成果報告書詳細
管理番号20160000000065
タイトル平成22ー26年度成果報告書 太陽エネルギー技術研究開発 太陽光発電システム次世代高性能技術の開発 広域対象のPVシステム汎用リサイクル処理手法に関する研究開発(H22-H26)
公開日2016/5/20
報告書年度2010 - 2014
委託先名公益財団法人北九州産業学術推進機構
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約本研究では、大量廃棄が予想されるPVシステムのリサイクル処理手法の確立に向けて、低コストかつ各種モジュールに対応可能な(1)低コスト汎用リサイクル処理技術の基本技術を開発し、(2)LCA評価を行うと共に、リサイクル関連調査を実施し、広域的な回収法やリサイクル取り扱い規定の法制化や規制緩和等を含めた、(3)広域対象のPVシステム汎用リサイクル処理に必要な社会システムの提案を行い、以下の成果を得た。(1)低コスト汎用リサイクル処理技術の基本技術開発:現在製品として大量に普及している結晶Si系、薄膜Si系及びCIS系の全てのモジュールに対応できるようにするため、工程全体をアルミ枠解体、バックシート(以下BSと記載)除去、封止材(EVA)除去、CIS膜除去(CIS系処理に限る)の4工程に分けて、各プロセス装置を開発すると共に、各プロセス装置を連結しリサイクル処理システムとして機能させるためのリサイクルシステム制御装置を開発した。その結果、結晶Si、CIS系モジュールを其々約12MW、8MWの年間処理相当のスループットで処理可能な汎用一貫処理システムを開発した。その一貫処理システムを用い、合計約1500枚の連続処理試験を実施し、システム全体の信頼性・安定性・安全性評価を行い、各種モジュールのデータベースを構築すると共に、そのデータベースを基に、年間200MW処理時のコストを試算し、処理コスト目標の5円/Wを達成出来る見通しを得た。また破損モジュール処理に関し、結晶Si系は処理可能、CIS系では破損CISサーキット基板が処理可能であることを確認した。(2)LCA調査:リサイクルによる環境負荷削減効果の把握を目的に、廃棄PVモジュールの発生から再生材の生産までのLCA評価を、結晶Si系/薄膜Si系/CIS系モジュールに対して実施し、EVAの燃焼熱回収とガラス再生によりベースケースに対して、其々36/61/67(kg-CO2/kW)の削減効果があることを確認した。これらの結果からCO2削減に関しては、ガラスの再生とEVAの燃焼熱回収が重要であり、加えてガラスの再生は廃棄モジュールに起因する将来の埋立処分量を削減できることが分かった。(3)広域対象のPVシステム汎用リサイクル処理に必要な社会システムの調査・提案:九州全域から発生する廃棄PVモジュールの回収基本モデルを作成し、回収費用を試算した。回収費用は一次運搬費用(PV設置家屋から回収拠点まで)、回収拠点に於ける運用費、二次運搬費用(回収拠点からリサイクルプラントまで)から構成され、屋根からの撤去費用は含めないとした。その結果、各県に2カ所の回収拠点を設置した場合、約3600円/kWになることを把握した。また広域回収では広域認定制度等を活用した効率的な収集運搬が重要であり、広域回収に関する社会制度構築の検討を進める必要がある。
英文要約Title: Development on PV recycling system for some wide-area (FY2010-FY2014) Final Report

Aiming at establishment of a recycling system for PV modules which will be wasted in large amounts near future, we have performed(1)a development of low cost universal recycling system applicable to various types of PV modules, (2)LCA study and(3)study on a social system desired for the PV recycling and taking back in wide area taking into account deregulation of waste management as well as new regulations. Outline of the development and the studies are as follows.(1)Development of PV recycling system: Newly developed PV recycling system applicable to various types of PV modules commercially widespread like crystalline Si, thin-film Si and CIS are consists of four main processes, an aluminum-frame dismantling, a back-sheet removal, EVA resin burning and CIS layer scraping. A system controller has been developed to make those process machines work consistently and automatically from loading to recovering valuable materials. That leads to the development of PV consistent recycling system which can process waste modules of crystalline Si and CIS type at a corresponding annual throughput of 12MW and 8MW respectively. Using the consistent recycling system we have conducted experiments with totally about fifteen hundreds of waste modules to confirm the system performances such as reliability, stability and safety. It results that data bases for recycling each modules are build and prospect for capability of operating cost being the target of 5 JPY/W at 200MW annual throughput is obtained. We confirmed that the recycling system can also process broken crystalline Si modules and CIS substrate glasses.(2)LCA Study: Aiming at figuring out reduction effects of environment load by PV recycling, we evaluate waste treatment and recycling for three major kinds of PV modules, like polycrystalline Si, thin-film Si and CIS. The results show that CO2 emissions can be reduced by 36/61/67kg-CO2/kW respectively, assuming the glass recycling and the heat recovery from EVA combustion. Based on these results, we considered that the glass recycling and the thermal recycling from EVA combustion are important in terms of CO2 emissions reduction. In addition, the glass recycling will contribute to reduce future landfilled waste caused by waste modules.(3)Study on a social system desired for the universal PV recycling and taking back in wide area: We make a basic logistics model taking back waste modules from all over Kyusyu area and estimate the taking back cost consisting of primary transportation cost(from residence to collection points), operating cost at collection points and secondary transportation cost(from collection points to a recycling point), excluding dismantling cost from residential roof. As a result, it costs 3,600 JPY/kW assuming two collection points in each province. As for taking back system in wide area, effective taking back utilizing an integrated certified waste management system is important and we should examine creating a taking back social system.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る