태양광 및 태양열(PV) 패널 재활용 공장

태양광 패널 재활용 공장 의 재활용 라인은 수명이 다한 태양광 패널에서 실리콘, 유리, 전선, 플라스틱, 알루미늄 등의 재료를 회수하고 재사용할 수 있도록 합니다.

첨단 산업 공정 덕분에 이 시스템은 태양광 패널의 구성 요소를 효율적으로 회수합니다. 각 모듈은 재활용 가능한 자원으로 분해될 수 있는데, 여기에는 약 15kg의 유리, 철강 산업용 실리콘 분말 1kg, 알루미늄 3.5kg, 플라스틱 300g, 그리고 구리 배선이 포함됩니다. 완전 자동화된 공정은 박리 기술을 사용하여 구성 요소를 정밀하게 분리하므로 수작업이 필요하지 않습니다.

스토커밀(Stokkermill)의 태양 광 패널 재활용 설비인 SOLAR 제품군은 패널 전체 무게의 최대 99%를 차지하는 재활용 재료의 품질을 향상시키는 동시에 수작업과 에너지 비용을 획기적으로 절감하는 것을 목표로 합니다. 특히, 모듈당 에너지 소비량은 1kWh를 넘지 않아 환경에 미치는 영향을 최소화하면서 높은 효율성을 보장합니다.

이러한 결과는 수년간의 연구 개발과 지속적인 기술 업데이트를 통해 얻어졌으며, 이를 통해 다결정, 단결정 및 비표준 크기의 패널까지 처리할 수 있게 되었습니다. 또한, 이 시스템은 비용이 많이 드는 알루미늄 프레임의 수동 제거 작업을 없애 생산성을 높이고 운영 비용을 절감합니다.

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                                                                            태양광 및 광전지 모듈에서 회수 가능한 재료

알류미늄

유리

규소

에바

구리

알루미늄 : 스토커밀 재활용 시스템은 알루미늄 프레임을 제거할 필요가 없어 패널 처리 시간을 획기적으로 단축합니다. 생산된 재료의 품질은 매우 우수합니다. 예를 들어, 알루미늄은 오염 물질이 없고 후속 야금 공정에 적합한 크기로 가공되어 바로 용광로에 투입할 수 있습니다. 또한, 이렇게 얻은 알루미늄 분획은 폐기물 최종 등급(End of Waste)으로 분류될 요건을 충족합니다. 재료 회수율은 극대화하고 에너지 소비는 최소화합니다.

재활용 알루미늄 18% 함유 – – – 30~70mm 프로파일 크기 *값은 1톤 기준입니다

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유리: 처리 공정을 통해 얻은 유리는 입자 크기와 품질이 다양합니다. 입자가 큰 유리는 매우 깨끗합니다. 입자가 작은 유리는 여전히 세라믹 산업에서 사용되며, 고품질 실리콘 강판 생산에 활용될 수 있습니다. 두 종류의 유리 모두 철 함량이 낮습니다.

재활용 유리 70% 함유 – – – 유리 크기 4-10mm *1톤 기준

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실리콘 : 실리콘 함량이 높고 은 및 기타 유가 금속의 흔적을 함유하는 폐기물 최종 분획물로, 화학적·물리적 공정을 통해 회수하기에 적합합니다. 또한 제철 첨가제, 세라믹 및 유리 원료, 연마재 및 내화물 구성 요소, 야금용 실리콘 또는 반도체 생산의 기본 재료로 사용됩니다.

8~10% 회수 실리콘 – – – 0.6mm 미만 실리콘 크기 *1톤 기준

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EVA: 고분자 지지 시트와 EVA(에틸렌 비닐 아세테이트) 성분은 공정 마지막 단계에서 회수됩니다. 이 성분들은 유리 및 기타 오염 물질이 거의 없으며 발열량이 우수합니다. 특수 용도의 경우, EVA 과립을 수 밀리미터 크기로 미세화할 수도 있습니다.

재활용 EVA 5% 함유 – 다양한 크기 *값은 1톤 기준입니다

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구리: 구리는 전략적 금속으로, 산업에서 가치가 높고 재활용이 용이합니다. 스토커밀은 태양광 패널 재활용 분야에서 20년 이상의 금속 분리 경험을 바탕으로, 전도성 물질 처리에 특화된 신뢰할 수 있는 장비와 기술을 활용합니다. 이를 통해 구리 회수율을 최적화하고 간단하고 효율적인 공정을 통해 고품질의 최종 재료를 얻을 수 있습니다.

구리 회수율 1.2% – – – *1톤 기준

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기타 성분: 금속 분말이 포함될 수 있으며, 그 구성은 처리되는 패널의 종류에 따라 다릅니다.

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에너지 효율 향상 및 배출량 감소 – 모듈당 1kWh 미만

재활용 과정에서 필수적인 측면 중 하나는 에너지 소비입니다. 종종 간과되지만, 에너지 소비는 제품 생산부터 수명 주기 종료까지 전반적인 에너지 균형과 환경적 영향을 결정하는 중요한 요소입니다. 복잡하고 에너지 집약적인 공정은 재활용의 생태적, 경제적 이점을 상쇄할 수 있습니다.

