Apakah Mesin Yang Digunakan untuk Membuat Panel Solar?

Masuk ke kilang panel suria dan anda tidak akan melihat satu mesin gergasi menukar bahan mentah kepada panel siap. Apa yang anda lihat sebenarnya adalah barisan pengeluaran yang bersambung, dengan setiap mesin mengendalikan bahagian tertentu kerja: memotong sel, menyoldernya menjadi rentetan, menyusun rentetan, melaminasi modul, memasang bingkai dan akhirnya menguji panel siap.

Ia kedengaran agak mudah di atas kertas. Dalam pengeluaran sebenar, setiap proses mempengaruhi proses seterusnya. Ralat kedudukan kecil semasa susun mungkin menjadi gelembung atau kecacatan penjajaran selepas laminasi. Sambungan pateri yang lemah mungkin kelihatan baik pada mata manusia tetapi muncul sebagai kawasan gelap semasa pemeriksaan EL.

Inilah sebabnya mengapa barisan pengeluaran panel suria yang baik mesti beroperasi sebagai satu sistem yang seimbang, bukannya sebagai koleksi mesin rawak.

Sebelum melihat peralatan, terdapat satu perbezaan penting.

Artikel ini adalah mengenai barisan pengeluaran modul suria—sebuah kilang yang membeli sel suria siap dan memasangnya menjadi panel suria. Pembuatan sel suria daripada wafer silikon adalah proses berbeza yang melibatkan peralatan kimia basah, relau resapan, sistem PECVD atau ALD, pencetak skrin, relau pembakaran dan mesin khusus lain.

Jadi, apakah mesin yang digunakan untuk membuat panel suria siap?

1. Mesin Penguji dan Penyusun Sel Suria

Sel suria daripada kumpulan pengeluaran yang sama tidak semestinya sama secara elektrik. Arus, voltan dan kuasa maksimumnya mungkin berbeza sedikit. Jika sel dengan ciri elektrik yang berbeza dengan ketara disambungkan dalam rentetan yang sama, sel yang berprestasi paling rendah boleh mengehadkan output keseluruhan rentetan.

Penguji sel solar mengukur parameter seperti:

• Voltan litar terbuka

• Arus litar pintas

• Kuasa maksimum

• Kecekapan sel

• Ciri-ciri lengkung I-V

Sistem pengasingan kemudian mengumpulkan sel dengan prestasi yang serupa.

Sesetengah barisan pengeluaran juga menggunakan pemeriksaan optik automatik atau pemeriksaan EL peringkat sel untuk mengenal pasti cip tepi, retak tersembunyi, pencemaran dan kawasan tidak aktif elektrik sebelum sel memasuki proses penyambungan.

Ia mungkin kelihatan seperti langkah kecil, tetapi pengasingan yang tepat membantu mengurangkan ketidakpadanan elektrik dan meningkatkan konsistensi modul siap.

2. Mesin Pemotong Laser Sel Solar

Kebanyakan modul solar moden menggunakan sel potong separuh. Reka bentuk modul shingled dan khas lain mungkin menggunakan bahagian sel yang lebih kecil. Dalam kes ini, sel solar bersaiz penuh mesti dibahagikan sebelum penyambungan.

Mesin pemotong laser sel solar menanda dan memisahkan sel dengan ketepatan tinggi. Bergantung pada reka bentuk modul, ia boleh memotong sel menjadi separuh, pertiga atau kepingan yang lebih kecil.

Dua kaedah pemotongan biasa digunakan:

• Penandaan laser konvensional diikuti dengan pemecahan mekanikal

• Pemotongan laser tanpa kerosakan yang direka untuk mengurangkan tekanan mekanikal dan haba

Pemotongan tanpa kerosakan menjadi semakin penting apabila sel menjadi lebih nipis dan lebih besar. Retak mikro yang tercipta semasa pemotongan mungkin merebak semasa penyambungan, laminasi, pengangkutan atau operasi luar jangka panjang.

Jika kilang hanya menghasilkan modul sel penuh, mesin pemotong laser mungkin tidak diperlukan. Walau bagaimanapun, untuk pengeluaran modul separuh sel dan shingled, ia adalah bahagian teras barisan.

3. Mesin Tabber Stringer

Tabber stringer sering dianggap sebagai jantung barisan pengeluaran panel solar.

Tugas utamanya adalah untuk memateri reben fotovoltaik ke sel individu dan menyambungkan sel secara bersiri untuk membentuk rentetan sel. Mesin moden biasanya menggabungkan kedua-dua proses tabbing dan stringing dalam satu proses automatik.

