JP2014116363A - 太陽電池モジュール解体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱することなく太陽電池パネルからフレームを容易に解体することが可能な太陽電池モジュール解体装置の提供。
【解決手段】太陽電池パネルＰの外周端部にフレームＦが嵌め込まれた太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰを固定するクランプ部４３と、フレームＦに対して内側から外側に押圧された状態で太陽電池パネルＰの外周端部に沿って走行するヘッド部５１とを含む太陽電池モジュール解体装置１であり、太陽電池パネルＰをクランプ部４３により固定した状態で、フレームＦに対して内側から外側に押圧された状態のヘッド部５１を太陽電池パネルＰの外周に沿って走行させると、この太陽電池パネルＰの外周に沿ってフレームが引き剥がされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池パネルの外周端部にフレームが嵌め込まれた太陽電池モジュールを解体するための太陽電池モジュール解体装置に関する。

太陽電池モジュールは、耐久性の維持または設置上の利便性等から、通常、板状の太陽電池パネルの外周にフレーム（外枠）を設置する構造のものが採用されている（例えば、特許文献１参照。）。この種の太陽電池モジュールは、太陽電池パネル外周が嵌め込まれたフレームの嵌合部内にシール材（封止材）を充填することによって、耐水性および止水性を向上させている。

一方、太陽電池モジュールの耐用年数は２０年とも３０年とも言われており、今後、太陽電池モジュールのリサイクルが大量に発生することが見込まれている。ところが、上記のように太陽電池モジュールは、耐水性および止水性を高めるために太陽電池パネルとフレームとがシール材によって強固に固定されており、解体してリサイクルすることが非常に困難な構造となっている。

特開２００８−８５１３２号公報

従来、このような太陽電池モジュールの解体は、手作業にてフレームを太陽電池パネルから引き剥がすことにより行われている。フレームとパネルとの間には、通常シール材が使用され、両者は強固に接着されている。そのため、引き剥がしには３．４〜３．９ｋＮの大きな力が必要となるが、シール材がブチルゴムの場合には、２００℃で５分程度加熱を実施することで、ブチルゴムが軟化し、半液状のゴムに変化し、フレームを小さな力で引き剥がすことが可能である。一方で、半液状にゴムが変化すると、フレームとパネルとの両方にゴムの残渣が多く付着してしまうので良くない。また、ゴムの残渣は、フレームとパネル以外、例えばパネル搬送装置などの周辺関連装置の各所に転写され、悪影響を及ぼす。また、シール材がシリコンゴムの場合には、２５０℃まで加熱してもほとんど軟化せず、フレームを引き剥がすことさえ困難である。

そこで、本発明においては、加熱することなく太陽電池モジュールからフレームを容易に解体することが可能な太陽電池モジュール解体装置を提供することを目的とする。

本発明の太陽電池モジュール解体装置は、太陽電池パネルの外周端部にフレームが嵌め込まれた太陽電池モジュールの太陽電池パネルを固定するクランプ部と、フレームに対して内側から外側に押圧された状態で太陽電池パネルの外周端部に沿って走行するヘッド部とを含むものである。

本発明の太陽電池モジュール解体装置によれば、太陽電池モジュールの太陽電池パネルをクランプ部により固定した状態で、フレームに対して内側から外側に押圧された状態のヘッド部を太陽電池パネルの外周に沿って走行させると、この太陽電池パネルの外周に沿ってフレームが引き剥がされる。

ここで、フレームは、太陽電池パネルの外周端部が嵌合されるパネル端嵌合部と、パネル端嵌合部から太陽電池パネルの受光面の裏側に向けて形成された支持部とを有するものであり、ヘッド部は、フレームの支持部に押圧されるものであることが望ましい。

これにより、ヘッド部によりフレームに加えられる押圧力は、太陽電池パネルの外周端部が嵌合されるパネル端嵌合部に直接作用せず、支持部に作用するので、フレームを太陽電池パネルの外周に沿って引き剥がす際に太陽電池パネルが割れるのを防止することができる。

また、ヘッド部は、回転自在なローラーによりフレームに当接するものであることが望ましい。これにより、フレームに対して押圧された状態のヘッド部が、ローラーの回転によりスムーズに走行することが可能となる。

また、ヘッド部は、エアシリンダーによりフレームへ押圧されるものであることが望ましい。これにより、ヘッド部を強力にフレームへ押圧することができるとともに、ヘッド部によりフレームに押圧力が加えられる際にエアシリンダーが衝撃を吸収するので、フレームおよび太陽電池パネルへ過度な衝撃が加わるのを防止することができる。

