Güneş PV Modül Üretimi: Tekrarlanabilir Modüllerin Arkasındaki Sistem
İçindekiler
Bir fabrika kabul edilebilir bir modül üretebilir ancak yine de zayıf bir üretim sistemine sahip olabilir.
Asıl zor test daha sonra gelir: yeni bir hücre partisi gelir, başka bir vardiya devralır, laminatör bakımdan sonra yeniden başlar veya fabrika bir modül formatından diğerine geçer. Bu koşullardan herhangi biri değiştiğinde kalite de değişiyorsa, fabrika ürünü gerçekten kontrol etmiyordur. Bir dizi sürprizi yönetiyordur.
Bu, güneş PV modül üretiminianlamanın faydalı yoludur. Bu sadece hücreleri, camı ve polimerleri bir araya getirme eylemi değildir. Onaylanmış bir modül tasarımının, her bir çıkan ürünün amaçlandığı gibi üretildiğini gösterecek yeterli proses kanıtıyla kontrollü bir şekilde yeniden üretilmesidir.
Dört sistem uyum içinde olmalıdır:
| Sistem | Cevaplaması gereken soru |
|---|---|
| Ürün tanımı | Aslında hangi modülü üretiyoruz? |
| Malzeme ve proses kontrolü | Fabrika doğru malzemeleri ve ayarları kullandı mı? |
| Kalite onayı ve izlenebilirlik | Onay kararını hangi kanıtlar destekliyor? |
| Fabrika operasyonları | Aynı sonuç gerekli çıktıda sürdürülebilir mi? |
Makineler bu sistemlerin içinde yer alır. Onların yerini almazlar.
Bir iyi modül henüz bir üretim sistemi değildir
Bir PV modül fabrikasındaki istikrarlı referans, onaylanmış ürün tanımıdır. Hücre teknolojisi değişebilir, malzeme partileri değişir, operatörler döner ve ekipman aşınır. Hattan çıkan modül yine de onaylanmış yapı ve onay kriterleri dahilinde kalmalıdır.
Bu, tekrarlanabilirliği merkezi üretim sorunu haline getirir.
Deneyimli teknisyenler tarafından özenle hazırlanmış bir numune iyi performans gösterebilir. Seri üretim farklı bir baskı getirir: tekrarlanan işlemler, kısa çevrim süreleri, paralel istasyonlar, reçete seçimi, malzeme ikmali, duruşlar, yeniden başlatmalar ve yeniden işleme. Bir istasyonda zararsız görünen küçük varyasyonlar daha sonra birleşebilir. Hafif bir ip pozisyonu hatası yerleşimi etkiler. Kötü kontrol edilmiş bir lehim bağlantısı görsel muayeneden kurtulur ancak EL'de ortaya çıkar. Yanlış bir laminasyon reçetesi, oda kapısında belirgin bir kusur oluşturmayabilir, ancak hücre devresini çevreleyen korumayı değiştirir.
Bu nedenle hat, yalnızca bir dizi eylemden daha fazlasına ihtiyaç duyar. Tanımlanmış limitlere, ölçüm noktalarına ve bir sonuç bu limitlerin dışına çıktığında bir yanıta ihtiyaç duyar.
Ürün tanımı fabrikayı sessizce yazar
Ekipman seçimi genellikle yıllık kapasite hedefiyle başlar. Bu sayı önemlidir, ancak ilk mühendislik girdisi değildir. Önce modülün kendisi gelir.
Çizim ve malzeme listesi, hattın birçok fiziksel işini belirler: hücre boyutu ve mimarisi, tam hücre veya kesilmiş hücre yapısı, şerit ve ara bağlantı deseni, string sayısı, cam boyutları, tek cam veya cam-cam istif, kapsülleyici tipi, arka tabaka seçimi, çerçeve profili, junction-box konumu, kablo uzunluğu ve etiket gereksinimleri.
Bu kararlar üretim kontrolüne kadar devam eder. Malzeme depolama kuralları hazırlığı etkiler. Ara bağlantı tasarımı, string ve bussing işlemlerini etkiler. Modül boyutları her transfer ve hizalama referansını etkiler. Kapsülleyici ve istif yapısı laminasyon reçetesini etkiler. Çerçeve ve junction-box seçimleri, dağıtım, montaj ve kür süresini etkiler. Hedeflenen pazar ve sertifikasyon planı, test, örnekleme, kayıtlar ve belge saklamayı etkiler.
Bu nedenle bir makine listesi bir fabrikayı tanımlayamaz. İki proje, aynı isimlere sahip makineler kullanabilir ancak farklı çalışma aralıkları, takımlar, reçeteler, tamponlar, veri arayüzleri ve kalite geçitleri gerektirebilir.
