Recycling von Photovoltaikmodulen

Projekt: Recycling von Altphotovoltaikmodulen

Allgemeine Parameter

• Glasrückgewinnung: ≥ 85–95 %, Reinheit ≥ 90 %
• Aluminiumentfernung: ≥ 99 %, Reinheit ≥ 98 %
• Rückgewinnung von Metallen (Kupfer): ≥ 95 %, Reinheit ≥ 95 %
• Kunststoffrückgewinnung: ≥ 95 %, Reinheit ≥ 90 %
• Siliziumrückgewinnung: über ≥ 95 %, als Gemisch mit Kunststoff- und Glaspulver u. Ä.; der Siliziumanteil beträgt ca. 45 %.

Vorteile

• Beladung und Handhabung der PV-Module mit Robotern ermöglichen den automatischen Betrieb der gesamten Linie. 4–6 Personen können die komplette Linie bedienen.
• Ein Bildverarbeitungssystem erkennt die äußeren Merkmale der Module und steuert das Entfernen der Anschlussdose und des Rahmens samt der zugehörigen Abläufe – die Anlage passt sich automatisch an verschiedene Modulformate an, manuelle Eingriffe werden reduziert.
• Das neue System zum Entfernen der Anschlussdosen deckt einen größeren Bereich ab: längs, quer, eine oder drei Kunststoffdosen werden automatisch erkannt, die Messerrichtung wird automatisch angepasst – ohne manuelle Eingriffe.
• Eigene Entwicklung mit zahlreichen Patenten. Der erste und einzige Anbieter einer vollautomatischen Recyclinglinie vom Entfernen der Anschlussdose über das Entfernen des Aluminiumrahmens und des Glases bis zur Trennung von Metallen und Nichtmetallen.
• Die Linie arbeitet mit physikalischer Trennung, ist mit Entstaubung ausgestattet und erhitzt die EVA-Folien nicht – das vermeidet schädliche Gase und Staubbelastung; sicher und zuverlässig.
• Entrahmungs- und Glasentfernungsmaschine werden von Servomotoren angetrieben und passen sich intelligent an verschiedene Modulgrößen an.

Parameter der Hauptmaschinen

1. Roboter-Beschickungssystem

Hauptfunktionen:

• Serienmäßig mit Estun-Roboter,
• mit doppelter Hubplattform,
• Beladung an zwei Stationen (der Gabelstapler im Bild dient nur der Darstellung),
• geeignet für Modullängen von 1000–2400 mm,
• Breiten von 800–1300 mm,
• Stapelhöhen von 30–2000 mm,
• ordentlich gestapelt, ohne Umreifung und ohne Verklebung,
• saubere PV-Module.
• Durchsatz: 60–120 Stück pro Stunde.
• Leistung: 16,95 kW.
• 8 Vakuumsauger und 7 Motoren.
• Druckluft: 0,6–0,8 MPa, Schlauchanschluss 12 mm.
• Die Spannung kann kundenspezifisch angepasst werden.
• Abmessungen: 8000 mm x 5040 mm x 4000 mm,
• Gewicht: 1,5 t.

2. 3D-Bildverarbeitung. Menge: 1 Satz

Hauptfunktionen:

Der 3D-Linienscanner erfasst exakt die Außenmaße des Moduls sowie Lage und Größe der Anschlussdose. Er eignet sich für Module mit einer Breite unter 1300 mm und einer Verformung von höchstens 30 mm; Modulfarbe und Umgebungslicht spielen keine Rolle.

• Durchsatz: 50–60 Stück pro Stunde,
• Leistung: 0,75 kW,
• Anzahl der Zylinder: 2,
• Anzahl der Motoren: 1,
• Druckluft: 0,6–0,8 MPa,
• Die Spannung kann kundenspezifisch angepasst werden,
• Abmessungen: 3055 mm x 1850 mm x 2900 mm,
• Gewicht: 0,5 t.

