Anong Mga Makina Ang Ginagamit sa Paggawa ng Solar Panels?

Pumasok ka sa isang solar panel factory at hindi ka makakakita ng isang higanteng makina na ginagawang finished panels ang mga raw materials. Ang aktwal na makikita mo ay isang konektadong production line, kung saan ang bawat makina ay humahawak ng partikular na bahagi ng trabaho: pagputol ng cells, pag-solder sa mga ito upang maging strings, pag-aayos ng mga strings, pag-laminate ng module, pag-install ng frame at sa huli ay pag-test ng finished panel.

Mukhang medyo simple ito sa papel. Sa aktwal na produksyon, ang bawat proseso ay nakakaapekto sa susunod. Ang maliit na positioning error habang nag-lalayup ay maaaring maging bubble o alignment defect pagkatapos ng lamination. Ang mahinang solder joint ay maaaring mukhang maayos sa mata ng tao ngunit lalabas bilang madilim na bahagi habang nag-EL inspection.

Ito ang dahilan kung bakit ang isang mahusay na solar panel production line ay dapat gumana bilang isang balanseng sistema, hindi bilang random na koleksyon ng mga makina.

Bago tingnan ang kagamitan, may isang mahalagang pagkakaiba.

Ang artikulong ito ay tungkol sa isang solar module production line—isang pabrika na bumibili ng mga finished solar cells at nag-a-assemble sa mga ito upang maging solar panels. Ang paggawa ng solar cells mula sa silicon wafers ay ibang proseso na gumagamit ng wet chemical equipment, diffusion furnaces, PECVD o ALD systems, screen printers, firing furnaces at iba pang espesyal na makina.

Kaya, anong mga makina ang ginagamit upang makagawa ng finished solar panel?

1. Solar Cell Tester at Sorting Machine

Ang mga solar cells mula sa parehong production batch ay hindi laging magkapareho sa elektrikal. Ang kanilang current, voltage at maximum power ay maaaring bahagyang mag-iba. Kung ang mga cell na may malaking pagkakaiba sa electrical characteristics ay ikinonekta sa parehong string, ang pinakamababang gumaganap na cell ay maaaring limitahan ang output ng buong string.

Sinusukat ng solar cell tester ang mga parameter tulad ng:

• Open-circuit voltage

• Short-circuit current

• Maximum power

• Kahusayan ng cell

• Mga katangian ng I-V curve

Pagkatapos, pinagsasama-sama ng sorting system ang mga cell na may katulad na performance.

Ang ilang production line ay gumagamit din ng automatic optical inspection o cell-level EL inspection upang matukoy ang edge chips, hidden cracks, contamination at electrically inactive areas bago pumasok ang mga cell sa stringing process.

Mukhang maliit na hakbang lamang ito, ngunit ang tumpak na sorting ay nakakatulong na mabawasan ang electrical mismatch at mapabuti ang consistency ng mga natapos na module.

2. Solar Cell Laser Cutting Machine

Karamihan sa mga modernong solar module ay gumagamit ng half-cut cells. Ang shingled at iba pang espesyal na disenyo ng module ay maaaring gumamit ng mas maliliit pang cell sections. Sa mga kasong ito, ang full-size solar cells ay dapat hatiin bago ang stringing.

Ang solar cell laser cutting machine ay nag-ii-scribe at naghihiwalay ng mga cell nang may mataas na precision. Depende sa disenyo ng module, maaari nitong hatiin ang mga cell sa kalahati, ikatlo o mas maliliit na piraso.

Dalawang karaniwang paraan ng pagputol ang ginagamit:

• Conventional laser scribing na sinusundan ng mechanical breaking

• Non-destructive laser cutting na dinisenyo upang mabawasan ang mechanical at thermal stress

Ang non-destructive cutting ay nagiging mas mahalaga habang nagiging mas manipis at mas malaki ang mga cell. Ang mga microcrack na nabuo habang nagpuputol ay maaaring lumaki habang stringing, lamination, transportasyon o pangmatagalang outdoor operation.