Bir hat yapılandırılmadan önce, ürün çizimi, BOM, kalite planı ve serbest bırakma kriterleri kaynak belgeler olarak ele alınmalıdır. Bunlar hala değişiyorsa, ekipman şartnamesi de değişiyordur, satın alma dosyası bunu kabul etsin ya da etmesin.
Fiziksel rota basittir; onu kontrol etmek değildir
Geleneksel bir kristal silikon modül için genel üretim rotasını tanımlamak kolaydır.
Hücreler gerektiği gibi incelenir veya sıralanır, ardından bir tabber stringer ile iletken şerit kullanılarak birbirine bağlanır. Diziler hazırlanan cam ve kapsülleyici üzerine yerleştirilir, amaçlanan elektrik devresine bağlanır ve kalan kapsülleme ve arka malzemelerle kaplanır. Yığın, vakum, ısı, basınç ve zamanın gevşek yapıyı yapıştırılmış bir laminata dönüştürdüğü bir laminatöre girer.
Aşağı akış işleri mekanik ve elektrik ürününü tamamlar. Tasarıma bağlı olarak bu, kesme, kenar işleme, çerçeve montajı, bağlantı kutusu takma, lehimleme, yapıştırıcı veya dolgu uygulaması, kürleme, temizleme ve köşe bitirme işlemlerini içerebilir. EL incelemesi, IV ölçümü ve elektrik güvenlik testleri, nihai kalite kaydının farklı bölümlerini sağlar. Etiketleme ve sıralama, fiziksel modülü kimliğine ve hedefine bağlar.
ABD Enerji Bakanlığı aynı temel rotayı tanımlar: şeritleme ve dizme, bağlı hücrelerin cam ve kapsülleyici ile düzenlenmesi, laminasyon, ardından modülün gerekli çerçeve, sızdırmazlık ve bağlantı kutusu işlevleriyle donatılması.
Bu işlemlerin hiçbiri kendi başına olağandışı değildir. Üretim zorluğu, modül tüm bunlardan geçerken doğru malzeme, geometri, reçete ve ürün kimliğini bir arada tutmakta yatar.
Her kritik işlem bir reçete ve bir kayıt gerektirir
Bir süreç, fabrika üç soruyu yanıtlayabildiğinde kontrol edilebilir hale gelir: hangi ayar amaçlanmıştı, gerçekte ne oldu ve sonuç kabul edilemezse hangi eylem izlenir.
Kaydın her istasyonda ayrıntılı olması gerekmez. Yararlı olması gerekir. Reçeteyi, ürünü veya partiyi tanımlamadan bir sıcaklık kaydetmek veri oluşturur, ancak pek kanıt oluşturmaz.
| İşlem | Kontrol altında tutulması gerekenler | Yararlı bir sinyal veya kontrol | Saklanacak kayıt |
|---|---|---|---|
| Gelen malzeme | Onaylı şartname, tedarikçi partisi, depolama ve durum | Gelen muayene, kimlik kontrolü, depolama durumu | Malzeme partisi ve kabul sonucu |
| Hücre ara bağlantısı | Şerit konumu, lehimleme koşulları, hücre işleme ve dizi geometrisi | Görüntü sonucu, çekme testi planı, dizi incelemesi veya belirtildiğinde EL | Reçete, parti, istasyon sonucu ve istisna |
| Yerleştirme ve bara bağlantısı | Dizi aralığı, kutupluluk, devre düzeni ve çıkış konumu | Hizalama görüntüsü, görsel kontrol, lamine öncesi EL | Modül kimliği ve muayene sonucu |
| Laminasyon | Doğru ürün reçetesi, vakum davranışı, sıcaklık, basınç ve süre | Çalışma parametreleri, alarmlar, laminat muayenesi | Reçete versiyonu, hazne, döngü ve parti ilişkilendirmesi |
| Çerçeveleme ve bağlantı kutusu işleri | Boyutlar, sızdırmazlık veya yapıştırıcı uygulaması, elektrik bağlantısı ve kür durumu | Dağıtım izleme, boyutsal kontrol, görsel ve elektriksel kontrol | Malzeme partisi, istasyon sonucu ve kür durumu |
| Nihai serbest bırakma | Devre durumu, ölçülen çıkış, elektrik güvenliği ve etiketleme | EL görüntüsü, IV sonucu, güvenlik testi sonucu, kimlik kontrolü | Seri bağlantılı serbest bırakma kaydı |
En önemli kontrol noktaları her zaman en pahalı istasyonlar değildir. Devir teslimler de aynı derecede kritik olabilir. Doğru bir tel, kaldırma sırasında çatlayabilir. Temiz bir istif, beklerken kirlenme toplayabilir. İyi bir laminat, kesme veya çerçeveleme sırasında hasar görebilir. Başarılı bir test sonucu, kimlik tespiti bir ofis görevi yerine üretimin bir parçası olarak ele alınmazsa yanlış seri numarasına atanabilir.
