จากเซลล์แสงอาทิตย์สู่โมดูลสำเร็จรูป: สายการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ทำงานอย่างไร

วิธีที่มีประโยชน์ในการทำความเข้าใจโรงงานโมดูลโซลาร์เซลล์คือการละชื่อเครื่องจักรไว้ชั่วคราวและดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับผลิตภัณฑ์

ในตอนเริ่มต้น มีเซลล์เดี่ยวที่เปราะบางและม้วนหรือแผ่นวัสดุ ตรงกลาง มีวงจรที่เชื่อมต่อทางไฟฟ้าอยู่ภายในกองหลวม ในตอนท้าย มีผลิตภัณฑ์ที่ปิดผนึกพร้อมหมายเลขซีเรียล กำลังไฟฟ้าที่วัดได้ บันทึกการตรวจสอบ และการตัดสินใจ: ปล่อย ซ่อม หรือปฏิเสธ

การเปลี่ยนแปลงนั้นเกิดขึ้นในสามขั้นตอนใหญ่

มุมมองกระบวนการนี้มีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างจากแคตตาล็อกเครื่องจักร ผู้อ่านที่ต้องการข้อมูลอ้างอิงแบบทีละเครื่องสามารถใช้บทความของ Ooitech เรื่อง ใช้เครื่องจักรอะไรในการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ที่นี่ คำถามคือว่าการดำเนินการเหล่านั้นพึ่งพากันอย่างไร

เซลล์กลายเป็นวงจรไฟฟ้าที่ควบคุมได้

โรงงานประกอบโมดูลส่วนใหญ่เริ่มต้นด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ที่ซื้อมา การตัดสินใจในการผลิตครั้งแรกถูกฝังอยู่ในแบบผลิตภัณฑ์แล้ว: เซลล์เต็มหรือเซลล์ตัด, หน้าสัมผัสด้านหน้าแบบดั้งเดิมหรือหน้าสัมผัสด้านหลัง, จำนวนและตำแหน่งของริบบอน, ความยาวสตริง, ช่องว่าง, ตำแหน่งนำออก, และการจัดเรียงวงจรสุดท้าย

หากแบบใช้เซลล์ที่แบ่งแล้ว กระบวนการเลเซอร์จะเตรียมชิ้นส่วนที่ต้องการ กระบวนการสตริงจะบัดกรีริบบอนนำไฟฟ้าเข้ากับเซลล์และเชื่อมต่อแบบอนุกรม สตริงที่เสร็จแล้วจะเคลื่อนไปยังการวางซ้อน ซึ่งจะวางบนกระจกและสารห่อหุ้มที่เตรียมไว้ การเชื่อมต่อบัสจะเชื่อมสตริงตามแบบไฟฟ้าของโมดูล

การดำเนินการเหล่านี้มักถูกขายเป็นหมวดหมู่เครื่องจักรแยกกัน แต่โรงงานประสบปัญหาเป็นปัญหาต่อเนื่องเดียวกัน: สร้างวงจรโดยไม่ทำให้เซลล์แตก, ความร้อนสูงเกินไปในโครงสร้างที่ไวต่อความร้อน, การเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิต, หรือสร้างรอยต่อไฟฟ้าที่อ่อนแอ

การส่งต่อมีความสำคัญ สตริงอาจผ่านการตรวจสอบด้วยสายตาได้ แต่ยังคงเสียหายขณะถูกยก พลิก หรือวาง สตริงที่บัดกรีอย่างถูกต้องอาจกลายเป็นโมดูลที่จัดตำแหน่งไม่ดีหากการอ้างอิงการวางซ้อนผิด ริบบอนบัสอาจเชื่อมต่อทางไฟฟ้าแต่ถูกวางตำแหน่งไม่ดีสำหรับกระบวนการกล่องรวมสายในภายหลัง

