Күн панельдерін жасау үшін қандай машиналар қолданылады?

Күн панельдері зауытына кіргенде, шикізатты дайын панельге айналдыратын бір үлкен машинаны көрмейсіз. Сіз көретін нәрсе - бір-бірімен байланысқан өндірістік желі, әр машина жұмыстың белгілі бір бөлігін орындайды: элементтерді кесу, оларды жіптерге дәнекерлеу, жіптерді орналастыру, модульді ламинациялау, жақтауды орнату және ақырында дайын панельді сынау.

Қағаз жүзінде бұл өте қарапайым көрінеді. Нақты өндірісте әрбір процесс келесіге әсер етеді. Төсеу кезіндегі кішкене орналасу қатесі ламинациядан кейін көпіршікке немесе туралау ақауына айналуы мүмкін. Нашар дәнекерлеу тігісі адам көзіне жақсы көрінуі мүмкін, бірақ EL тексеру кезінде қараңғы аймақ ретінде көрінеді.

Сондықтан жақсы күн панельдерін өндіру желісі кездейсоқ машиналар жиынтығы емес, бір теңдестірілген жүйе ретінде жұмыс істеуі керек.

Жабдықты қарастырмас бұрын, бір маңызды айырмашылықты атап өту керек.

Бұл мақала күн модульдерін өндіру желісітуралы — дайын күн элементтерін сатып алып, оларды күн панельдеріне жинайтын зауыт. Күн элементтерін кремний пластиналарынан өндіру ылғалды химиялық жабдықты, диффузиялық пештерді, PECVD немесе ALD жүйелерін, трафаретті принтерлерді, күйдіру пештерін және басқа да арнайы машиналарды қамтитын басқа процесс.

Сонымен, дайын күн панелін жасау үшін қандай машиналар қолданылады?

1. Күн элементтерін тексеру және сұрыптау машинасы

Бір өндірістік партиядан алынған күн элементтері әрқашан электрлік тұрғыдан бірдей бола бермейді. Олардың ток күші, кернеуі және максималды қуаты аздап өзгеруі мүмкін. Егер электрлік сипаттамалары айтарлықтай ерекшеленетін элементтер бір жіпке қосылса, ең төмен өнімділіктегі элемент бүкіл жіптің шығысын шектеуі мүмкін.

Күн элементінің тестері келесі параметрлерді өлшейді:

• Ашық тізбек кернеуі

• Қысқа тұйықталу тогы

• Максималды қуат

• Элементтің ПӘК-і

• I-V қисығы сипаттамалары

Сұрыптау жүйесі содан кейін ұқсас өнімділігі бар элементтерді топтайды.

Кейбір өндірістік желілер элементтерді дәнекерлеу процесіне енгізбес бұрын шеткі чиптерді, жасырын жарықтарды, ластануды және электрлік белсенді емес аймақтарды анықтау үшін автоматты оптикалық тексеруді немесе элемент деңгейіндегі EL тексеруді де пайдаланады.

Бұл кішкентай қадам сияқты көрінуі мүмкін, бірақ дәл сұрыптау электрлік сәйкессіздікті азайтуға және дайын модульдердің біркелкілігін жақсартуға көмектеседі.

2. Күн элементтерін лазерлік кесу машинасы

Қазіргі заманғы күн модульдерінің көпшілігі жартылай кесілген элементтерді пайдаланады. Шингл және басқа арнайы модуль конструкциялары одан да кішірек элемент бөліктерін пайдалануы мүмкін. Бұл жағдайларда толық өлшемді күн элементтерін дәнекерлеу алдында бөлу керек.

Күн элементтерін лазерлік кесу машинасы элементтерді жоғары дәлдікпен сызып, бөледі. Модуль конструкциясына байланысты ол элементтерді жарты, үштен бір немесе одан да кіші бөліктерге кесуі мүмкін.

Екі кең таралған кесу әдісі қолданылады:

• Дәстүрлі лазерлік сызу, содан кейін механикалық сындыру

• Механикалық және термиялық кернеуді азайтуға арналған бұзбайтын лазерлік кесу

Элементтер жұқарып, үлкейген сайын бұзбайтын кесу маңыздырақ болады. Кесу кезінде пайда болған микрожарықтар дәнекерлеу, ламинациялау, тасымалдау немесе ұзақ мерзімді ашық ауада жұмыс істеу кезінде кеңеюі мүмкін.