Bu nedenle reçete ve kayıt, ürünü istasyon sınırları boyunca takip etmelidir.
Sertifikasyon bir temeldir; tutarlılık günlük iştir
Ürün kalifikasyonu ve üretim tutarlılığı, ilgili ancak farklı sorunları çözer.
Bir kalifikasyon programı, tanımlanmış bir modül yapısının geçerli test gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını sorgular. Fabrika daha sonra bu yapıyı kontrolsüz ikameler veya süreç sapmasına izin vermeden yeniden üretmek zorundadır. Bir tip onayı dizisini bir kez geçmek, daha sonraki bir üretim biriminin doğru malzemeleri, lehimleme koşullarını, laminasyon döngüsünü veya nihai serbest bırakma kontrollerini aldığını kanıtlamaz.
IEC 62941 bu boşluğu doğrudan ele alır. Standart, sertifikalı PV modüllerine olan sürekli güveni, ürün ve proses tasarımı, malzeme seçimi ve üretim süreçlerinin kontrolü ile ilişkilendirir. Yerleşik bir kalite yönetimi temeli varsayar; bunun yerine geçmez.
Bu ayrım önemlidir çünkü saha güvenilirliği, bir modülün proje sahasına ulaşmasından çok önce başlar. IEA PVPS güvenilirlik programı, modül malzemelerinin, tasarımlarının, bozulma modlarının, testlerin ve çalışma ortamlarının zaman içinde performansı nasıl etkilediğini inceler. Bir fabrika, bir modülün karşılaşacağı havayı kontrol edemez, ancak sevk edilen yapının onaylanmış tasarımla eşleşip eşleşmediğini ve üretim varyasyonunun serbest bırakılmadan önce tespit edilip edilmediğini kontrol edebilir.
Sertifikasyon gereksinimleri ürüne ve hedef pazara göre hala değişiklik göstermektedir. Pratik kural basittir: sertifikasyon ve kalite planını, ekipmanı, muayene pozisyonlarını, numune almayı, izlenebilirliği ve kayıtları şekillendirecek kadar erken tanımlayın.
İzlenebilirlik, bir kusuru sınırlı bir soruna dönüştürür
Son EL incelemesinin alışılmadık bir desen göstermeye başladığını hayal edin. İzlenebilirlik olmadan, fabrikanın önünde şüpheli modüllerden oluşan bir yığın ve olası nedenlerin uzun bir listesi vardır. İzlenebilirlik ile araştırma hızla daraltılabilir: hangi hücre partisi, hangi stringer tarifi, hangi vardiya, hangi laminatör döngüsü, hangi taşıma yolu ve aynı geçmişi paylaşan diğer modüller hangileri?
Bu, her projenin aynı yazılım yığınına ihtiyacı olduğu anlamına gelmez. Yüksek hacimli otomatik bir hat, tarifleri, görüntüleri ve test sonuçlarını bir MES ile değiş tokuş edebilir. Daha küçük veya yarı otomatik bir fabrika daha basit kayıtlar kullanabilir. Değişmez olan, fiziksel modül ile onu serbest bırakmak için kullanılan kanıt arasındaki bağlantıdır.
Pratik bir serbest bırakma kaydı şunları içerebilir:
modül seri numarası ve ürün revizyonu;
kritik malzeme veya üretim partisi referansları;
süreç içi muayene durumu ve ilgili görüntüler;
laminasyon tarifi ve döngü ilişkisi;
son EL, IV ve elektriksel güvenlik sonuçları;
varsa yeniden işleme geçmişi;
nihai karar: kabul et, bekle, yeniden işle veya reddet.
İzlenebilirlik bazen bir raporlama özelliği olarak satılır. Gerçek değeri bir şey değiştiğinde ortaya çıkar. Etkilenen çıktıyı sınırlamaya, iyi ve kötü koşulları karşılaştırmaya, reddedilen bir birimin kabul edilen stoğa geri dönmesini önlemeye ve tekrarlanan kusurları bir süreç düzeltme sorununa dönüştürmeye yardımcı olur.
Hızlı bir istasyon yine de yavaş bir fabrikaya ait olabilir
Broşür çevrim süresi, kapasite için yalnızca bir girdidir. Sürdürülebilir çıktı şu ilişkiye daha yakındır:
İyi çıktı = planlanan üretim süresi × etkin hat hızı × ilk geçiş verimi
Her terim tüm fabrikaya aittir, tek bir makineye değil.