Kung ang isang pabrika ay gumagawa lamang ng full-cell modules, maaaring hindi kailangan ang laser cutting machine. Para sa half-cell at shingled module production, gayunpaman, ito ay pangunahing bahagi ng linya.

3. Tabber Stringer Machine

Ang tabber stringer ay madalas na itinuturing na puso ng solar panel production line.

Ang pangunahing trabaho nito ay mag-solder ng photovoltaic ribbon sa mga indibidwal na cell at ikonekta ang mga cell sa serye upang bumuo ng cell strings. Ang mga modernong makina ay karaniwang pinagsasama ang tabbing at stringing sa isang automatic process.

Ang tabber stringer ay karaniwang humahawak ng:

• Cell loading at separation

• Cell positioning

• Ribbon feeding

• Flux application

• Soldering

• String alignment

• String cutting at discharge

• Vision inspection

Ang tamang stringing method ay depende sa cell technology.

Ang mga PERC at TOPCon cell ay karaniwang napoproseso gamit ang conventional multi-busbar stringers. Ang mga HJT cell ay maaaring mangailangan ng mas mababang temperatura ng soldering dahil mas sensitibo sila sa init. Ang mga BC, IBC, ABC at HPBC cell ay nangangailangan ng espesyal na back-contact welding equipment dahil ang kanilang positive at negative contacts ay parehong nasa rear side.

Ang pagpili ng stringer ay dapat na nakabase sa laki ng cell, disenyo ng busbar, uri ng ribbon, temperatura ng soldering at istruktura ng module—hindi lamang sa ina-advertise na cells-per-hour figure.

4. Inline String EL Inspection

Ang String EL inspection ay karaniwang opsyonal na function na isinama sa tabber stringer, sa halip na isang ganap na hiwalay na makina.

Sa pagsasagawa, karamihan sa mga manufacturer ay pinipili ang opsyong ito, lalo na kapag gumagawa ng mga module na may TOPCon, HJT o BC cells. Sa mga teknolohiyang ito ng cell, ang mahihinang solder joints, nakatagong mga bitak at electrically inactive na mga lugar ay maaaring mahirap matukoy sa pamamagitan ng ordinaryong visual inspection.

Sinusuri ng Inline EL inspection ang string kaagad pagkatapos ng soldering. Ang isang current ay inilalapat sa mga konektadong cell, at ang isang infrared-sensitive na camera ay kumukuha ng electroluminescence image. Ang mga bitak, nadiskonektang mga lugar at mahinang electrical connections ay lumilitaw bilang abnormal na madilim na mga rehiyon.

Ito ay nagpapahintulot na ang mga depektibong string ay maalis bago ang layup at lamination, kapag ang pagkumpuni o pagpapalit ay medyo madali pa.

Ang isang offline string EL tester ay maaari pa ring gamitin para sa sampling, reinspection o laboratory analysis, ngunit hindi ito karaniwang kinakailangan bilang isang hiwalay na production station kapag ang stringer ay may kasama nang inline EL inspection.

5. Solar Glass Loading and Inspection Equipment

Ang solar glass na ibinibigay sa mga modernong module factory ay karaniwang hinuhugasan at inihahanda ng glass manufacturer. Dahil dito, ang isang dedikadong glass washing machine ay karaniwang hindi kinakailangan sa isang standard na solar panel production line.

Inilalagay ng isang automatic glass loader ang inihandang glass sa conveyor. Bago ilagay ang EVA o POE, sinusuri ang glass para sa:

• Alikabok at kontaminasyon sa ibabaw

• Mga gasgas

• Pinsala sa gilid

• Mga chip ng salamin

• Mga depekto sa coating

• Maling sukat

Ang front glass ay bumubuo sa base ng module stack, kaya ang posisyon nito ay dapat manatiling matatag sa mga sumusunod na proseso ng paglalagay ng materyal at cell-layup.