Tabber stringer biasanya mengendalikan:

• Pemuatan dan pengasingan sel

• Kedudukan sel

• Pemakanan reben

• Penggunaan fluks

• Pematerian

• Penjajaran rentetan

• Pemotongan dan pelepasan rentetan

• Pemeriksaan penglihatan

Kaedah penjajaran rentetan yang betul bergantung pada teknologi sel.

Sel PERC dan TOPCon secara amnya boleh diproses dengan mesin penjajaran rentetan multi-busbar konvensional. Sel HJT mungkin memerlukan pematerian suhu rendah kerana ia lebih sensitif terhadap haba. Sel BC, IBC, ABC dan HPBC memerlukan peralatan kimpalan sentuhan belakang khusus kerana sentuhan positif dan negatifnya terletak di bahagian belakang.

Oleh itu, pemilihan mesin penjajaran rentetan harus berdasarkan saiz sel, reka bentuk busbar, jenis reben, suhu pematerian dan struktur modul—bukan hanya pada angka sel-per-jam yang diiklankan.

4. Pemeriksaan EL Rentetan Sebaris

Pemeriksaan EL rentetan biasanya merupakan fungsi pilihan yang disepadukan ke dalam mesin penjajaran rentetan, bukan mesin yang berasingan sepenuhnya.

Dalam amalan, kebanyakan pengeluar memilih pilihan ini, terutamanya ketika menghasilkan modul dengan sel TOPCon, HJT atau BC. Dengan teknologi sel ini, sambungan pateri yang lemah, retakan tersembunyi dan kawasan tidak aktif elektrik sukar dikenal pasti melalui pemeriksaan visual biasa.

Pemeriksaan EL sebaris memeriksa rentetan sejurus selepas pematerian. Arus dikenakan pada sel yang disambungkan, dan kamera sensitif inframerah menangkap gambar electroluminescence. Retakan, kawasan terputus dan sambungan elektrik yang lemah muncul sebagai kawasan gelap yang tidak normal.

Ini membolehkan rentetan rosak dikeluarkan sebelum penyusunan dan laminasi, ketika pembaikan atau penggantian masih agak mudah.

Penguji EL rentetan luar talian mungkin masih digunakan untuk pensampelan, pemeriksaan semula atau analisis makmal, tetapi ia biasanya tidak diperlukan sebagai stesen pengeluaran berasingan apabila mesin penjajaran rentetan sudah termasuk pemeriksaan EL sebaris.

5. Peralatan Pemuatan dan Pemeriksaan Kaca Suria

Kaca suria yang dibekalkan ke kilang modul moden biasanya dibasuh dan disediakan oleh pengeluar kaca. Oleh sebab itu, mesin basuh kaca khusus biasanya tidak diperlukan dalam barisan pengeluaran panel suria standard.

Pemuat kaca automatik meletakkan kaca yang telah disediakan ke atas penghantar. Sebelum EVA atau POE diletakkan, kaca diperiksa untuk:

• Habuk dan pencemaran permukaan

• Calar

• Kerosakan tepi

• Serpihan kaca

• Kecacatan salutan

• Dimensi yang tidak betul

Kaca depan membentuk asas susunan modul, jadi kedudukannya mesti kekal stabil semasa proses peletakan bahan dan susunan sel seterusnya.

6. Mesin Pemotong dan Peletak EVA, POE dan Backsheet

Sebelum susunan, bahan enkapsulan dan lapisan belakang mesti dipotong mengikut dimensi modul yang betul.

Mesin pemotong dan peletak automatik boleh menyediakan bahan seperti:

• Filem EVA

• Filem POE

• TPT atau backsheet lain

• Jalur penebat

• Bahan pengasingan busbar

Selepas pemotongan, mesin meletakkan enkapsulan ke atas kaca secara automatik.

Untuk modul kaca-kaca, backsheet polimer digantikan dengan kepingan kaca kedua. Susun atur barisan, laminator dan peralatan pengendalian mesti direka untuk berat tambahan dan struktur modul yang berbeza.

Kilang kecil mungkin memotong bahan EVA dan backsheet secara manual. Pemotongan dan peletakan automatik menjadi lebih bernilai apabila kapasiti pengeluaran meningkat kerana ia meningkatkan konsistensi dimensi dan mengurangkan sisa bahan.

7. Mesin Susun Automatik

Mesin susun automatik mengambil rentetan sel yang telah siap dan meletakkannya di atas kaca dan enkapsulan.

Ini adalah proses ketepatan. Jarak rentetan, penjajaran sel dan jarak antara sel dengan tepi kaca mesti kekal dalam toleransi yang ditetapkan.

