成果報告書詳細
管理番号20150000000012
タイトル平成23年度-平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業 (太陽光発電) 新規EVA剥離剤による太陽電池高度リサイクル処理システムの技術開発
公開日2015/4/23
報告書年度2011 - 2012
委託先名横浜油脂工業株式会社
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約件名:平成23年度-平成24年度成果報告 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(太陽光発電) 新規EVA剥離剤による太陽電池高度リサイクル処理システムの技術開発

本委託事業では、新規の環境にやさしい剥離剤とシステムを開発し、太陽電池モジュールを強固に接着しているEVA樹脂を剥離、解体するリサイクル処理技術を確立することを目標とした。開発にあたっては、まず材料の組成や来歴、モジュールの構成を明確にするため、試験用モジュールを独自に作成し、供試品とした。次に、環境負荷が少なく、処理時間が短いことを目標に、新規剥離剤の剤型の検討を行い、結果として、各工程に最適化した2液の剥離剤を開発した。さらに、これらの剥離剤の化学的な機能を強化するために、温度や振動、超音波の使用など様々な物理条件付与の検討を行い、剥離剤の効果を最大限に引き出す処理条件を確定した。これらの成果を総合して、新規の剥離システムを設計、試作した。その結果、小型結晶系太陽電池モジュールを、バックシート、ガラス、シリコン・金属およびEVAの部材に解体できる、剥離処理システムの構築に成功した。本システムは、プロセス1サイクルを8時間で行うことが可能である。特に、太陽電池モジュールのうち、資源として最大の重量をもつガラスについては、無傷でかつ不純物のない良好な状態(全有機物10ppm以下)で全量回収ができるため、板ガラスへのリサイクルが期待されている。ガラス以外の回収部材については、大まかな分別は可能となったが、更に検討が必要である。国内の結晶系太陽電池メーカー主要3社とリサイクル開発事業体2拠点、欧州のリサイクル協会2団体および日系太陽電池メーカー2社その他を対象にマーケティング調査を行った結果、本システムの需要について、来るべきEOL(End of Life)品のみならず、工場内および輸送・設置時において生じる不具合品の量が、思いのほか多いことが判明した。このため、EOL品に先行して、現行品にも照準を合わせたシステムの開発を行うこととした。一方、EOL品については、欧州において、改正WEEE指令に太陽電池を対象とするとの決定がされたため、日本においても早晩、なんらかの規制がかかることが予想される状況にあることが判明した。このため、想定される処理需要を捕捉するためのビジネスプランを検討した。国内の太陽電池メーカーやリサイクルセンター、開発事業体などと協力しながら、より実用的な大型太陽電池モジュール処理システムを試作・開発し、運用時のコストパフォーマンスおよびLCA評価についての詳細データの掲示することが課題である。
英文要約Title: New Energy Technology Research Development / New Energy Venture Business Technology Innovation Program(Photovoltaic Power Generation) / Development of an Advanced Recycling Treatment System for Photovoltaic Modules with Novel EVA Strippers (FY2011-FY2012) Final Report

The goal of this commissioned project is to establish a recycling technology by developing a new system for delaminating photovoltaic (PV) modules via the separation of ethylene vinyl acetate (EVA) resin with novel environmentally-friendly EVA strippers. To understand the structure of PV module and the component materials, we have tried to prepare the original modules for separating experiments. To achieve the goal of decreasing treatment time and lowering the environmental load, we studied the type of novel EVA strippers and developed two types of stripping solutions applicable to every step of the recycling process. Moreover, to understand the chemical functions of these novel strippers, we investigated the effects of various physical conditions such as temperature, vibration and ultrasonication. The treatment conditions have been determined for achieving the best performance of the strippers. Based on these results, we designed a novel separating system and prepared a prototype equipment. As a result, the glass, silicon, metals, EVA and backsheet of the small-sized crystalline silicon solar modules could be separated and a separating system has been successfully established.The whole treatment could be complete within 8 hours with this system. In particular, because the glass that possesses the largest weight fraction of the module as resource can be safely recycled without damage and contamination (all organic substances < 10 ppm), those recycled glass is expected to be used in sheet glass. In addition to glass, the separation of other materials has also become possible, but further investigation is needed. And we conducted a marketing investigation by visiting the three major solar cell manufacturers and two recycling development centers in Japan, two European recycling organizations and two Japanese solar cell manufactures in Europe. It turned out that our treatment system could be used for the recycling of not only the end of life (EOL) PV modules to be produced in the future, but also the damaged modules during manufacturing, transportation and installation. Specifically, the number of those damaged modules is more than estimated. A treatment system has been developed using the EOL modules and current modules as the standard modules. Since the EOL products has been required to comply with the modified waste electrical and electronic equipment (WEEE) directive in Europe, we think that the regulation will be also set soon for the PV modules in Japan. Therefore, a business plan has been developed to deal with the expected treatment needs. There is a need to develop a more practical treatment system for recycling the large-sized solar cell modules through the collaboration of solar cell manufacturers, recycling centers and development organizations and so on. When that system is performed, how to obtain the detailed data becomes an issue about the cost-performance and life cycle assessment (LCA).
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