Егер зауыт тек толық элементті модульдерді шығарса, лазерлік кесу машинасы қажет болмауы мүмкін. Алайда, жартылай элементті және шингл модульдерін өндіру үшін бұл желінің негізгі бөлігі болып табылады.

3. Таббер-стрингер машинасы

Таббер-стрингер көбінесе күн панелін өндіру желісінің жүрегі болып саналады.

Оның негізгі міндеті - жеке элементтерге фотоэлектрлік таспаны дәнекерлеу және элементтерді тізбектей қосып, элементтер шоғырын құру. Заманауи машиналар әдетте таббинг пен стрингті бір автоматты процесте біріктіреді.

Таббер-стрингер әдетте келесілерді өңдейді:

• Элементтерді жүктеу және бөлу

• Элементтерді орналастыру

• Таспаны беру

• Флюс қолдану

• Дәнекерлеу

• Жолдарды туралау

• Жолдарды кесу және разрядтау

• Көзбен тексеру

Дұрыс жолдау әдісі ұяшық технологиясына байланысты.

PERC және TOPCon ұяшықтарын әдеттегі көп шиналы жолдағыштармен өңдеуге болады. HJT ұяшықтары төмен температуралы дәнекерлеуді қажет етуі мүмкін, себебі олар жылуға сезімтал. BC, IBC, ABC және HPBC ұяшықтары арнайы артқы контактілі дәнекерлеу жабдығын қажет етеді, себебі олардың оң және теріс контактілері артқы жағында орналасқан.

Сондықтан жолдағышты таңдау ұяшық өлшеміне, шина дизайнына, таспа түріне, дәнекерлеу температурасына және модуль құрылымына негізделуі керек, тек сағатына өңделетін ұяшықтар санына емес.

4. Жолдық EL тексеру

Жолдық EL тексеру әдетте таббер-жолдағышқа біріктірілген қосымша функция болып табылады, толық бөлек машина емес.

Іс жүзінде көптеген өндірушілер бұл опцияны таңдайды, әсіресе TOPCon, HJT немесе BC ұяшықтары бар модульдерді шығарғанда. Бұл ұяшық технологияларында әлсіз дәнекерлеу қосылыстарын, жасырын жарықтарды және электрлік белсенді емес аймақтарды қарапайым көзбен тексеру арқылы анықтау қиын.

Жолдық EL тексеру дәнекерлеуден кейін бірден жолды тексереді. Қосылған ұяшықтарға ток беріледі, ал инфрақызыл сезімтал камера электролюминесценция кескінін түсіреді. Жарықтар, үзілген аймақтар және нашар электр қосылыстары қалыпты емес қараңғы аймақтар ретінде көрінеді.

Бұл ақаулы жолдарды жинау және ламинациялау алдында алып тастауға мүмкіндік береді, өйткені жөндеу немесе ауыстыру әлі де салыстырмалы түрде оңай.

Автономды жолдық EL тестері әлі де сынама алу, қайта тексеру немесе зертханалық талдау үшін пайдаланылуы мүмкін, бірақ жолдағышта EL тексеру болса, ол бөлек өндірістік станция ретінде қажет емес.

5. Күн шынысын тиеу және тексеру жабдығы

Қазіргі заманғы модуль зауыттарына жеткізілетін күн шынысы әдетте шыны өндірушісімен жуылады және дайындалады. Осы себепті стандартты күн панелі өндіріс желісінде арнайы шыны жуу машинасы әдетте қажет емес.

Автоматты шыны тиегіш дайындалған шыныны конвейерге орналастырады. EVA немесе POE төселмес бұрын, шыны келесілерге тексеріледі:

• Шаң және беттік ластану

• Сызаттар

• Шеткі зақымдар

• Шыны сынықтары

• Жабын ақаулары

• Дұрыс емес өлшемдер

Алдыңғы шыны модуль қабатының негізін құрайды, сондықтан оның орны келесі материалдарды төсеу және ұяшықтарды орналастыру процестері кезінде тұрақты болуы керек.