6. EVA, POE at Backsheet Cutting at Laying Machines

Bago ang layup, ang encapsulant at rear-layer materials ay dapat putulin sa tamang sukat ng module.

Ang isang automatic cutting at laying machine ay maaaring maghanda ng mga materyales tulad ng:

• EVA film

• POE film

• TPT o iba pang backsheets

• Mga insulation strip

• Mga busbar isolation material

Pagkatapos ng pagputol, awtomatikong inilalagay ng makina ang encapsulant sa salamin.

Para sa glass-glass modules, ang polymer backsheet ay pinapalitan ng pangalawang piraso ng salamin. Ang layout ng linya, laminator at handling equipment ay dapat na idisenyo para sa karagdagang timbang at ang iba't ibang istruktura ng module.

Ang maliliit na pabrika ay maaaring magputol ng EVA at backsheet materials nang manu-mano. Ang automatic cutting at laying ay nagiging mas mahalaga habang tumataas ang kapasidad ng produksyon dahil pinapabuti nito ang dimensional consistency at binabawasan ang material waste.

7. Automatic Layup Machine

Ang automatic layup machine ay kumukuha ng mga kumpletong cell string at inilalagay ang mga ito sa salamin at encapsulant.

Ito ay isang precision process. Ang string spacing, cell alignment at ang distansya sa pagitan ng mga cell at glass edges ay dapat manatili sa loob ng tinukoy na tolerances.

Ang mahinang alignment ay madaling mapansin sa isang tapos na panel, ngunit ang hitsura ay hindi lamang ang alalahanin. Ang maling posisyon ng string ay maaari ring makaapekto sa encapsulation, edge sealing at pangmatagalang pagiging maaasahan ng module.

Ang isang automatic layup machine ay karaniwang gumagamit ng:

• Mga industrial robot o gantry system

• Mga vacuum gripper

• Mga vision camera

• Automatic position correction

• Mga kontrol sa string spacing

• Glass-position detection

Ang ilang linya ng produksyon ay gumagamit ng hiwalay na layup machine. Ang iba ay pinagsasama ang string positioning, layup at bussing sa isang integrated unit.

8. Bussing Machine

Pagkatapos maiposisyon ang mga string, kailangan silang konektahin nang elektrikal gamit ang busbar ribbon.

Ang awtomatikong bussing machine ay nagwewelding o nagso-solder sa mga terminal ng string ayon sa elektrikal na disenyo ng module. Maaari rin itong mag-bend, mag-cut at magposisyon ng mga busbar ribbon nang awtomatiko.

Ang mga half-cell module ay nangangailangan ng espesyal na atensyon dahil ang kanilang itaas at ibabang seksyon ng cell ay karaniwang konektado nang parallel. Ang lead-out point ay karaniwang matatagpuan malapit sa gitna ng panel sa halip na sa itaas.

Ang proseso ng bussing ay dapat kontrolin:

• Posisyon ng busbar

• Temperatura ng welding o soldering

• Lakas ng joint

• Hugis ng ribbon

• Espasyo ng string

• Posisyon ng lead-out ribbon

Ang mahinang koneksyon sa bussing ay maaaring magdulot ng pagkawala ng kuryente, labis na lokal na pag-init o kumpletong pagkasira ng circuit.

Sa isang maliit na semi-awtomatikong linya, ang bussing ay maaaring gawin nang manu-mano gamit ang mga soldering tool at positioning template. Ang mga pabrika na may mas mataas na kapasidad ay karaniwang gumagamit ng awtomatikong bussing machine para sa mas mahusay na konsistensi at throughput.

9. Pre-Lamination EL Tester at Visual Inspection

Bago ang lamination, ang na-assemble na module ay dapat makapasa sa visual inspection at EL testing.