Penjajaran yang buruk mudah dikesan pada panel siap, tetapi penampilan bukan satu-satunya kebimbangan. Kedudukan rentetan yang salah juga boleh menjejaskan enkapsulasi, pengedap tepi dan kebolehpercayaan modul jangka panjang.

Mesin susun automatik biasanya menggunakan:

• Robot industri atau sistem gantri

• Pencengkam vakum

• Kamera penglihatan

• Pembetulan kedudukan automatik

• Kawalan jarak rentetan

• Pengesanan kedudukan kaca

Sesetengah barisan pengeluaran menggunakan mesin susun yang berasingan. Yang lain menggabungkan kedudukan rentetan, susun dan sambungan bas dalam satu unit bersepadu.

8. Mesin Sambungan Bas

Selepas rentetan diposisikan, ia mesti disambungkan secara elektrik dengan pita bas.

Mesin sambungan bas automatik mengimpal atau memateri terminal rentetan mengikut reka bentuk elektrik modul. Ia juga boleh membengkok, memotong dan memposisikan pita bas secara automatik.

Modul separuh sel memerlukan perhatian khusus kerana bahagian sel atas dan bawahnya biasanya disambung secara selari. Titik keluaran biasanya terletak berhampiran tengah panel dan bukannya di bahagian atas.

Proses sambungan bas mesti mengawal:

• Kedudukan pita bas

• Suhu kimpalan atau pematerian

• Kekuatan sambungan

• Bentuk pita

• Jarak rentetan

• Kedudukan pita keluaran

Sambungan bas yang lemah boleh menyebabkan kehilangan kuasa, pemanasan setempat yang berlebihan atau kegagalan litar sepenuhnya.

Pada barisan separa automatik kecil, sambungan bas boleh diselesaikan secara manual dengan alat pematerian dan templat kedudukan. Kilang berkapasiti tinggi biasanya menggunakan mesin sambungan bas automatik untuk konsistensi dan daya pemprosesan yang lebih baik.

9. Penguji EL Pra-Laminasi dan Pemeriksaan Visual

Sebelum laminasi, modul yang dipasang harus lulus pemeriksaan visual dan ujian EL.

Ini adalah peluang praktikal terakhir untuk membaiki banyak kecacatan pengeluaran. Pengendali atau sistem pemeriksaan automatik memeriksa masalah seperti:

• Sel retak

• Rentetan tidak sejajar

• Pita hilang

• Sambungan bas yang lemah

• Kedudukan keluaran tidak betul

• Kontaminasi di dalam modul

• Enkapsulan berkedut atau tersesar

• Peletakan kepingan belakang tidak betul

Penguji EL pra-laminasi memeriksa keadaan elektrik litar sel lengkap sebelum ia dimeterai secara kekal.

Laminasi secara efektif tidak boleh diterbalikkan. Jika kecacatan ditemui selepas laminasi, kos pembaikan jauh lebih tinggi, dan dalam banyak kes keseluruhan modul mesti dilupuskan.

10. Laminator Panel Suria

Laminator memeterai kaca, enkapsulan, sel suria dan lembaran belakang—atau kaca belakang—menjadi satu struktur yang tahan lama.

Di dalam laminator, vakum mengeluarkan udara terperangkap dari timbunan modul. Haba dan tekanan kemudiannya mematangkan EVA atau POE, mengikat semua lapisan bersama.

Resipi laminasi bergantung pada:

• Jenis enkapsulan

• Saiz modul

• Ketebalan kaca

• Struktur kaca-lembaran belakang atau kaca-kaca

• Teknologi sel

• Keperluan pembekal bahan

Kitaran laminasi biasa mungkin mengambil masa sekitar 10 hingga 20 minit, walaupun masa sebenar berbeza mengikut bahan dan peralatan.

Laminator selalunya merupakan proses utama paling perlahan dalam barisan pengeluaran. Oleh itu, sebuah kilang mungkin memerlukan beberapa laminator yang beroperasi secara selari.

Ini adalah perkara penting semasa mengira kapasiti pengeluaran. Memasang penyambung yang lebih pantas tidak akan meningkatkan output modul akhir jika bahagian laminasi tidak dapat memproses panel pada kadar yang sama.

Kualiti laminasi secara langsung mempengaruhi lekatan, penebat elektrik, rintangan kelembapan dan jangka hayat perkhidmatan modul yang dijangka.

11. Peralatan Pemotongan dan Pemeriksaan Selepas Laminasi

Selepas laminasi, lebihan EVA, POE atau lembaran belakang kekal di sekitar tepi modul. Bahan ini mesti dikeluarkan sebelum pemasangan bingkai.