6. EVA, POE және Backsheet кесу және төсеу машиналары

Құрастыру алдында инкапсулянт және артқы қабат материалдары дұрыс модуль өлшемдеріне кесілуі керек.

Автоматты кесу және төсеу машинасы келесі материалдарды дайындай алады:

• EVA пленкасы

• POE пленкасы

• TPT немесе басқа backsheetтер

• Оқшаулау жолақтары

• Шина оқшаулау материалдары

Кескеннен кейін машина инкапсулянтты шыныға автоматты түрде төсейді.

Шыны-шыны модульдері үшін полимер backsheet екінші шыны бөлігімен ауыстырылады. Желінің орналасуы, ламинатор және өңдеу жабдығы қосымша салмақ пен әртүрлі модуль құрылымына арналған болуы керек.

Шағын зауыттар EVA және backsheet материалдарын қолмен кесуі мүмкін. Өндіріс қуаты артқан сайын автоматты кесу және төсеу құнды болады, себебі ол өлшемдік дәйектілікті жақсартады және материал қалдықтарын азайтады.

7. Автоматты құрастыру машинасы

Автоматты құрастыру машинасы дайын ұяшық тізбектерін алып, оларды шыны мен инкапсулянтқа орналастырады.

Бұл дәлдік процесі. Тізбектер арасындағы қашықтық, ұяшықтардың туралануы және ұяшықтар мен шыны шеттері арасындағы қашықтық белгіленген төзімділіктерде болуы керек.

Нашар туралану дайын панельде байқалады, бірақ сыртқы түрі жалғыз мәселе емес. Дұрыс емес тізбек позициялары инкапсуляцияға, шеттік тығыздауға және модульдің ұзақ мерзімді сенімділігіне әсер етуі мүмкін.

Автоматты құрастыру машинасы әдетте келесілерді пайдаланады:

• Өнеркәсіптік роботтар немесе порталдық жүйелер

• Вакуумдық ұстағыштар

• Көру камералары

• Автоматты позицияны түзету

• Жолдар арасындағы қашықтықты басқару

• Шынының орнын анықтау

Кейбір өндірістік желілерде бөлек төсеу машинасы қолданылады. Басқалары жолдарды орналастыруды, төсеуді және шиналауды бір интеграцияланған блокта біріктіреді.

8. Шиналау машинасы

Жолдар орналастырылғаннан кейін оларды шина таспасымен электрлік қосу керек.

Автоматты шиналау машинасы модульдің электрлік схемасына сәйкес жол терминалдарын дәнекерлейді немесе дәнекерлейді. Ол сондай-ақ шина таспаларын автоматты түрде бүгу, кесу және орналастыруы мүмкін.

Жартылай элементті модульдер ерекше назар аударуды қажет етеді, себебі олардың жоғарғы және төменгі элемент бөліктері әдетте параллель қосылады. Шығару нүктесі әдетте панельдің жоғарғы жағында емес, ортасына жақын орналасады.

Шиналау процесі бақылауы керек:

• Шинаның орны

• Дәнекерлеу немесе дәнекерлеу температурасы

• Қосылымның беріктігі

• Таспаның пішіні

• Жолдар арасындағы қашықтық

• Шығару таспасының орны

Әлсіз шина қосылымы қуат жоғалтуына, шамадан тыс жергілікті қызуға немесе тізбектің толық істен шығуына әкелуі мүмкін.

Шағын жартылай автоматты желіде шиналауды дәнекерлеу құралдары мен орналастыру шаблондары арқылы қолмен аяқтауға болады. Жоғары өнімділікті зауыттар әдетте жақсырақ тұрақтылық пен өткізу қабілеті үшін автоматты шиналау машиналарын пайдаланады.

9. Ламинацияға дейінгі EL сынағы және визуалды тексеру

Ламинацияға дейін жиналған модуль визуалды тексеруден және EL сынағынан өтуі керек.

Бұл көптеген өндірістік ақауларды жөндеуге арналған соңғы практикалық мүмкіндік. Операторлар немесе автоматты тексеру жүйелері келесі мәселелерді тексереді:

• Жарылған элементтер

• Дұрыс орналаспаған жолдар

• Жетіспейтін таспалар

• Нашар шина қосылымдары

• Дұрыс емес шығару орындары

• Модуль ішіндегі ластану

• Бүктелген немесе ығысқан инкапсулянт

• Дұрыс емес артқы қабаттың орналасуы

Алдын ала ламинациялау EL тестері толық ұяшық тізбегінің электрлік күйін оны тұрақты түрде тығыздамас бұрын тексереді.

