Fotovoltaik Modüllere Giriş

Fotovoltaik endüstri zinciri dört aşamaya ayrılır: polisilikon, gofret, güneş hücresi ve modül. PV modülü, zincirin alt ucunda, güneş hücresi ile komple PV sistemi arasında yer alır.

Tek bir güneş hücresi yalnızca sınırlı miktarda elektrik üretir. Hücreler seri olarak bağlanmalı ve kullanılabilir bir güç kaynağı olarak hizmet edebilmeleri için bir modül halinde kapsüllenmelidir. Bu nedenle PV modülü, kendi başına doğru akım çıkışı sağlayabilen en küçük bölünemez güneş cihazıdır. En küçük etkili güç üreten birim olarak dokuz temel bileşenden oluşur: güneş hücreleri, ara bağlantı şeritleri, bara şeritleri, temperli cam, EVA, arka tabaka, alüminyum alaşımlı çerçeve, sızdırmazlık malzemesi ve bağlantı kutusu.

PV zincirinin dört aşaması arasında modül segmenti, Çin'de en erken gelişen ve olgunlaşan segmenttir.

Modül üretimi temel olarak iki önemli adımı içerir: hücre ara bağlantısı ve laminasyon. Hücre ara bağlantısı, modülün elektriksel performansını belirler. Bir PV modülü için standart hücre sayısı 60 veya 72 hücredir ve bara şeritleri olarak işlev gören 10 veya 12 bakır şeritle bağlanır, altı grup birbirine bağlanarak bir modül oluşturur.

Bir PV modülünün en az 25 yıl dayanması beklenir, bu nedenle çevresel strese dayanmalı ve belirli bir mekanik mukavemet sağlamalıdır. Hücre ara bağlantısından sonra malzemeler tipik olarak alttan üste temperli cam, EVA, hücreler ve arka tabaka şeklinde düzenlenir ve laminasyon yoluyla birlikte sızdırmaz hale getirilir. Arka tabaka ve temperli cam, hücreleri ve EVA'yı içeride kapsüllerken, alüminyum çerçeve ve sızdırmazlık malzemesi kenarları korur ve sızdırmaz hale getirir.

Genel modül üretim iş akışı şu aşamalara ayrılabilir: lehimleme, yerleştirme, laminasyon, EL testi, çerçeveleme, bağlantı kutusu montajı, temizlik, IV testi, son muayene ve paketleme. Bunlar arasında lehimleme ve laminasyon en yüksek teknik içeriğe ve değere sahiptir.

Modül Üretiminde Kullanılan Ekipmanlar

Modül ekipmanları, üretim iş akışının her aşamasına doğrudan karşılık gelir. Ana makineler arasında lazer kesim makineleri, bantlayıcı serigrafi makineleri, otomatik yerleştirme ekipmanları, laminatörler ve otomatik üretim hatları bulunur.

Bireysel aşamalara bakıldığında: lehimleme aşaması lazer kesim makineleri, bara kaynak makineleri ve hücre bantlayıcı serigrafi makineleri gerektirir; yerleştirme aşaması şablon yerleştirme makineleri kullanır; laminasyon aşaması bir laminatör gerektirir; EL testi aşaması bir EL test cihazı gerektirir; çerçeveleme aşaması otomatik çerçeve yerleştirme ve çerçeveleme makineleri gerektirir; bağlantı kutusu aşaması bir bağlantı kutusu lehimleme makinesi gerektirir; temizlik aşaması modül döndürme üniteleri gerektirir; IV testi aşaması bir IV eğri test cihazı kullanır; son muayene bir döndürme muayene ünitesi gerektirir; ve paketleme bir paketleme hattı gerektirir.

Bireysel makinelerin ötesinde, ekipman tedarikçileri her aşamayı kapsayan ve anahtar teslim projeleri mümkün kılan tam otomatik modül montaj hatları da sağlayabilir.

Güneş hücresi modüllerinin kalitesi ve maliyeti, tüm sistemin kalitesini ve maliyetini doğrudan etkiler. Peki modül üretim iş akışı gerçekte nasıl görünüyor?

Modül Yapısı

Yarım Hücre Modül Yapısı

Yarım hücre modüllerinde hücreler ikiye kesilir, böylece her hücrenin çalışma akımı yarıya indirilir. Bu, bantlardaki elektrik kayıplarını önemli ölçüde azaltır ve modülün hücreden modüle (CTM) oranını iyileştirir.

Yarım hücre modülünde hücreler arasındaki boşluklar daha büyüktür, bu da camdan hücrelere geri yansıyan ışığı biraz artırır. Hücre akımı ne kadar yüksekse, yarım hücre teknolojisinden elde edilen fayda o kadar büyük olur.

Modül Üretim İş Akışı

Modül üretim süreci genellikle yedi aşamadan geçer: bantlama, yerleştirme, laminasyon, çerçeveleme, bağlantı kutusu montajı, kürleme ve test etme, ardından son paketleme ve pazara teslimat. Tam hücre modüllerinden farklı olarak, yarım hücre modülleri hücre kesimini modül aşamasında uygular ve bir lazer kesim makinesi ile bir kesme adımı ekler, ardından bantlama ve yerleştirme süreçleri ayarlanır. Hücre tarafında, yarım hücre teknolojisi hücre düzeninin ayarlanmasını gerektirir.

Bantlama

Şeritler kullanılarak (manuel veya otomatik olarak), her hücrenin ön ve arka yüzü birbirine lehimlenerek seri bağlı bir hücre dizisi oluşturulur.

