• 자원리싸이클링
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• 제29권4호
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• pp.15-30
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• 2020

최근에 태양광 발전 시설이 급격히 증가됨에 따라 사용 후 태양광 모듈의 발생량이 급증할 것으로 예상된다. 태양광 폐 모듈의 리싸이클링은 일부 국가에서 시도하고 있지만, 경제성이 확보된 실용화 기술의 부재로 폐 모듈이 방치 및 폐기되어, 환경오염은 물론 유가자원 회수 측면에서도 많은 문제를 야기시키고 있으므로 대책 마련이 시급하다. 이와 같은 현실에 비추어 본 기술개발에서는 폐 모듈의 성능검사, 알루미늄 프레임 해체, 강화유리의 파분쇄 및 박리, back sheet 및 EVA의 분리 제거, 유가금속의 침출과 침전 회수 및 폐액 처리의 기반 기술을 확립한 다음, 이를 기초로 대단위 처리 시설을 설계 제작 및 운전함으로써 실용화기술을 확립하였다. 본 연구에서는 대단위 시험을 통하여 1 ton/day 규모의 폐 모듈 처리의 최적 조건을 확립한 다음, 얻어진 자료를 근거로 경제성 검토를 실시하였다. 프레임 해체 및 강화유리 박리 공정까지는 경제성이 있었으나, 유가금속 회수를 포함한 전체 공정을 포함하면 생산자 책임(EPR) 제도의 시행에 따른 재활용 분담금의 지원이 이루어지지 않는 한 경제성이 박약하였다. 향후 태양광 폐 모듈의 수거, 재사용 인증기준, 철거비 부담, 효율적인 처리 기술 확보, 관련 법규제정 및 EPR 제도 등의 문제가 해결된다면, 경제성 확보가 용이하여 상용화가 가능할 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권5호
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• pp.19-29
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• 2019

최근에 들어 태양광 발전의 시설용량이 급격히 증가되고 기 설치된 태양광 패널의 수명이 다하여 폐기될 모듈의 양이 점점 많아짐에 따라, 이에 대한 처리가 환경문제 해결뿐만 아니라 유가물질의 회수차원에서도 크나큰 관심을 받고 있다. 사용 후 태양광 모듈의 처리 공정은 대부분 알루미늄 프레임의 해체, 강화유리의 분리 회수, 실리콘 웨이퍼에 부착된 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)의 제거 및 태양광 셀 중에 함유된 유가금속의 회수 등으로 구성되어 있다. 전술한 태양광 폐모듈의 리싸이클링 기술들을 치밀하게 검토한 다음, 물질 선별기술을 포함한 효과적인 처리 기술을 제시하였다. 그리고 리싸이클링 산업의 활성화를 위해서 필수적인 생산자 책임제도의 시행을 비롯한 종합적인 의견을 제안하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권5호
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• pp.52-58
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• 2022

태양광 폐실리콘 웨이퍼에서 회수한 실리콘과 카본블랙을 활용하여 탄화규소 분말을 제조하였다. 태양광 발전시장에서 결정질 실리콘 모듈이 90% 이상을 차지한다. 태양광 모듈의 사용기한이 도래함에 따라 환경과 경제적인 측면에서 실리콘을 회수하고 활용하는 기술은 매우 중요하다. 본 연구에서는 태양광 폐패널에서 회수한 실리콘을 탄화규소 원료로 활용하기 위하여, 순도 95.74% 폐실리콘 웨이퍼로부터 정제과정을 거쳐 99.99% 실리콘 분말을 회수하였다. 탄화규소 분말 합성특성을 살펴보기 위하여, 정제된 99.99% 실리콘 분말과 탄소분말을 혼합한 후, Ar 분위기에서 열처리(1,300℃, 1,400℃, 1,500℃)과정을 수행하였다. 실리콘과 탄화규소 분말의 특성을 입도분포, XRD, SEM, ICP, FT-IR 및 Raman 분석기를 사용하여 분석하였다.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.203-209
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• 2022