Ламинация тиімді түрде қайтымсыз. Егер ламинациядан кейін ақау табылса, жөндеу құны әлдеқайда жоғары, ал көп жағдайда бүкіл модульді жарамсыз деп тастауға тура келеді.

10. Күн панелін ламинациялау құрылғысы

Ламинатор шыныны, инкапсулянтты, күн ұяшықтарын және артқы қабатты немесе артқы шыныны бір берік құрылымға тығыздайды.

Ламинатор ішінде вакуум модуль жинағынан ауаны шығарады. Содан кейін жылу мен қысым EVA немесе POE-ны қатайтып, барлық қабаттарды біріктіреді.

Ламинация рецепті мыналарға байланысты:

• Инкапсулянт түрі

• Модуль өлшемі

• Шыны қалыңдығы

• Шыны-артқы қабат немесе шыны-шыны құрылымы

• Ұяшық технологиясы

• Материал жеткізушінің талаптары

Типтік ламинация циклі шамамен 10-20 минутқа созылуы мүмкін, бірақ нақты уақыт материалдар мен жабдыққа байланысты өзгереді.

Ламинатор көбінесе өндірістік желідегі ең баяу негізгі процесс болып табылады. Сондықтан зауытқа параллель жұмыс істейтін бірнеше ламинатор қажет болуы мүмкін.

Бұл өндірістік қуаттылықты есептеу кезінде маңызды нүкте. Егер ламинация бөлімі панельдерді бірдей жылдамдықпен өңдей алмаса, жылдамырақ стрингерлерді орнату соңғы модуль шығысын арттырмайды.

Ламинация сапасы адгезияға, электр оқшаулауына, ылғалға төзімділікке және модульдің күтілетін қызмет мерзіміне тікелей әсер етеді.

11. Кесу және ламинациядан кейінгі тексеру жабдығы

Ламинациядан кейін модуль шеттерінде артық EVA, POE немесе артқы қабат қалады. Бұл материалды жақтау алдында алып тастау керек.

Шағын желіде операторлар шеттерді қолмен кесуі мүмкін. Жоғары қуатты автоматты желі әдетте шеттерді кесу машинасын пайдаланады.

Ламинацияланған модуль келесілерге тексеріледі:

• Ауа көпіршіктері

• Қабаттардың ажырауы

• Инкапсулянттың асып кетуі

• Сызаттар

• Шынының зақымдануы

• Жасуша қозғалысы

• Жіптің ығысуы

• Ламинат ішіндегі ластану

Автоматты аудару қондырғылары модульдің екі жағын да қолмен көтермей-ақ тексеруді жеңілдетеді.

12. Рамканы желімдеу және жиектеу машинасы

Көптеген кәдімгі күн панельдері шыны жиектерін қорғау және тасымалдау мен орнату кезінде механикалық қолдау көрсету үшін алюминий рамкасын пайдаланады.

Жиектеу бөлімі мыналарды қамтуы мүмкін:

• Автоматты рамка желімдеу машинасы

• Алюминий рамкасын тиеу жүйесі

• Бұрыштық кілт салу жабдығы

• Рамка құрастыру машинасы

• Пневматикалық немесе гидравликалық жиектеу машинасы

• Рамка тесу жабдығы

Төрт рамка бөлігі ламинатталған модульдің айналасына басылғанға дейін алюминий профильдерінің ішіне герметик жағылады.

Дайын рамка төртбұрышты, берік және дұрыс тығыздалған болуы керек. Жиектеу ақауларына бос бұрыштар, герметиктің жеткіліксіздігі, герметиктің артық болуы, сызаттар және рамка өлшемдерінің дұрыс еместігі жатады.

Рамкасыз шыны-шыны модульдер өнім дизайнына байланысты бұл процесті қажет етпеуі мүмкін.

13. Қосылыс жәшігін орнату машиналары

Қосылыс жәшігі жасуша тізбегінен электр шығысын жинайды және модуль мен сыртқы күн жүйесі арасындағы байланысты қамтамасыз етеді.

