７に搬送され、一時的に貯留される。一方、このガラス基板破砕分離装置１１０によって、太陽電池モジュールＭからガラス基板１の略全部が除去されバックシート２に電気部材５が付着した状態のシート状部材８は、上述の電気部材回収装置Ｋの供給部２０に送給される。

【0054】

篩装置１２０は、ホッパ１１７に貯留され適量ずつ供給されるガラス片を含む破砕物を篩により所定粒度範囲のガラス粒を含む「中粒物」，所定粒度範囲以上の大きさの「粗物」及び所定粒度範囲以下の大きさの「細粒物」に分離するものである。「粗物」，「細粒物」は、夫々、容器や袋等に入れられて集約される。「中粒物」は、次に搬送される。

【0055】

風力選別装置１３０は、篩装置１２０で分離された「中粒物」から風力選別により軽量粉を回収して「ガラス粒」を選別して取り出すもので、周知の方法を採用することができる。「軽量粉」は、容器や袋等に入れられて集約される。「ガラス粒」は、次に搬送される。

【0056】

色分別装置１４０は、風力選別装置１３０で選別された「ガラス粒」から可能な限り有色のガラス粒を除いて無色のガラス粒を分別して取り出す。例えば、ガラス粒を落下させ、この過程で、ガラス粒に有色のものを含むか否かをＣＣＤカメラなどの識別センサにより検知し、有色のものを含むことを検知したとき、有色のものを含むガラス粒の小集合を例えばエアエジェクターで取り除く周知の方法を採用することができる。「有色含有ガラス粒」は、容器や袋等に入れられて集約される。「無色のガラス粒」は、次に搬送される。

【0057】

金属除去装置１５０は、色分別装置１４０により分別された「無色のガラス粒」から金属を除去する。例えば、コンベアでガラス粒を搬送し、この搬送過程で金属検知器により金属を検知し、金属有を検知したとき、金属を含むガラス粒の小集合を例えば落下により取り除く周知の方法を採用することができる。「無色のガラス粒」，「金属を含むガラス粒」は、容器や袋等に入れられて集約される。

【0058】

電気部材回収装置Ｋは、上記のガラス基板破砕分離装置１１０によって、ガラス基板１の略全部が除去されバックシート２に電気部材５が付着した状態のシート状部材８を処理する。即ち、上述したように、太陽電池モジュールＭの電気部材回収装置Ｋにおいては、ブラシローラ４０の回転によってシート状部材８に付着した電気部材５が掻き落される。この際、電気部材５は封止材６を介してバックシート２に付着しているので、シート状部材８からは電気部材５が封止材６を含んで細粉片として掻き落されていく。このため、薬液を用いなくてもシート状部材８から電気部材５を機械的に容易に分離できるようになり、回収のスピード化を図ることができ、回収効率の向上を図ることができる。バックシート２は掻き落されなかった多くの封止材６と僅かの電気部材５を付着させたまま排出される。掻き落された「電気部材を含む細粉片」は集約される。詳細は上述したとおりである。

【0059】

バックシート破砕装置１６０は、太陽電池モジュールＭの電気部材回収装置Ｋにより電気部材５が回収されたシート状部材８を破砕する。「シート状部材の破砕物」は、容器や袋等に入れられて集約される。

【0060】

このように集約された「電気部材を含む細粉片」，「粗物」，「細粒物」，「軽量粉」には、銀などの有用金属が含まれるので、これから銀などの高価な有用金属を抽出することができる。
また、金属除去装置１５０により除去された「金属を含むガラス粒」は、金属として配線などに用いられた比較的大きい銅などが多いが、これからも金属を抽出することができる。
「シート状部材の破砕物」は、主にバックシート２に掻き落されなかった多くの封止材６と僅かの電気部材５を含むが、例えば焼却処分される。電機部材を取り出すようにすることもできる。

【0061】

そして、金属が除去された「無色のガラス粒」は、種々のガラス製品の原材料として用いることができる。「有色含有ガラス粒」は、ガラス製品としてよりは、むしろ、例えば、土木の骨材等として用いることができる。このように、本システムにおいては、太陽電池モジュールＭを有効にリサイクルの用に供することができる。

【0062】

尚、上記実施の形態において、電気部材回収装置はリサイクルシステムを構成する装置として説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、単独で用いるようにしても良く、適宜変更して差支えない。本発明は、上述した本発明の実施の形態に限定されず、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施の形態に多くの変更を加えることが容易であり、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0063】

Ｒ リサイクルシステム
Ｋ 電気部材回収装置
Ｓ パネル製品
Ｍ 太陽電池モジュール
１ ガラス基板
２ バックシート
３ 太陽電池セル
４ 配線材
５ 電気部材
６ 封止材
７ 枠体
８ シート状部材
１０ 基台
１１ 送りコンベア
２０ 供給部
２１ 支承板
２２ 送りローラ
３８ ガイド板
４０ ブラシローラ
４３ ブラシローラ駆動部
５０ 押圧手段
５１ 押さえプレート
５２ 支持部
５３ ベース部材
５４ 移動機構
６０ ジャッキ
６２ 電動モータ
６４ ギヤ伝動機構
８０ 位置調整機構
１００ 太陽電池モジュール取出し装置
１１０ ガラス基板破砕分離装置
１２０ 篩装置
１３０ 風力選別装置
１４０ 色分別装置
１５０ 金属除去装置
１６０ バックシート破砕装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】