ด้วยเหตุนี้ การจัดการเซลล์ การแก้ไขด้วยภาพ การขนส่งสตริง ความแม่นยำในการวางซ้อน และการควบคุมการเชื่อมต่อบัสควรถูกออกแบบร่วมกัน การซื้อแต่ละสถานีตามข้อกำหนดในโบรชัวร์ของตัวเองจะพลาดจุดเชื่อมต่อที่ทำให้เกิดการสูญเสียในการผลิตจำนวนมาก

ขอบเขตที่มีค่าใช้จ่ายสูงอยู่ก่อนการเคลือบ

ก่อนการเคลือบ โมดูลยังสามารถเปิดได้ สตริงที่เสียหายสามารถเปลี่ยนได้ ริบบอนที่วางผิดตำแหน่งสามารถแก้ไขได้ ฝุ่นสามารถกำจัดได้ สารห่อหุ้มหรือวัสดุด้านหลังสามารถจัดตำแหน่งใหม่ได้

หลังการเคลือบ การแก้ไขแบบเดียวกันนั้นกลายเป็นเรื่องยาก ไม่คุ้มทุน หรือเป็นไปไม่ได้โดยไม่ต้องเสียสละโมดูล ทำให้การตรวจสอบก่อนการเคลือบเป็นมากกว่ากิจวัตรของแผนกคุณภาพ มันเป็นขอบเขตทางเศรษฐกิจในกระบวนการผลิต

จุดตรวจสอบที่สมเหตุสมผลจะตรวจสอบหลักฐานสองประเภท

การตรวจสอบด้วยสายตาครอบคลุมการวางวัสดุ การปนเปื้อน ระยะห่างของสตริง ตำแหน่งการนำออก รอยยับ สิ่งแปลกปลอม และความเสียหายที่ชัดเจน การตรวจสอบ EL ครอบคลุมสภาพทางไฟฟ้าของวงจรเซลล์ที่เชื่อมต่อ รวมถึงข้อบกพร่องที่อาจมองไม่เห็นภายใต้แสงปกติ

วัตถุประสงค์ไม่ใช่เพื่อสร้างรายงานการตรวจสอบอีกฉบับ แต่เพื่อป้องกันข้อบกพร่องที่หลีกเลี่ยงได้ไม่ให้ผ่านเข้าสู่กระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ เมื่อสายการผลิตพบปัญหาเดียวกันซ้ำๆ ที่จุดตรวจนี้ การตอบสนองที่ถูกต้องคือการแก้ไขกระบวนการต้นน้ำ ไม่ใช่เพียงแค่เพิ่มผู้ตรวจสอบมากขึ้น

ชั้นที่วางหลวมๆ จะกลายเป็นแผ่นลามิเนตที่ได้รับการปกป้อง

โดยทั่วไปแล้วชั้นของโมดูลประกอบด้วยกระจกด้านหน้า สาร encapsulant วงจรเซลล์ที่เชื่อมต่อกัน ชั้น encapsulant ที่สอง และแผ่นหลังโพลิเมอร์หรือกระจกด้านหลัง ระบบตัดและวางวัสดุจะเตรียมชั้นเหล่านั้นตามขนาดผลิตภัณฑ์ อุปกรณ์จัดการจะควบคุมขอบและจุดอ้างอิงของชั้นในขณะที่เคลื่อนไปสู่การเคลือบ

เครื่องเคลือบจะใช้การผสมผสานของสุญญากาศ ความร้อน ความดัน และเวลาที่ควบคุมได้ อากาศจะถูกกำจัดออก สาร encapsulant จะไหลและบ่มตัว และชั้นที่หลวมก่อนหน้านี้จะกลายเป็นโครงสร้างที่ยึดติดกัน

ขั้นตอนนี้ถูกควบคุมโดยสูตร ไม่ใช่แค่การตั้งค่าอุณหภูมิเท่านั้น เคมีของ encapsulant โครงสร้างกระจก ขนาดโมดูล การจัดเก็บวัสดุ พฤติกรรมการดูดอากาศ ความสม่ำเสมอในการให้ความร้อน และสภาวะการทำความเย็น ล้วนมีผลต่อผลลัพธ์ สูตรที่เหมาะสมกับรายการวัสดุหนึ่งไม่ควรถูกคัดลอกไปใช้กับอีกวัสดุหนึ่งโดยไม่พิจารณา