Ito ang huling praktikal na pagkakataon upang ayusin ang maraming depekto sa produksyon. Sinusuri ng mga operator o awtomatikong inspection system ang mga problema tulad ng:

• Mga basag na cell

• Mga string na hindi nakaposisyon nang tama

• Mga nawawalang ribbon

• Mahinang koneksyon sa bussing

• Maling posisyon ng lead-out

• Kontaminasyon sa loob ng module

• Kulubot o nawala sa posisyon na encapsulant

• Maling pagkakalagay ng backsheet

Sinusuri ng pre-lamination EL tester ang elektrikal na kondisyon ng kumpletong cell circuit bago ito permanenteng i-seal.

Ang lamination ay epektibong hindi na maibabalik. Kung may depektong makita pagkatapos ng lamination, ang gastos sa pag-aayos ay mas mataas, at sa maraming kaso ang buong module ay kailangang itapon.

10. Solar Panel Laminator

Ang laminator ay nagse-seal ng glass, encapsulant, solar cells at backsheet—o rear glass—sa isang matibay na istruktura.

Sa loob ng laminator, tinatanggal ng vacuum ang nakulong na hangin mula sa module stack. Ang init at presyon ay nagpapatigas sa EVA o POE, na nagbubuklod sa lahat ng layer.

Ang lamination recipe ay depende sa:

• Uri ng encapsulant

• Laki ng module

• Kapal ng salamin

• Glass-backsheet o glass-glass na istruktura

• Teknolohiya ng cell

• Mga kinakailangan ng supplier ng materyal

Ang karaniwang lamination cycle ay maaaring tumagal ng humigit-kumulang 10 hanggang 20 minuto, bagaman ang aktwal na oras ay nag-iiba depende sa mga materyal at kagamitan.

Ang laminator ay madalas na pinakamabagal na pangunahing proseso sa linya ng produksyon. Ang isang pabrika ay maaaring mangailangan ng ilang laminator na gumagana nang sabay-sabay.

Ito ay isang mahalagang punto kapag kinakalkula ang kapasidad ng produksyon. Ang pag-install ng mas mabilis na stringers ay hindi magpapataas ng huling output ng module kung ang seksyon ng lamination ay hindi makapagproseso ng mga panel sa parehong bilis.

Ang kalidad ng lamination ay direktang nakakaapekto sa adhesion, electrical insulation, moisture resistance at ang inaasahang buhay ng serbisyo ng module.

11. Trimming at Post-Lamination Inspection Equipment

Pagkatapos ng lamination, ang labis na EVA, POE o backsheet ay nananatili sa paligid ng mga gilid ng module. Ang materyal na ito ay dapat alisin bago ang framing.

Sa isang maliit na linya, ang mga operator ay maaaring mag-trim ng mga gilid nang manu-mano. Ang isang high-capacity automatic line ay karaniwang gumagamit ng edge-trimming machine.

Ang laminated module ay sinisiyasat din para sa:

• Mga air bubble

• Delamination

• Pag-apaw ng encapsulant

• Mga gasgas

• Pinsala sa salamin

• Paggalaw ng cell

• Pag-alis ng string

• Kontaminasyon sa loob ng laminate

Ang mga automatic turnover unit ay nagpapadali sa pagsusuri sa magkabilang panig ng module nang hindi umaasa sa manu-manong pagbuhat.

12. Frame Gluing at Framing Machine

Karamihan sa mga karaniwang solar panel ay gumagamit ng aluminum frame upang protektahan ang mga gilid ng salamin at magbigay ng mekanikal na suporta sa panahon ng transportasyon at pag-install.

Maaaring kabilang sa seksyon ng framing ang:

• Automatic frame gluing machine

• Aluminum frame loading system

• Corner-key insertion equipment

• Frame assembly machine

• Pneumatic o hydraulic framing machine

• Frame punching equipment

Ang sealant ay inilalagay sa loob ng aluminum profiles bago ang apat na seksyon ng frame ay pinindot sa paligid ng laminated module.