Қосылыс жәшігі процесі мыналарды қамтуы мүмкін:

• Қосылыс жәшігін орналастыру

• Силикон немесе желім беру

• Шығару таспасын дәнекерлеу

• Автоматты терминал дәнекерлеу

• AB желімін толтыру

• Құю

• Кабель мен қосқышты тексеру

Қосылыс қорапшасын дәнекерлеу машинасы модульдің шығыс таспаларын қосылыс қорапшасының терминалдарына қосады. Содан кейін диспенсерлеу немесе құю машинасы электр қосылыстарын ылғалдан, қозғалыстан және коррозиядан қорғау үшін герметик немесе толтырғыш материалды жағады.

Желім мен құю материалы соңғы сынақтан және ораудан бұрын жеткілікті кептіру уақытын алуы керек.

14. Соңғы EL сынаушы

Екінші EL сынағы әдетте ламинациядан немесе модульдің соңғы құрастырылуынан кейін орындалады.

Бұл сынақ қажет, себебі ламинация, кесу, жақтау немесе материалды өңдеу кезінде жаңа микрожарықтар пайда болуы мүмкін.

Соңғы EL кескін көрсете алады:

• Ұяшық микрожарықтары

• Сынған ұяшықтар

• Ажыратылған саусақтар

• Нашар дәнекерлеу қосылыстары

• Сынған шиналар

• Электрлік белсенді емес аймақтар

• Тізбек үзілістері

Автоматты кескін талдау бағдарламалық жасақтамасы ақауларды жіктеуге көмектеседі, бірақ өндірушіге әлі де нақты қабылдау стандарттары қажет. Жүйе қандай ақаулардың қолайлы екенін, қайсысын қайта өңдеуді қажет ететінін және қайсысын қабылдамауға әкелетінін анықтауы керек.

15. Күн симуляторы және I-V сынаушы

Күн симуляторы, сондай-ақ жарқыл сынаушы немесе I-V сынаушы ретінде белгілі, дайын күн панелінің электрлік өнімділігін бақыланатын жарықтандыру кезінде өлшейді.

Сынаушы келесі параметрлерді жазады:

• Максималды қуат

• Ашық тізбек кернеуі

• Қысқа тұйықталу тогы

• Жұмыс кернеуі

• Жұмыс тогы

• Толтыру коэффициенті

• Модуль тиімділігі

• Толық I-V қисығы

Өлшенген қуат панельді сұрыптау және оның атаулық тақтасын немесе өндірістік жапсырмасын жасау үшін қолданылады.

Күн симуляторы сәйкес спектрлік сәйкестікке, жарық біркелкілігіне және тұрақтылығына ие болуы керек. Оның сынау жылдамдығы да желінің қалған бөлігінің өндірістік қуатына сәйкес келуі керек. Әйтпесе, дайын панельдер сынақ станциясының алдында жинала бастайды.

16. Қауіпсіздік сынау жабдығы

Электрлік шығыс - соңғы сапа бақылауының бір ғана бөлігі. Панель сонымен қатар электр қауіпсіздігіне сай болуы керек.

Қауіпсіздікті тексерудің жалпы жабдықтарына мыналар жатады:

• Hi-pot тестері

• Оқшаулау кедергісін өлшегіш

• Жерге тұйықтау үздіксіздігін тексергіш

• Ағып кету тогын өлшегіш

Hi-pot сынағы ішкі электр тізбегі мен модуль жақтауы арасында жоғары кернеу беру арқылы оқшаулау тұтастығын тексереді.

Жерге тұйықтау үздіксіздігін тексеру алюминий жақтау мен оның жерге тұйықтау нүктелері арасындағы электр байланысын өлшейді. Оқшаулау сынағы модульдің қауіпті ағып кету жолдарынсыз қауіпсіз жұмыс істей алатынын тексереді.

Бұл міндетті өндірістік сынақтар, қосымша сапа тексерулері емес.

17. Таңбалау, Сұрыптау және Орау желісі

Панель электр, қауіпсіздік, EL және көрнекі тексеруден өткеннен кейін, зауыт оның өнім жапсырмасын басып шығарады және соңғы сынақ нәтижелерін жазады.