본 연구에서는 태양광 폐모듈 해체과정에서 회수한 실리콘을 재활용하여 기계구조용 메커니컬 실을 제조하는 공정에 대해 전과정평가 방법에 의한 환경성평가를 수행하였다. 재활용 실리콘은 고순도 정제 후 탄소와 반응시켜 β-SiC 입자로 합성하고 압축 성형, 소결 및 열처리를 거쳐 제품을 생산한다. 현장 데이터 수집 및 환경부 LCI DB를 활용하여 각 단계별로 자원고갈, 산성화, 부영양화, 지구온난화, 오존층파괴, 광화학산화물 등 6개 영역의 환경영향을 산정하였다. 영향범주 별 환경영향은 지구온난화 45 kg CO₂, 광화학산화물 2.23 kg C₂H₄으로 크게 나타났으며 가중화 분석결과 광화학산화물, 자원고갈 및 지구온난화에 의한 환경영향이 98.7%로 높은 기여도를 차지하였다. 원료 실리콘과 탄소를 미분쇄 혼합하는 습식공정과 β-SiC 과립화 공정이 주요한 환경영향 유발요인이므로 건식공정으로 전환 및 대기 배출되는 용매는 회수하여 재이용하는 시스템으로 개선이 필요하다. 폐모듈 실리콘의 재활용에 의해 자원고갈의 영향은 53.9%, 지구온난화는 60.7% 감소하며 가중화 결과 전체적인 환경영향이 27% 감소하는 것으로 분석되어 폐모듈 재활용은 자원절약과 탄소중립 실현의 주요 수단이 될 수 있음을 LCA 분석으로 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권2호
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• pp.69-77
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• 2020

최근 급격히 증가하는 생산량과 설치로 태양광모듈의 재활용이 주요 이슈가 되고 있다. 연구 결과에 따르면, 폐 태양광모듈의 양은 2030년에는 약 8600톤에 달할 것으로 예상되며, 결정질 실리콘 태양광 모듈은 그 가운데 약 90%에 달할 것으로 예상하고 있다. 결정질 실리콘 태양광 모듈은 중량비로 약 1.3%의 태양광 리본을 함유하며, 이 태양광 리본은 태양광 모듈에 함유된 대다수의 납, 주석, 구리를 포함하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구는 태양광 리본으로부터 유가금속을 분리하고자 시도되었다. 샘플 분석 결과 태양광 리본은 약 82.1% 구리, 8.9% 주석, 5.2% 납, 그리고 3.1% 은을 포함하는 것으로 확인되었다. 침출 실험은 3M 염산을 사용하였고, 침출 된 은 이온은 염화은의 할로겐 화합물로 회수되었다. 구리의 경우, Lix984N을 이용해 납과 주석으로부터 분리되었고, 3M의 황산을 이용해 스트리핑 되었다. 한편, 최적 조건하에서 구리 침출 효율은 약 99.64%이었다. 납과 주석의 경우, 수소이온 농도 조절을 통해 분리될 수 있었으며, 이 경우, 회수율은 약 99%이었다.

• Current Photovoltaic Research
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• 제8권1호
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• pp.39-43
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• 2020

In this study, we predict the generation of end-of-life photovoltaic modules when Feed in Tariff applied, in Republic of Korea. Based on the installation of photovoltaic modules, we prepared three different senarios in order to estimate the generation of end-of-life photovoltaic modules. The senarios are i) early worn-out, ii) mid worn-out and iii) late-worn out senario. We selected the mid worn-out senario to estimated the amount of end-of-life photovoltaic modules in this study. Establishment of the end-of-life module generation scenario predicted generation of end-of-life photovoltaic module, and forecasted generation amount of end-of-life module to which Feed in Tariff was applied in consideration of installed photovoltaic modules installed by Feed in Tariff support. The generation of Feed in Tariff-applied end-of-life modules increased from 2021 to 2025 compared to without Feed in Tariff, and since then, the Feed in Tariff-applied end-of-life modules were generated as waste modules during the relevant period (2021 ~ 2025).