Pada barisan kecil, pengendali boleh memotong tepi secara manual. Barisan automatik berkapasiti tinggi biasanya menggunakan mesin pemotong tepi.

Modul yang telah dilaminasi juga diperiksa untuk:

• Gelembung udara

• Delaminasi

• Limpahan enkapsulan

• Calar

• Kerosakan kaca

• Pergerakan sel

• Sesaran tali

• Kontaminasi di dalam lamina

Unit pusingan automatik memudahkan pemeriksaan kedua-dua belah modul tanpa perlu mengangkat secara manual.

12. Mesin Pelekat dan Pembingkai Bingkai

Kebanyakan panel solar konvensional menggunakan bingkai aluminium untuk melindungi tepi kaca dan memberikan sokongan mekanikal semasa pengangkutan dan pemasangan.

Bahagian pembingkaian mungkin termasuk:

• Mesin pelekat bingkai automatik

• Sistem pemuatan bingkai aluminium

• Peralatan pemasangan kunci sudut

• Mesin pemasangan bingkai

• Mesin pembingkaian pneumatik atau hidraulik

• Peralatan tebuk bingkai

Pengedap digunakan di dalam profil aluminium sebelum empat bahagian bingkai ditekan di sekeliling modul berlaminasi.

Bingkai siap mestilah segi empat sama, selamat dan tertutup rapat. Kecacatan bingkai biasa termasuk sudut longgar, pengedap tidak mencukupi, pengedap berlebihan, calar dan dimensi bingkai yang salah.

Modul kaca-kaca tanpa bingkai mungkin tidak memerlukan proses ini, bergantung pada reka bentuk produk.

13. Mesin Pemasangan Kotak Simpang

Kotak simpang mengumpul output elektrik dari litar sel dan menyediakan sambungan antara modul dan sistem PV luaran.

Proses kotak simpang mungkin termasuk:

• Kedudukan kotak simpang

• Penggunaan silikon atau pelekat

• Pematerian reben plumbum

• Kimpalan terminal automatik

• Pengisian gam AB

• Penuangan

• Pemeriksaan kabel dan penyambung

Mesin pematerian kotak simpang menyambungkan pita plumbum modul ke terminal kotak simpang. Mesin pendispensan atau pembancuh kemudiannya menggunakan bahan pengedap atau pengisi untuk melindungi sambungan elektrik daripada kelembapan, pergerakan dan kakisan.

Bahan pelekat dan pengisi mesti mendapat masa pengawetan yang mencukupi sebelum ujian akhir dan pembungkusan.

14. Penguji EL Akhir

Ujian EL kedua biasanya dilakukan selepas laminasi atau pemasangan modul akhir.

Ujian ini perlu kerana retakan mikro baru mungkin diperkenalkan semasa laminasi, pemotongan, pemasangan bingkai atau pengendalian bahan.

Imej EL akhir boleh mendedahkan:

• Retakan mikro sel

• Sel pecah

• Jari terputus

• Sambungan pateri lemah

• Busbar pecah

• Kawasan tidak aktif elektrik

• Gangguan rentetan

Perisian analisis imej automatik boleh membantu mengklasifikasikan kecacatan, tetapi pengilang masih memerlukan piawaian penerimaan yang jelas. Sistem mesti menentukan kecacatan mana yang boleh diterima, mana yang memerlukan kerja semula dan mana yang mengakibatkan penolakan.

15. Simulator Suria dan Penguji I-V

Simulator suria, juga dikenali sebagai penguji kilat atau penguji I-V, mengukur prestasi elektrik panel solar siap di bawah pencahayaan terkawal.

Penguji merekodkan parameter termasuk:

• Kuasa maksimum

• Voltan litar terbuka

• Arus litar pintas

• Voltan operasi

• Arus operasi

• Faktor isian

• Kecekapan modul

• Lengkung I-V lengkap

Kuasa yang diukur digunakan untuk menggred panel dan menghasilkan label nama atau pengeluarannya.

Simulator suria harus mempunyai padanan spektrum, keseragaman cahaya dan kestabilan yang sesuai. Kelajuan ujiannya juga mesti sepadan dengan kapasiti pengeluaran barisan yang lain. Jika tidak, panel siap akan mula terkumpul di hadapan stesen ujian.

16. Peralatan Ujian Keselamatan

Keluaran elektrik hanyalah satu bahagian kawalan kualiti akhir. Panel juga mesti selamat dari segi elektrik.