3. Maschine zum Entfernen der Anschlussdosen. Menge: 1 Satz

Hauptfunktionen:

Mit automatisch zentrierender Förderstrecke für Module von 1000–2400 mm Länge und 800–1300 mm Breite mit einer Oberflächenverformung bis 30 mm. Mit dem 3D-Scansystem wird die Kunststoffdose an der erkannten Position automatisch entfernt.

• Entfernungsrate der Anschlussdosen: 99 %,
• Leistung: 5,25 kW,
• Anzahl der Zylinder: 12,
• Anzahl der Motoren: 6,
• Spannung kundenspezifisch, z. B. 380 V, 50 Hz, 3 Phasen,
• Durchsatz: 40–80 Stück / Stunde (je nach Anzahl der Anschlussdosen leicht abweichend),
• Anzahl der Messer: 2,
• Abmessungen: 5800 mm x 2700 mm x 2400 mm, Gewicht 1,8 t (1,4 + 0,4),
• Druckluft: 0,6–0,8 MPa, Schlauchanschluss: 12 mm

4. Entrahmungsmaschine. Menge: 1 Satz

Hauptfunktionen: Mit automatisch zentrierender Förderstrecke für Module von 1000–2400 mm Länge und 800–1300 mm Breite mit einer Planverformung bis 30 mm. Nach Eingabe des Rahmenformats wird der umlaufende Aluminiumrahmen automatisch entfernt; die Maschine arbeitet im Verbund mit der gesamten Linie automatisch.

• Entrahmungsrate: 99 %,
• Leistung: 16 kW,
• 32 Zylinder und 8 Motoren,
• Druckluft: 0,6–0,8 MPa, Schlauchanschluss: 12 mm,
• Spannung kundenspezifisch, z. B. 380 V, 50 Hz, 3 Phasen,
• Durchsatz: 50–60 Stück / Stunde,
• Abmessungen: 6000 mm x 4850 mm x 2500 mm, Gewicht 5,27 t

5. Glasentfernungsmaschine. Menge: 1 Satz

Hauptfunktionen: Für flache, nicht gebogene Module mit 800–1300 mm Breite; Gummistreifen über 2,5 mm werden manuell entfernt. Das Modul läuft mittig, die Breite passt sich an unterschiedliche Formate an (mit 3D-Scan). Das Bruchglas wird über ein Förderband gesammelt und über ein dreilagiges Vibrationssieb klassiert. Am Ende der Maschine schneidet eine automatische Streifenschneidvorrichtung das Modul direkt in Streifen für die weitere Verarbeitung. Für die Entstaubung ist sie mit 36 Filterschläuchen ausgestattet und arbeitet im Verbund mit der gesamten Linie automatisch.

• Glasentfernungsrate: 85–95 %,
• Leistung: 30,5 kW,
• 12 Zylinder, 12 Motoren,
• Durchsatz: 60–70 Stück / Stunde.

6. Einwellen-Zerkleinerer. Menge: 1 Satz

Hauptfunktionen: Flache Module ohne Randwulst mit 800–1300 mm Breite werden mittig in die Zuführung gegeben und gleichmäßig in die Schneidkammer gefördert. Das gesamte Modul wird in Stücke unterschiedlicher Größe geschnitten; die Austragsgröße bestimmt das Sieb. Die Aufgabe ist mit einer Absaugung gegen Staub ausgestattet. Die Maschine arbeitet im Verbund mit der gesamten Linie automatisch.

• Leistung: 45 kW + 2,2 kW + 1,5 kW.
• 3 Motoren, zwei Getriebe, zwei Siebe.
• Spannung kundenspezifisch, z. B. 380 V, 50 Hz, 3 Phasen
• Durchsatz: 50–60 / Stunde.
• Messer: 48 Rotormesser, 2 Statormesser.
• Abmessungen: 3000 mm x 1600 mm x 2200 mm, Gewicht: 4,3 t.