เครื่องเคลือบยังมีข้อจำกัดที่เข้มงวด: ไม่สามารถซ่อมแซมชั้นที่ได้รับมาได้ ไม่สามารถจัดแนวสายที่วางผิดตำแหน่ง กำจัดการปนเปื้อน ซ่อมแซมเซลล์ที่แตก หรือแก้ไขวัสดุด้านหลังที่ผิดประเภท ดังนั้นการเคลือบที่ดีจึงเริ่มต้นก่อนที่ประตูห้องจะปิด

การไหลของโรงงานรอบกระบวนการนี้สมควรได้รับการวางแผนอย่างรอบคอบ ชั้นที่ยังไม่เคลือบนั้นเปราะบางและใช้พื้นที่ การโหลดเป็นชุดอาจทำให้การเข้าและออกไม่สม่ำเสมอ การทำความเย็นและการจัดการ downstream อาจจำกัดพื้นที่แม้ว่าตัวห้องจะดูเร็วพอ ตัวเลขกำลังการผลิตที่มีประโยชน์คือการไหลอย่างต่อเนื่องผ่านส่วนที่สมบูรณ์ ไม่ใช่เวลา recipe ที่สั้นที่สุดที่แสดง

การตกแต่งเพิ่มฟังก์ชัน ไม่ใช่การตกแต่ง

แผ่นลามิเนตอาจดูเหมือนแผงโซลาร์เซลล์แล้ว แต่ยังมีงานที่เกี่ยวข้องกับฟังก์ชันอีกหลายอย่างที่ต้องทำ

การตกแต่งเริ่มต้นที่ขอบของแผ่นลามิเนต ซึ่งวัสดุส่วนเกินจะถูกกำจัดออกและขอบจะถูกเตรียมสำหรับโครงสร้างที่เลือก สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีกรอบ สารซีลแลนท์และโปรไฟล์อะลูมิเนียมจะถูกประกอบเป็นโครงสร้างสี่เหลี่ยมที่แข็งแรงสำหรับการบรรจุ การติดตั้ง และการใช้งานภาคสนาม การออกแบบแบบไร้กรอบและกระจก-กระจกจะจัดการขั้นตอนนี้แตกต่างกัน ดังนั้นกระบวนการจัดการและขอบของพวกเขาจะต้องถูกกำหนดโดยแบบผลิตภัณฑ์

กล่องรวมสายสร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้าภายนอก แถบนำออกต้องถึงขั้วที่ถูกต้อง รอยต่อไฟฟ้าต้องมั่นคง และวัสดุยึดติดหรือวัสดุอุดต้องป้องกันชุดประกอบ เวลาในการบ่มเป็นส่วนหนึ่งของเวลาในการผลิต การเคลื่อนย้ายโมดูลเร็วเกินไปอาจรบกวนการติดตั้งที่ยอมรับได้

ขั้นตอนเหล่านี้บางครั้งถูกมองว่าเป็นส่วนท้ายของสายการผลิตที่ง่าย เพราะวงจรโซลาร์ถูกสร้างขึ้นแล้ว สมมติฐานนั้นเสี่ยง ความเสียหายของกรอบ การปิดผนึกไม่ดี การเชื่อมต่อขั้วอ่อน หรือการใช้กาวที่ไม่ควบคุม อาจทำให้โมดูลที่ผ่านทุกขั้นตอนก่อนหน้านี้ถูกปฏิเสธ

โมดูลจะถูกปล่อยโดยหลักฐาน

การทดสอบขั้นสุดท้ายตอบคำถามที่แตกต่างกันหลายข้อ และไม่มีเครื่องทดสอบเครื่องเดียวที่ตอบทุกข้อ