Peralatan ujian keselamatan biasa termasuk:

• Penguji hi-pot

• Penguji rintangan penebat

• Penguji kesinambungan bumi

• Penguji arus bocor

Ujian hi-pot menggunakan voltan tinggi antara litar elektrik dalaman dan bingkai modul untuk mengesahkan integriti penebat.

Ujian kesinambungan bumi mengukur sambungan elektrik antara bingkai aluminium dan titik pembumiannya. Ujian penebat memeriksa sama ada modul boleh beroperasi dengan selamat tanpa laluan kebocoran berbahaya.

Ini adalah ujian pengeluaran penting, bukan pemeriksaan kualiti pilihan.

17. Talian Pelabelan, Pengasingan dan Pembungkusan

Selepas panel lulus pemeriksaan elektrik, keselamatan, EL dan visual, kilang mencetak label produknya dan merekodkan keputusan ujian akhir.

Setiap modul biasanya menerima nombor siri unik. Pada talian automatik, nombor ini boleh disambungkan ke sistem MES atau kebolehkesanan.

Kilang kemudian boleh mengesan modul siap kembali kepada maklumat seperti:

• Kumpulan sel suria

• Data pengeluaran stringer

• Imej EL

• Stesen layup

• Resipi laminator

• Stesen pembingkaian

• Keputusan ujian I-V

• Keputusan ujian keselamatan

• Tarikh dan syif pengeluaran

Modul siap diisih mengikut kelas kuasa, disusun dengan bahan pelindung dan dibungkus untuk pengangkutan.

Pembungkusan mungkin kelihatan seperti proses yang mudah, tetapi penyusunan yang salah atau perlindungan yang tidak mencukupi boleh merosakkan modul yang baik sebelum ia sampai ke tapak projek.

Separa Automatik atau Automatik Sepenuhnya?

Kilang panel solar tidak semestinya memerlukan automasi penuh.

Barisan separa automatik sering sesuai untuk projek perintis, pengeluar serantau dan kilang dengan kapasiti terancang yang lebih rendah. Pengendali boleh mengendalikan bussing, penyediaan bahan, pemangkasan, pemasangan kotak simpang dan pemeriksaan visual secara manual.

Barisan automatik sepenuhnya menambah pengendalian robotik, penghantar automatik, sistem pemeriksaan bersepadu, penimbal pengeluaran dan kebolehkesanan data. Ia memberikan daya pemprosesan yang lebih tinggi dan kawalan proses yang lebih konsisten, tetapi ia juga memerlukan keupayaan penyelenggaraan yang lebih kuat dan pengurusan pengeluaran yang lebih baik.

Tahap automasi yang betul bergantung kepada:

• Kapasiti tahunan yang dirancang

• Reka bentuk modul

• Teknologi sel

• Pelaburan yang tersedia

• Keadaan buruh tempatan

• Keperluan kualiti produk

• Pelan pengembangan masa depan

Jangan Pilih Setiap Mesin Secara Berasingan

Mesin terbesar bukanlah mesin yang paling penting, dan mesin terpantas tidak secara automatik menghasilkan barisan pengeluaran terpantas.

Kapasiti mesti seimbang merentasi pemotongan sel, penyusunan tali, pelapisan, bussing, laminasi, pembingkaian, pemasangan kotak simpang dan ujian akhir.

Kilang juga memerlukan sistem sokongan seperti:

• Penghantar automatik

• Penimbal pengeluaran

• Pemampat udara

• Sistem vakum

• Pendingin

• Penyimpanan bahan

• Perisian MES dan kebolehkesanan

• Ruang penyelenggaraan

• Kawasan kawalan kualiti

Reka bentuk modul mesti disahkan sebelum memilih peralatan. Barisan yang direka untuk modul sel penuh PERC konvensional mungkin tidak sesuai untuk sel separuh TOPCon format besar, modul HJT, sel BC atau panel kaca-kaca berat tanpa menukar beberapa mesin.

Oleh itu, pelan kilang yang realistik harus bermula dengan spesifikasi modul sasaran dan kapasiti pengeluaran tahunan. Senarai mesin akhir datang selepas itu.

Pandangan kami mudah: kilang solar yang boleh dipercayai bukanlah timbunan mesin yang mengagumkan tetapi satu sistem pengeluaran yang seimbang, dan Ooitech boleh menyediakan barisan pengeluaran panel solar separa automatik dan automatik sepenuhnya dari 5 MW hingga 1.2 GW, reka bentuk susun atur kilang, pemasangan, latihan, sokongan bahan mentah dan perkhidmatan selepas jualan global.