また、クランプ部は、エアシリンダーにより太陽電池パネルを押圧するものであることが望ましい。これにより、太陽電池パネルを強力に押圧して固定することができるとともに、太陽電池パネルを押圧する際にエアシリンダーが衝撃を吸収するので、太陽電池パネルが割れるのを防止することができる。

（１）太陽電池パネルの外周端部にフレームが嵌め込まれた太陽電池モジュールの太陽電池パネルを固定するクランプ部と、フレームに対して内側から外側に押圧された状態で太陽電池パネルの外周端部に沿って走行するヘッド部とを含む太陽電池モジュール解体装置によれば、太陽電池モジュールの太陽電池パネルをクランプ部により固定した状態で、ヘッド部を太陽電池パネルの外周に沿って走行させるだけで、太陽電池モジュールからフレームを容易に引き剥がすことができ、太陽電池モジュールを加熱することなく解体してリサイクルすることが可能となる。

（２）フレームが、太陽電池パネルの外周端部が嵌合されるパネル端嵌合部と、パネル端嵌合部から太陽電池パネルの受光面の裏側に向けて形成された支持部とを有するものであり、ヘッド部が、フレームの支持部に押圧されるものであることにより、フレームを太陽電池パネルの外周に沿って引き剥がす際に太陽電池パネルが割れるのを防止してリサイクルすることが可能となる。

（３）ヘッド部が、回転自在なローラーによりフレームに当接するものであることにより、フレームに対して押圧された状態のヘッド部が、ローラーの回転によりスムーズに走行することが可能となり、太陽電池モジュールからフレームをより容易に引き剥がし、解体してリサイクルすることが可能となる。

（４）ヘッド部が、エアシリンダーによりフレームへ押圧されるものであることにより、フレームおよび太陽電池パネルへ過度な衝撃が加わるのを防止して、太陽電池モジュールからフレームをより容易に引き剥がし、解体してリサイクルすることが可能となる。

（５）クランプ部が、エアシリンダーにより太陽電池パネルを押圧するものであることにより、太陽電池パネルが割れるのを防止して、太陽電池モジュールからフレームをより容易に引き剥がし、解体してリサイクルすることが可能となる。

本発明の実施の形態における太陽電池モジュール解体装置の斜視図である。 図１の太陽電池モジュール解体装置の要部拡大図である。 図１の太陽電池モジュール解体装置のクランプ部を示す斜視図である。 図１の太陽電池モジュール解体装置による作業フロー図である。 図１の太陽電池モジュール解体装置の動作説明図である。 図１の太陽電池モジュール解体装置の動作説明図である。

図１は本発明の実施の形態における太陽電池モジュール解体装置の斜視図、図２は図１の太陽電池モジュール解体装置の要部拡大図、図３は図１の太陽電池モジュール解体装置のクランプ部を示す斜視図である。

図１〜図３において、本発明の実施の形態における太陽電池モジュール解体装置１は、解体する太陽電池モジュールＭが載置される作業台２と、太陽電池モジュールＭを作業台２上に搬送して所定の位置および向きに載置する搬送ロボット３と、作業台２上に載置された太陽電池モジュールＭを作業台２上に固定する２つのクランプ装置４と、作業台２上で太陽電池モジュールＭのフレームＦを押圧しながら走行する走行装置５と、クランプ装置４および走行装置５を作業台２上に支持する支持部６とを有する。

搬送ロボット３は、太陽電池モジュールＭを吸引する吸引装置３ａを先端部に備えており、解体する太陽電池モジュールＭを１つずつ吸引装置３ａにより吸引して保持し、作業台２上に搬送して所定の位置および向きに載置するものである。図１は既に太陽電池モジュールＭを作業台２上にセットした状態を示している。

クランプ装置４は、支持部６に設けられたガイドレール６ａ上で作業台２の上面に対して平行に走行可能な走行体４０と、走行体４０をガイドレール６ａ上で走行可能に支持する走行ローラー４１と、走行体４０に固定されたエアシリンダー４２と、エアシリンダー４２の伸縮ロッド４２ａの下端に設けられ、作業台２上の太陽電池モジュールＭを固定するクランプ部４３とを有する。