ประการแรก: วงจรยังคงสมบูรณ์หรือไม่? การตรวจสอบ EL ขั้นสุดท้ายมองหาความเสียหายหรือการขาดตอนทางไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการเคลือบ การตัดแต่ง การประกอบกรอบ หรือการเคลื่อนย้าย

ประการที่สอง: โมดูลให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าอย่างไร? เครื่อง ทดสอบ IV หรือเครื่องจำลองแสงอาทิตย์บันทึกการตอบสนองกระแส-แรงดันภายใต้การส่องสว่างที่ควบคุม ผลลัพธ์สนับสนุนการจำแนกกำลังไฟฟ้าและข้อมูลทางไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับโมดูล

ประการที่สาม: ผลิตภัณฑ์ปลอดภัยทางไฟฟ้าหรือไม่? การตรวจสอบฉนวน ไฮพอต และความต่อเนื่องของกราวด์จัดการกับเส้นทางแยกและการป้องกันตามโครงสร้างและแผนคุณภาพที่เกี่ยวข้อง

นอกจากนี้ยังมีคำถามที่สี่ที่มักถูกมองข้าม: โรงงานสามารถพิสูจน์ได้หรือไม่ว่าประวัติกระบวนการใดเป็นของโมดูลทางกายภาพนี้?

บาร์โค้ดหรือตัวระบุซีเรียลอื่นสามารถเชื่อมต่อผลิตภัณฑ์กับล็อตเซลล์หรือวัสดุ บันทึกการเรียง การตรวจสอบภาพ สูตรการเคลือบ ข้อมูลผู้ปฏิบัติงานหรืออุปกรณ์ ผล IV และผลการทดสอบความปลอดภัย ในโรงงานอัตโนมัติ ข้อมูลนี้อาจถูกแลกเปลี่ยนกับระบบบริหารการผลิต ในโรงงานขนาดเล็ก หลักการเดียวกันยังคงใช้ได้แม้การเก็บข้อมูลจะง่ายกว่า

การตรวจสอบย้อนกลับเปลี่ยนผลการทดสอบให้เป็นบันทึกการผลิตที่ใช้งานได้ ช่วยตรวจสอบข้อบกพร่องที่เกิดซ้ำ แยกวัสดุที่ได้รับผลกระทบ เปรียบเทียบสูตร และป้องกันไม่ให้หน่วยที่ถูกปฏิเสธถูกผสมกลับเข้าไปในสต็อกที่ยอมรับ

คิวเผยให้เห็นการออกแบบโรงงานที่แท้จริง

ผลผลิตการผลิตไม่ค่อยถูกจำกัดโดยเครื่องจักรที่มีสเปกที่น่าประทับใจที่สุด แต่ถูกจำกัดโดยวิธีที่รอบเวลา ล็อต การถ่ายโอน การตรวจสอบ การเปลี่ยนรุ่น การบำรุงรักษา และการระงับคุณภาพมีปฏิสัมพันธ์กันในกะการทำงาน

คิวเป็นหลักฐานที่มีประโยชน์เพราะแสดงให้เห็นว่าสายการผลิตสูญเสียการประสานงานที่ใด

บัฟเฟอร์สามารถปกป้องกระบวนการหนึ่งจากการรบกวนระยะสั้นในอีกกระบวนการหนึ่ง แต่ไม่ใช่การรักษาสำหรับความไม่สมดุลถาวร การมีบัฟเฟอร์น้อยเกินไปทำให้เกิดการหยุดบ่อยครั้ง การมีมากเกินไปซ่อนปัญหา เพิ่มงานระหว่างทำ ใช้พื้นที่ และทำให้ข้อบกพร่องเดินทางไกลขึ้นก่อนที่ใครจะสังเกตเห็นรูปแบบ

เป้าหมายไม่ใช่การกำจัดทุกช่วงเวลาของการรอ แต่เพื่อทราบว่าทำไมการรอจึงเกิดขึ้น และมันปกป้องกระบวนการหรือเปิดเผยข้อผิดพลาดในการออกแบบ