Ang natapos na frame ay dapat parisukat, matibay at maayos na selyado. Karaniwang mga depekto sa framing ay kinabibilangan ng maluwag na sulok, hindi sapat na sealant, labis na sealant, mga gasgas at maling sukat ng frame.

Ang frameless glass-glass modules ay maaaring hindi na kailanganin ang prosesong ito, depende sa disenyo ng produkto.

13. Junction Box Installation Machines

Ang junction box ay nangongolekta ng elektrikal na output mula sa cell circuit at nagbibigay ng koneksyon sa pagitan ng module at ng panlabas na PV system.

Maaaring kabilang sa proseso ng junction box ang:

• Junction box positioning

• Silicone o adhesive dispensing

• Lead-out ribbon soldering

• Automatic terminal welding

• AB glue filling

• Potting

• Cable at connector inspection

Ang junction box soldering machine ay nagkokonekta sa lead-out ribbons ng module sa mga terminal ng junction box. Ang dispensing o potting machine ay naglalagay ng sealant o filling material upang protektahan ang mga elektrikal na koneksyon laban sa moisture, paggalaw at corrosion.

Ang adhesive at potting material ay dapat makatanggap ng sapat na curing time bago ang final testing at packaging.

14. Final EL Tester

Ang pangalawang EL test ay karaniwang isinasagawa pagkatapos ng lamination o final module assembly.

Ang test na ito ay kinakailangan dahil ang mga bagong microcrack ay maaaring maipasok sa panahon ng lamination, trimming, framing o material handling.

Ang huling EL image ay maaaring magbunyag ng:

• Cell microcracks

• Mga sirang cell

• Mga nadiskonektang finger

• Mahinang solder joints

• Mga sirang busbar

• Mga lugar na hindi aktibo sa kuryente

• Mga pagkaantala ng string

Ang automatic image-analysis software ay makakatulong sa pag-uuri ng mga depekto, ngunit ang tagagawa ay kailangan pa ring magkaroon ng malinaw na pamantayan sa pagtanggap. Dapat tukuyin ng sistema kung aling mga depekto ang katanggap-tanggap, alin ang nangangailangan ng rework at alin ang nagreresulta sa pagtanggi.

15. Solar Simulator at I-V Tester

Ang solar simulator, na kilala rin bilang flash tester o I-V tester, ay sumusukat sa electrical performance ng natapos na solar panel sa ilalim ng kontroladong pag-iilaw.

Ang tester ay nagtatala ng mga parameter kabilang ang:

• Maximum power

• Open-circuit voltage

• Short-circuit current

• Operating voltage

• Operating current

• Fill factor

• Module efficiency

• Kumpletong I-V curve

Ang nasusukat na power ay ginagamit upang i-grado ang panel at bumuo ng nameplate o production label nito.

Ang solar simulator ay dapat may angkop na spectral match, light uniformity at stability. Ang bilis ng pagsubok nito ay dapat ding tumugma sa production capacity ng natitirang bahagi ng linya. Kung hindi, ang mga natapos na panel ay magsisimulang mag-ipon sa harap ng testing station.

16. Kagamitan sa Safety Testing

Ang electrical output ay isa lamang bahagi ng final quality control. Ang panel ay dapat ding maging ligtas sa kuryente.

Kasama sa karaniwang kagamitan sa safety-testing ang:

• Hi-pot tester

• Insulation resistance tester

• Ground continuity tester

• Leakage current tester

Ang hi-pot test ay naglalapat ng mataas na boltahe sa pagitan ng panloob na electrical circuit at ng module frame upang i-verify ang integridad ng insulation.

Ang ground continuity test ay sumusukat sa electrical connection sa pagitan ng aluminum frame at ng mga grounding point nito. Sinusuri ng insulation testing kung ang module ay makakapag-operate nang ligtas nang walang mapanganib na leakage paths.

Ang mga ito ay mahahalagang production tests, hindi opsyonal na quality checks.