İstasyonlar birbirini beklediğinde, parti ekipmanı dengesiz iş aldığında, ürün değişiklikleri planlanandan uzun sürdüğünde, bakım erişimi zayıf olduğunda veya arıza giderme tekrarlanan manuel müdahale gerektirdiğinde etkin hat hızı düşer. İlk geçiş verimi, kusurlar tespit edilmeden önce birkaç operasyonu geçtiğinde, reçeteler yanlış seçildiğinde, malzemeler sürüklendiğinde veya yeniden işleme normal üretim haline geldiğinde düşer.
Laminasyon, genellikle bir parti süreci olduğu için noktayı açıkça ortaya koyar, ancak aynı mantık başka yerlerde de geçerlidir. Seri bağlama, yerleştirmenin emebileceğinden daha hızlı üretebilir. Çerçeveleme, yapıştırıcı hazırlığını bekleyebilir. Bitmiş modüller, kürleme veya test için sıraya girebilir. Bir veri aktarım sorunu, mekanik ekipman hazır olsa bile sıralamayı durdurabilir.
Tamponlar kısa süreli varyasyonu emebilir; kalıcı bir uyumsuzluğu onaramazlar. Devam eden daha fazla iş, uyumsuzluğu bir süre gizleyebilir, ancak aynı zamanda yer kaplar ve kusurların daha uzağa gitmesine izin verir.
Otomasyon, bu gerçek kısıtlamalara göre değerlendirilmelidir. Kırılgan taşımayı azalttığı, hizalamayı stabilize ettiği, dağıtım veya lehimlemeyi tekrarladığı, test verilerini kimliğe bağladığı veya gerekli takt süresini koruduğu yerde değerlidir. Yukarı akış ürün tanımı kararsız olduğunda veya bağlı istasyonlar referansları, arıza mantığını ve değişim kurallarını paylaşamadığında daha az değer katar.
Bir hat konfigürasyonu istemeden önce bu girdileri tanımlayın
Faydalı bir teklif talebi, bir kapasite numarası ve bir fabrika alanından daha fazlasını içerir. Tedarikçiye ürünü, kalite kapılarını, operasyonları ve gelecekteki değişiklikleri modellemek için yeterli istikrarlı bilgi verir.
| Girdi grubu | Tanımlanacak bilgi |
|---|---|
| Ürün | Modül çizimleri, BOM, hücre ve ara bağlantı teknolojisi, boyutlar, yapı varyantları ve planlanan ürün yol haritası |
| Çıktı | Vardiya başına gerekli iyi modüller, çalışma takvimi, ürün karışımı, değişim sıklığı ve genişleme planı |
| Kalite | Hedef pazarlar, sertifikasyon planı, muayene noktaları, test kapsamı, örnekleme, kabul mantığı ve yeniden işleme kuralları |
| Veri | Seri numarası mantığı, malzeme soyağacı, reçete kontrolü, görüntü saklama, test sonucu depolama ve MES veya ERP arayüzleri |
| Fabrika | Bina boyutları, malzeme yolları, yardımcı tesisler, çevresel ihtiyaçlar, zemin yükü, bakım erişimi ve depo akışı |
| Operasyonlar | İşgücü modeli, beceri seviyesi, bakım kabiliyeti, yedek parça stratejisi ve planlanan vardiya yapısı |
| Teslimat | Yerleşim sorumluluğu, ekipman kabulü, kurulum, devreye alma, eğitim, dokümantasyon ve satış sonrası destek |
Bu girdiler gerçek konfigürasyon sınırını ortaya koyar. Değişen bir ürün veya düşük hacimli bir operasyon için yarı otomatik bir hat mantıklı olabilir. Ürün istikrarlı olduğunda, çıktı yüksek olduğunda ve fabrika ekipmanı ve veri sistemini bakımını yapabildiğinde yüksek otomatik bir hat haklı görülebilir. Her iki durumda da doğru tasarım, onaylanmış modül tanımını korurken operasyon planını karşılayan tasarımdır.
Başvurulan kaynaklar
Fotovoltaik Sistemlerin Güvenilirliği ve Performansı — IEA PVPS Görev 13
Üretim Tutarlılığı — Uluslararası Fotovoltaik Kalite Güvence Görev Gücü
Üretim, görünür kılınmış tekrarlanabilirliktir
En güçlü güneş PV modülü üretim sistemi, en uzun makine listesine sahip olan değildir. Ürün tanımı, malzemeler, proses ayarları, denetimler, kimlik ve fabrika akışının, piyasaya sürülen her modül için aynı hikayeyi anlattığı sistemdir.
Ooitech, dünya çapındaki müşterilere, hedeflenen modül tasarımı ve üretim planına uygun olarak güneş PV modülü üretim hattı konfigürasyonu, ekipman, fabrika yerleşimi, kurulum, devreye alma, operatör eğitimi ve satış sonrası destek sağlayabilir.