Әрбір модуль әдетте бірегей сериялық нөмір алады. Автоматты желіде бұл нөмір MES немесе қадағалау жүйесіне қосылуы мүмкін.

Содан кейін зауыт дайын модульді келесі ақпаратқа дейін қадағалай алады:

• Күн батареяларының партиясы

• Стрингер өндіріс деректері

• EL суреттері

• Төсеу станциясы

• Ламинатор рецепті

• Жақтау станциясы

• I-V сынақ нәтижесі

• Қауіпсіздік сынағының нәтижесі

• Өндіріс күні мен ауысымы

Дайын модульдер қуат класы бойынша сұрыпталады, қорғаныс материалдарымен жиналады және тасымалдау үшін оралады.

Орау қарапайым процесс сияқты көрінуі мүмкін, бірақ дұрыс емес жинау немесе жеткіліксіз қорғау жақсы модульдерді жоба алаңына жеткенге дейін зақымдауы мүмкін.

Жартылай автоматты немесе толық автоматты?

Күн панелі зауыты әрқашан толық автоматтандыруды қажет етпейді.

Жартылай автоматты желілер пилоттық жобалар, аймақтық өндірушілер және төмен жоспарланған қуаттылығы бар зауыттар үшін жиі қолайлы. Операторлар шиналарды қосу, материалдарды дайындау, кесу, қосылыс қорабын орнату және визуалды тексеруді қолмен орындай алады.

Толық автоматты желілер роботтық өңдеуді, автоматты конвейерлерді, интеграцияланған тексеру жүйелерін, өндірістік буферлерді және деректердің қадағалануын қосады. Олар жоғары өткізу қабілетін және неғұрлым тұрақты процесті басқаруды қамтамасыз етеді, бірақ сонымен қатар күшті техникалық қызмет көрсету мүмкіндігін және жақсы өндірістік менеджментті талап етеді.

Автоматтандырудың дұрыс деңгейі келесіге байланысты:

• Жоспарланған жылдық қуаттылық

• Модуль дизайны

• Ұяшық технологиясы

• Қолжетімді инвестиция

• Жергілікті еңбек жағдайлары

• Өнім сапасына қойылатын талаптар

• Болашақ кеңейту жоспарлары

Әрбір машинаны бөлек таңдамаңыз

Ең үлкен машина әрқашан ең маңызды машина емес, ал ең жылдам машина автоматты түрде ең жылдам өндірістік желіні жасамайды.

Қуаттылық ұяшықтарды кесу, сымдарды тарту, төсеу, шиналарды қосу, ламинациялау, жақтау, қосылыс қорабын орнату және соңғы сынау бойынша теңгерілуі керек.

Зауыт сонымен қатар келесі қосалқы жүйелерді қажет етеді:

• Автоматты конвейерлер

• Өндірістік буферлер

• Ауа компрессорлары

• Вакуумдық жүйелер

• Чиллерлер

• Материалдарды сақтау

• MES және қадағалау бағдарламалық қамтамасыз ету

• Техникалық қызмет көрсету алаңы

• Сапаны бақылау аймақтары

Модуль дизайны жабдықты таңдамас бұрын расталуы керек. Дәстүрлі PERC толық ұяшықты модульдерге арналған желі бірнеше машиналарды өзгертпей, үлкен форматты TOPCon жартылай ұяшықтарға, HJT модульдеріне, BC ұяшықтарына немесе ауыр шыны-шыны панельдерге жарамсыз болуы мүмкін.

Сондықтан шынайы зауыт жоспары мақсатты модуль сипаттамасынан және жылдық өндірістік қуаттылықтан басталуы керек. Машиналардың соңғы тізімі осыдан кейін келеді.

Біздің көзқарасымыз қарапайым: сенімді күн зауыты - бұл әсерлі машиналар үйіндісі емес, теңдестірілген өндірістік жүйе, және Ooitech 5 МВт-тан 1.2 ГВт-қа дейінгі толық жартылай автоматты және толық автоматты күн панельдері өндіріс желілерін, зауыт орналасу жобасын, орнатуды, оқытуды, шикізатты қолдауды және жаһандық сатудан кейінгі қызмет көрсетуді ұсына алады.