走行装置５は、支持部６に設けられたガイドレール６ｂによって作業台２の上面に対して平行に走行可能な走行体５０と、太陽電池モジュールＭのフレームＦに対して押圧されるヘッド部５１と、ヘッド部５１をフレームＦへ押圧するエアシリンダー５２と、走行体５０に固定され、エアシリンダー５２を支持して、ヘッド部５１の上下高さを調整するエアシリンダー５３と、作業者Ａが把持して走行装置５を走行させるための把持部５４と
を有する。なお、把持部５４は、図１以外の図面においては、図示を省略している。ヘッド部５１は、フレームＦに当接する部分に回転自在なローラー５５を備えている。また、ヘッド部５１は、エアシリンダー５２の伸縮ロッド５２ａの先端に設けられている。

次に、上記構成の太陽電池モジュール解体装置１による太陽電池モジュールＭの作業手順について説明する。図４は図１の太陽電池モジュール解体装置による作業フロー図、図５および図６は図１の太陽電池モジュール解体装置の動作説明図である。

本実施形態において解体する太陽電池モジュールＭは、太陽電池パネルＰの外周端部にフレームＦが嵌め込まれたものである。フレームＦは、図６に示すように、太陽電池パネルＰの外周端部が嵌合されるパネル端嵌合部Ｆ１と、パネル端嵌合部Ｆ１から太陽電池パネルＰの受光面Ｐ１の裏側に向けて形成された支持部Ｆ２とを有する。太陽電池パネルＰの外周端部が嵌め込まれたフレームＦのパネル端嵌合部Ｆ１内にはシール材Ｓが充填されている。また、太陽電池パネルＰの受光面Ｐ１の裏側には、端子ボックスＢが備えられている。

上記太陽電池モジュールＭは、搬送ロボット３にて太陽電池パネルＰの受光面Ｐ１を下にして作業台２上へ供給され、所定の位置および向きに、例えばフレームＦの外周の１辺が作業台２の作業者Ａ側の端部に、走行装置５の走行方向すなわちガイドレール６ｂと平行となるように載置される（図４のステップＳ１００）。

そして、２つのクランプ装置４の位置をそれぞれ太陽電池モジュールＭの大きさに応じて適切な位置を固定できる位置に走行体４０により走行させ、エアシリンダー４２を作動させ、伸縮ロッド４２ａを下降させる。これにより、太陽電池モジュールＭは、クランプ部４３により太陽電池パネルＰの受光面Ｐ１の裏側から作業台２上へ押圧され、作業台２上へ固定される（ステップＳ１０１）。

次に、作業者Ａは把持部５４を把持して走行装置５をフレームＦの左右いずれかの端部（原点位置）まで横方向へ走行させ、エアシリンダー５３を作動させて、ヘッド部５１を下降させる。このとき、図６の（ａ）に示すように、ヘッド部５１のローラー５５がフレームＦの支持部Ｆ２の高さとなるように、エアシリンダー５３のストロークは調整されている（ステップＳ１０２）。

続いて、作業者Ａはエアシリンダー５２を作動させ、伸縮ロッド５２ａを伸長させて、ヘッド部５１を前進（作業者Ａ手前側）させる（ステップＳ１０３）。これにより、太陽電池モジュールＭのフレームＦの支持部Ｆ２が、ヘッド部５１のローラー５５により内側から外側に向かって押圧されて、図６の（ｂ）に示すように、クランプ部４３により作業台２上へ固定された太陽電池パネルＰから引き剥がされる。

この状態で作業者Ａが把持部５４を把持して走行装置５をフレームＦの反対側の端部まで走行させると、クランプ部４３が支点となり、ヘッド部５１が作用点となって、ローラー５５が回転しながらフレームＦの支持部Ｆ２を内側から外側に向かって押圧して、フレームＦの外周の１辺が太陽電池パネルＰから引き剥がされる（ステップＳ１０４）。

フレームＦの外周の１辺の引き剥がしが完了すると、作業者Ａはエアシリンダー５２を作動させ、伸縮ロッド５２ａを縮退させて、ヘッド部５１を後進させる（ステップＳ１０５）。その後、エアシリンダー５３を作動させて、ヘッド部５１を上昇させ（ステップＳ１０６）、把持部５４を把持して走行装置５を原点位置まで横方向へ走行させる（ステップＳ１０７）。

次に、作業者Ａはエアシリンダー４２を作動させ、伸縮ロッド４２ａを上昇させて、クランプ部４３による太陽電池モジュールＭの固定を解除する（ステップＳ１０８）。そして、搬送ロボット３にて太陽電池モジュールＭを回転させ、フレームＦの外周の次の１辺が作業台２の作業者Ａ側の端部に、走行装置５の走行方向すなわちガイドレール６ｂと平行となるように載置する（ステップＳ１０９）。