Önemli proses kontrolleri: soğuk lehim, aşırı lehim, hücre çatlaması ve lehim çekme mukavemeti.

Yarım hücreli modüller için ana akım düzen, iki bölümlü bir tasarım kullanır (gösterildiği gibi). Üst ve alt yarılar paralel bağlanır ve baypas diyotları kullanılır. Çıkış noktası, tam hücreli bir modülün tepesinden ortasına değişir, bu da dikey kurulum için uygun hale getirir.

Layup

Hücre dizileri bağlandıktan ve denetimden geçtikten sonra, hücre dizileri, cam, kesilmiş EVA ve arka tabaka, laminasyona hazırlık için belirli bir sırayla yerleştirilir. Yerleştirme sırasında, hücre dizilerinin ve cam gibi malzemelerin göreceli konumları sabit tutulur ve hücreler arasındaki boşluk ayarlanarak laminasyon için iyi bir temel oluşturulur. Aşağıdan yukarıya yerleştirme sırası: cam, EVA, hücreler, EVA, cam elyafı ve arka tabaka.

Laminasyon

Yerleştirilmiş hücre düzeneği laminatöre yerleştirilir. Modülün içindeki hava vakumla alınır, ardından EVA'yı eritmek için ısı uygulanır, hücreler, cam ve arka tabaka birbirine yapıştırılır. Son olarak modül soğutulur ve çıkarılır. Laminasyon, modül üretiminde kritik adımdır; laminasyon sıcaklığı ve süresi EVA'nın özelliklerine göre belirlenir. Sıradan EVA kullanıldığında, laminasyon çevrim süresi yaklaşık 10 ila 15 dakikadır ve kürleme sıcaklığı 135 ila 145 santigrat derecedir.

Önemli proses kontrolleri: kabarcıklar, çizikler, ezikler, şişkinlik ve hücre çatlaması.

Laminasyondan önce, modül performansını ve güvenliğini sağlamak için sıkı görünüm denetimi ve EL testi yapılması gerektiğini belirtmek önemlidir.

Görünüm denetimi

EL denetimi

Çerçeveleme

Çerçeve, modülün temperli camının ve lamine modülün kenarlarını ve köşelerini korur, daha sonraki kurulumu kolaylaştırır.

Önemli proses kontrolleri: ezikler, aşınmalar, çizikler, eksik montaj delikleri, arka yüzeyde sızdırmazlık taşması, kabarcıklar ve sızdırmazlık eksikliği.

Junction Box Montajı

Junction box, PV modülünü bağlar ve korurken, modül tarafından üretilen akımı kullanıcıya iletir.

Önemli proses kontrolleri: kabarcıklar ve sızdırmazlık taşması.

Kürleme

Önceki çerçeveleme ve bağlantı kutusu montaj adımlarında enjekte edilen sızdırmazlık malzemesi, sızdırmazlığı güçlendirmek ve modülü daha sonraki sert dış ortamlardan korumak için kürlenir.

Ana proses kontrolleri: kürlenme süresi, sıcaklık ve nem.

Test

Modülün sınıfını belirlemek için elektriksel performans parametreleri ölçülür. Üç ana test dahildir: yalıtım dayanımı voltaj testi, çerçeve ile iç canlı parçalar (hücreler, bantlar vb.) arasındaki güvenliği yüksek voltaj altında kontrol eder; toprak sürekliliği testi, çerçeve ile toprak arasındaki direnci ölçerek çerçeve topraklamasının sağlam olup olmadığını doğrular; ve IV testi, modül sınıfını belirlemek için elektriksel performans parametrelerini ölçer.

Tek Bir PV Modülünün Üretim Akışı

• Bir endüstriyel robot, kitap boyutundaki tek PV hücrelerini üretim hattına yerleştirir.

• Düzenlenen PV hücreleri birleştirilir ve lehimlenir, 12 hücrelik bir sıra lehimlenir ve kesilir. Mekanizasyondan önce bu iş yaklaşık dört veya beş kişinin aynı anda çalışmasını gerektiriyordu.

• Lehimlenen PV hücreleri kalite denetiminden geçer. Kalite sorunu olmayanlar doğrudan bir sonraki aşamaya, düzenleme ve organize etme işlemine gönderilir.

• PV hücreleri, grup başına 12 hücreden oluşan altı sıra halinde düzenlenir.

• Isıtma, yapıştırma ve film uygulaması yapılır.

• İlk katman cam, ikinci katman EVA, orta katman PV hücreleri, dördüncü katman yine EVA ve beşinci katman su geçirmezlik ve korozyon direnci için kullanılan arka tabakadır.

• Bir monokristal PV modül grubu beş katmandan oluşur. Laminasyon bu beş katmanı birleştirir.

• Laminasyon ve dört saatlik soğuk kürlenmeden sonra manuel toz temizliği yapılır ve kenarlar ile köşeler incelenir.

• Bitmiş PV modülü simüle edilmiş güneş ışığı fonksiyon testine tabi tutulur.

• Son muayene ve paketleme yapılır.

Ooitech'in Görüşü

Ooitech inanıyor: fotovoltaik modül üretimi, hassas hücre dizilimi ve güvenilir laminasyona dayanır; yarım hücre teknolojisi ve sıkı EL testi, daha yüksek verimlilik ve uzun vadeli güvenilirliğin anahtarıdır.