스토커밀은 모듈당 에너지 비용을 1kWh 미만, 즉 EU/미국 평균 관세를 기준으로 약 0.15유로(미화 0.20달러)까지 절감하는 솔루션을 개발했습니다. 이러한 성과는 고효율 장비와 정밀한 시스템 설계를 통해 성능을 극대화하고 소비를 최소화함으로써 가능해졌습니다.

대기 배출은 공정 분진 회수로 제한되어 환경으로의 확산을 방지하고 혁신적인 기술에 있어 어려울 수 있는 인허가 절차를 간소화합니다.

유연성과 맞춤 설정

스토커밀 시스템의 유연성은 생산성 및 처리 재료 유형 측면에서 최종 사용자의 특정 요구 사항을 충족하는 맞춤형 솔루션을 제공합니다. SOLAR 시리즈는 적절한 조정을 통해 태양광 패널뿐만 아니라 전자 재료, 알루미늄 프로파일 및 경량 스크랩까지 처리할 수 있도록 구성할 수 있습니다.

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스토커밀(Stokkermill) 태양광 패널 재활용 공정의 기술적 세부 사항

다음 섹션에서는 스토커밀 태양광 패널 재활용 라인의 운영 단계를 자세히 설명합니다.

이 공정은 기계적 박리, 금속 회수, 유리 가공 및 정밀 분리 기술을 통합하여 하류 재사용 또는 정제에 적합한 고부가가치 산출물을 얻습니다.

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1. 급여, 조제 및 투여

• 컨베이어 벨트를 통해 패널이 연속적으로 공급됩니다.

• 프레임 유무에 관계없이 모든 패널, 단면 및 양면 모듈, 손상된 모듈, 규격 미달의 PV 패널을 사용할 수 있습니다.

• 전기 접속함이 있는 경우 제거합니다.

• 제어식 투입 시스템을 통해 1차 파쇄기로 안정적이고 안전한 흐름을 보장합니다.

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2. 1차 크기 축소

2.1 1차 전단 파쇄기

• 태양광 모듈의 기계적 개방.

• HMS 박리에 적합한 재료로의 1차 부피 감소.

• 알루미늄 프레임의 부분적 또는 전체 제거.

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3. 1차 박리

3.1 HMS – 1차 박리 장치

• 유리-EVA-셀 샌드위치 구조의 완전 개방.

• 유리층의 선택적 파쇄.

• 금속(알루미늄, 구리 버스바)의 완전한 분리.

• 비철 알루미늄 프롤러를 직접 생산하여 용융 준비 완료(EoW).

• 1차 분획 생성:

o 거친 유리

고급 유리

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4. 공기역학적 분리

4.1 공기 분리기/진동 흡입 시스템

• 무거운 입자(유리)와 가벼운 입자(EVA, 미세 유리, 분진)를 분리합니다.

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5. 자기 분리

5.1 오버벨트 자석

• 잔류 철 물질 제거.

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6. 비철금속 및 실리콘 분리

6.1 MFS5000 – 미세 금속 분리기

• 미세 비철금속 입자(알루미늄 미분, 전도성 파편) 회수.

• 비금속 성분은 XRS 정제 과정을 거칩니다.

6.2 실리콘 분획 회수

• HMS 및 MFS 단계 동안, 파손된 태양광 전지에서 실리콘 성분이 방출됩니다.

• 미세한 유리 및 미세 고분자 입자가 혼합된 실리콘 분말 형태로 나타납니다.

• 특수 복구 프로세스를 위해 별도로 수집 및 관리할 수 있습니다.

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7. 정제 단계

7.1 XRS – 2차 박리 장치

• 유리/EVA 혼합물의 기계적 정제.

• 잔류 물질의 추가 방출.

7.2 진동 스크린

• 유리 입자 크기 분류.

7.3 밀도표

• 미세 유리 및 고분자 입자의 밀도 기반 분리.

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8. 여과 및 먼지 제거

8.1 외부 카트리지 필터 시스템

• 먼지 추출 및 수집.

• 통합 자동 청소 기능.

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9. 최종 출력 비율

• 폐기용 알루미늄 프로러, 용광로 바로 사용 가능

• 거친 유리

• 고급 유리

• EVA 분획

• 철 재료

• 잔류 미세 금속 (MFS5000 기준)

• 응고된 실리콘 분말

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프로세스 흐름 요약

투입 → 접합 상자 제거 → 1차 전단 → HMS 박리 → 공기 분리 → 자기 분리 → MFS5000 → 실리콘 분리 → XRS → 스크리닝 → 밀도표 → 여과 → 최종 출력 분획 (EoW 알루미늄 + 혼합 실리콘 분말 포함)

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이 워크플로는 알루미늄, 유리, 실리콘 및 비철금속의 회수율을 극대화하여 미국 지속가능성 기준, EPA 요구 사항, 그리고 캘리포니아, 뉴욕, 뉴저지, 워싱턴과 같은 주에서 시행될 예정인 태양광 재활용 의무화에 완벽하게 부합하는 고효율 산업 공정을 보장합니다.

이 시스템은 높은 처리량, 낮은 운영 비용, 그리고 미국 전역에서 증가하는 태양광 발전 재활용 인프라 수요에 부응하도록 설계되었습니다.

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