7. Mühle. Menge: 1 Satz

Hauptfunktion: Das Modulmaterial wird erneut zerkleinert. Ein Gurtförderer (oder Becherwerk) führt das Material gleichmäßig in den Mühlenbunker und über einen Dosierer in die Mahlkammer. Die Mühle vermahlt die Stücke zu Partikeln; die Austragsgröße bestimmt das Rundschwingsieb. Die Maschine arbeitet im Verbund mit der gesamten Linie automatisch.

• Leistung: 75 kW + 5,5 kW + 1,5 kW + 0,75 kW + 0,12 kW,
• 3 Motoren, 1 Getriebe,
• Spannung kundenspezifisch, z. B. 380 V, 50 Hz, 3 Phasen,
• Durchsatz: 50–60 Stück / Stunde,
• Messer: 36 Rotormesser, 19 Statormesser.

8. Trennsysteme Modell S800-00 X-1500-00 L800-00*2 MC64*2. Menge: 1 Satz

Hauptfunktionen: Das zerkleinerte und gemahlene Material gelangt über eine Schnecke zum Dichtetrenntisch. Dieser fördert die schweren Metalle im Pulver nach vorn, wo sie am Metallauslass ausgetragen werden; das übrige Material gelangt in den Elektrostatik-Scheider, der die Restmetalle abtrennt. Ein Zyklonabscheider, verbunden mit Dichtetrenntisch und Elektrostatik-Scheider, sammelt den beim Betrieb entstehenden Staub. Die Abluft wird über Zyklon und Pulsjet-Filter gereinigt.

• Leistung Dichtetrenntisch: 3 kW + 3 kW + 3 kW
• Elektrostatik-Scheider: 3 kW + 3 kW + 1,5 kW + 0,12 kW
• Zyklonabscheider: 1,5 kW, Pulsjet-Filter: 7,5 kW + 1,5 kW
• Durchsatz: 50–60 Stück / Stunde

Prozessbeschreibung

1. Ein Roboter-Beschickungssystem legt die Altmodule auf den Förderer. Anschließend durchläuft das Modul einen 3D-Scanner; Größe und Position der Anschlussdose werden gespeichert, und die folgenden Maschinen stellen sich automatisch darauf ein, um Anschlussdose und Rahmen zu entfernen.
2. Die Anschlussdose wird von der entsprechenden Maschine automatisch entfernt. In diesem Schritt fallen die Anschlussdosen an – für deren weitere Verarbeitung und Verwertung können wir ebenfalls Lösungen und Maschinen liefern.
3. Die Entrahmungsmaschine entfernt den Aluminiumrahmen an allen vier Seiten. Das Aluminium kann direkt verkauft werden.
4. Danach werden die Modulplatten in die Glasentfernungsmaschine gefördert; die Entstaubung hält die Halle staubfrei. In diesem Schritt werden ca. 85–95 % des Glases entfernt und gesammelt.
5. Nach Entfernen von Rahmen, Anschlussdose und Glas werden die EVA- und Siliziumzellschichten im Einwellen-Zerkleinerer auf ca. 1–2 cm zerkleinert.
6. Anschließend wird das Material pneumatisch in die Mühle gefördert und zu Pulver vermahlen.
7. Das Pulver gelangt per Schnecke zum Windsichter/Dichtetrenntisch, wo Kupfer und Kunststoff erstmals getrennt werden; dabei werden 95 % des Kupfers gewonnen. Das restliche, mit Glas vermischte Siliziumpulver wird oben am Sichter vom Zyklon (Absaugsystem) erfasst – da es sehr fein ist, lässt es sich mit dem Zyklon abscheiden.
8. Der vom Dichtetrenntisch abgetrennte Kunststoff wird im Elektrostatik-Scheider erneut sortiert; so entstehen sauberer EVA-Mischkunststoff und eine kleine Menge Mischmetallpulver.
9. Alle Prozessschritte sind mit Pulsjet-Filtern ausgestattet, damit die Halle staubfrei bleibt. Da es sich um einen rein physikalischen Prozess handelt, entsteht lediglich Staub, der von den Filtern erfasst wird – sonstige Emissionen treten nicht auf.

Endprodukte