17. Labeling, Sorting and Packaging Line

Pagkatapos na makapasa ang panel sa electrical, safety, EL at visual inspection, ipi-print ng pabrika ang product label nito at itinatala ang huling resulta ng test.

Karaniwang tumatanggap ang bawat module ng natatanging serial number. Sa isang automatic line, ang numerong ito ay maaaring ikonekta sa isang MES o traceability system.

Maaaring masubaybayan ng pabrika ang isang natapos na module pabalik sa impormasyon tulad ng:

• Batch ng solar cell

• Data ng produksyon ng Stringer

• Mga EL image

• Layup station

• Recipe ng laminator

• Framing station

• Resulta ng I-V test

• Resulta ng safety test

• Petsa ng produksyon at shift

Ang mga natapos na module ay pinagsunod-sunod ayon sa power class, isinalansan kasama ng mga protective material at ibinabalot para sa transportasyon.

Ang packaging ay maaaring mukhang simpleng proseso, ngunit ang maling pagkasalansan o hindi sapat na proteksyon ay maaaring makasira ng magagandang module bago pa man umabot sa project site.

Semi-Automatic o Fully Automatic?

Ang isang solar panel factory ay hindi laging nangangailangan ng full automation.

Ang mga semi-automatic line ay kadalasang angkop para sa mga pilot project, regional manufacturer at pabrika na may mas mababang planadong kapasidad. Maaaring hawakan ng mga operator nang manu-mano ang bussing, paghahanda ng materyal, trimming, pag-install ng junction box at visual inspection.

Ang ganap na awtomatikong mga linya ay nagdaragdag ng robotic handling, awtomatikong mga conveyor, integrated inspection systems, production buffers at data traceability. Nagbibigay ang mga ito ng mas mataas na throughput at mas pare-parehong process control, ngunit nangangailangan din ang mga ito ng mas malakas na kakayahan sa maintenance at mas mahusay na production management.

Ang tamang antas ng automation ay depende sa:

• Nakaplanong taunang kapasidad

• Disenyo ng module

• Teknolohiya ng cell

• Magagamit na investment

• Mga lokal na kondisyon ng paggawa

• Mga kinakailangan sa kalidad ng produkto

• Mga plano sa pagpapalawak sa hinaharap

Huwag Piliin ang Bawat Makina nang Hiwalay

Ang pinakamalaking makina ay hindi palaging ang pinakamahalagang makina, at ang pinakamabilis na makina ay hindi awtomatikong lumilikha ng pinakamabilis na linya ng produksyon.

Dapat balansehin ang kapasidad sa cell cutting, stringing, layup, bussing, lamination, framing, junction box installation at final testing.

Kailangan din ng pabrika ang mga sumusuportang sistema tulad ng:

• Awtomatikong mga conveyor

• Mga production buffer

• Mga air compressor

• Mga vacuum system

• Mga chiller

• Imbakan ng materyal

• MES at traceability software

• Espasyo para sa maintenance

• Mga lugar para sa quality-control

Dapat kumpirmahin ang disenyo ng module bago piliin ang kagamitan. Ang linyang dinisenyo para sa conventional PERC full-cell modules ay maaaring hindi angkop para sa large-format TOPCon half-cells, HJT modules, BC cells o mabibigat na glass-glass panels nang hindi binabago ang ilang makina.

Ang isang makatotohanang plano ng pabrika ay dapat magsimula sa target na spesipikasyon ng module at taunang kapasidad ng produksyon. Ang huling listahan ng makina ay dumarating pagkatapos niyon.

Ang aming pananaw ay simple: ang isang maaasahang solar factory ay hindi isang tambak ng kahanga-hangang mga makina kundi isang balanseng sistema ng produksyon, at ang Ooitech ay makapagbibigay ng kumpletong 5 MW hanggang 1.2 GW semi-automatic at fully automatic solar panel production lines, disenyo ng layout ng pabrika, installation, pagsasanay, suporta sa raw-material at pandaigdigang after-sales service.