そして、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０９をフレームＦの４辺分繰り返し行い、フレームＦの除去が完了した後（ステップＳ１１０）、端子ボックスＢの除去を行う（ステップＳ１１１）。端子ボックスＢの除去については詳述しないが、例えばヘッド部５１のローラー５５を端子ボックス剥離用スクレープ刃（図示せず。）に取り替えて、ヘッド部５１走行させることにより行うことが可能である。

最後に、フレームＦおよび端子ボックスＢを除去した太陽電池モジュールＭを搬送ロボット３により搬出し（ステップＳ１１２）、次の太陽電池モジュールＭの処理を行う（ステップＳ１００）。

以上のように、本実施形態における太陽電池モジュール解体装置１によれば、太陽電池モジュールＭの太陽電池パネルＰをクランプ部４３により固定した状態で、ヘッド部５１を太陽電池パネルＰの外周に沿って走行させるだけで、クランプ部４３が支点となり、ヘッド部５１が作用点となって、太陽電池パネルＰからフレームＦを容易に引き剥がすことができ、太陽電池モジュールＭを加熱することなく解体してリサイクルすることが可能である。

また、本実施形態における太陽電池モジュール解体装置１では、ヘッド部５１が、フレームＦの支持部Ｆ２を押圧してフレームＦを太陽電池パネルＰから引き剥がすので、太陽電池パネルＰが割れることが防止される。また、ヘッド部５１が、回転自在なローラー５５によりフレームＦに当接するので、フレームＦに対して押圧された状態のヘッド部５１が、このローラー５５の回転によりスムーズに走行することが可能となっており、太陽電池パネルＰからフレームＦをより容易に引き剥がすことが可能となっている。

また、本実施形態においては、ヘッド部５１が、エアシリンダー５２によりフレームＦへ押圧されるので、フレームＦおよび太陽電池パネルＰへ過度な衝撃が加わることが防止されている。なお、エアシリンダー５２に代えて、その他の押圧手段を用いることも可能である。

また、本実施形態においては、クランプ部４３が、エアシリンダー４２により太陽電池パネルＰを押圧するので、太陽電池モジュールＭの固定時に太陽電池パネルＰが割れることが防止されている。なお、このエアシリンダー４２についても、その他の押圧手段に代えることが可能である。

なお、上記実施形態においては、クランプ装置４および走行装置５の動作を作業者Ａの人手により行っているが、これらは自動化することも可能である。

本発明の太陽電池モジュール解体装置は、太陽電池パネルの外周端部にフレームが嵌め込まれた太陽電池モジュールを解体するための装置として有用である。

Ｍ 太陽電池モジュール
Ｐ 太陽電池パネル
Ｆ フレーム
Ｆ１ フレームＦのパネル端嵌合部
Ｆ２ フレームＦの支持部
１ 太陽電池モジュール解体装置
２ 作業台
３ 搬送ロボット
３ａ 吸引装置
４ クランプ装置
４０ 走行体
４１ 走行ローラー
４２ エアシリンダー
４３ クランプ部
５ 走行装置
５０ 走行体
５１ ヘッド部
５２，５３ エアシリンダー
５４ 把持部
６ 支持部
６ａ，６ｂ ガイドレール

Claims (5)

1. 太陽電池パネルの外周端部にフレームが嵌め込まれた太陽電池モジュールの前記太陽電池パネルを固定するクランプ部と、
   前記フレームに対して内側から外側に押圧された状態で前記太陽電池パネルの外周端部に沿って走行するヘッド部と
   を含む太陽電池モジュール解体装置。
2. 前記フレームは、前記太陽電池パネルの外周端部が嵌合されるパネル端嵌合部と、前記パネル端嵌合部から前記太陽電池パネルの受光面の裏側に向けて形成された支持部とを有するものであり、
   前記ヘッド部は、前記フレームの支持部に押圧されるものである
   請求項１記載の太陽電池モジュール解体装置。
3. 前記ヘッド部は、回転自在なローラーにより前記フレームに当接するものである請求項１または２に記載の太陽電池モジュール解体装置。
4. 前記ヘッド部は、エアシリンダーにより前記フレームへ押圧されるものである請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池モジュール解体装置。
5. 前記クランプ部は、エアシリンダーにより前記太陽電池パネルを押圧するものである請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池モジュール解体装置。