ทำให้ความเสี่ยงเป็นอัตโนมัติก่อนที่จะเกิดเหตุการณ์

การตัดสินใจเกี่ยวกับระบบอัตโนมัติมักถูกพูดถึงในฐานะทางเลือกระหว่างโรงงานกึ่งอัตโนมัติกับโรงงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบ คำถามที่มีประโยชน์กว่าคือระบบอัตโนมัติช่วยขจัดความเสี่ยงในการดำเนินงานที่ใหญ่ที่สุดที่ใด

การจัดการที่เปราะบางเป็นลำดับความสำคัญหนึ่ง การยกและวางเซลล์ สายเซลล์ แก้ว และแผ่นลามิเนตขนาดใหญ่ซ้ำๆ สร้างโอกาสในการแตกหัก รอยขีดข่วน และการเคลื่อนที่ของแนว

ความแม่นยำที่ทำซ้ำได้เป็นอีกประการหนึ่ง การวางสายเซลล์ เรขาคณิตของการเชื่อมต่อ การจ่ายกาว การประกอบกรอบ และการวางตำแหน่งทดสอบจะได้รับประโยชน์เมื่อการเคลื่อนที่ที่ควบคุมแบบเดียวกันต้องเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่าในทุกโมดูล

การส่งมอบงานก็ควรได้รับความสนใจเช่นกัน การถ่ายโอนอัตโนมัติสามารถลดคิวและการสัมผัสด้วยมือได้ แต่จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อสถานีที่เชื่อมต่อกันใช้ข้อมูลอ้างอิง ตรรกะรอบการทำงาน การควบคุมความปลอดภัย และการกู้คืนข้อผิดพลาดที่เข้ากันได้

สุดท้าย ระบบอัตโนมัติสามารถปรับปรุงการเก็บข้อมูลได้ การอ่านบาร์โค้ด การเลือกสูตร การถ่ายโอนผลการทดสอบ และการกำหนดเส้นทางของชิ้นงานที่ปฏิเสธจะมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นเมื่อถูกสร้างไว้ในกระบวนการแทนที่จะบันทึกในภายหลัง

งานด้วยมือยังคงมีบทบาทอยู่ สามารถให้ความยืดหยุ่นระหว่างการผลิตนำร่อง การพัฒนาผลิตภัณฑ์ การดำเนินงานที่มีปริมาณน้อย หรือขั้นตอนที่การตัดสินใจมีค่ามากกว่าความเร็ว ข้อแลกเปลี่ยนคือกระบวนการต้องกำหนดการฝึกอบรม การตรวจสอบ การยศาสตร์ และการตรวจสอบย้อนกลับอย่างระมัดระวังเท่ากับที่สถานีอัตโนมัติกำหนดเซ็นเซอร์และการเชื่อมต่อประสาน

การจัดวางเริ่มต้นด้วยปัจจัยนำเข้า ไม่ใช่ผังพื้น

ซัพพลายเออร์ไม่สามารถออกแบบสายการผลิตที่มีประโยชน์จากเป้าหมายกำลังการผลิตต่อปีเพียงอย่างเดียว ผลผลิตต่อปีเป็นสรุปของสมมติฐานการดำเนินงานหลายประการ การจัดวางต้องการสมมติฐานเหล่านั้นเอง

ข้อมูลนำเข้าเหล่านี้ยังป้องกันข้อผิดพลาดทั่วไปในการจัดวาง: การวาดเส้นที่เรียบร้อยก่อนแล้วจึงบังคับให้ผลิตภัณฑ์และการไหลของวัสดุเข้ากับเส้นนั้น ลำดับที่ดีกว่าคือ การกำหนดผลิตภัณฑ์ การไหลของกระบวนการ จุดตรวจสอบคุณภาพ แบบจำลองรอบเวลา การกำหนดค่าอุปกรณ์ และสุดท้ายคือแผนผังชั้นโดยละเอียด

แหล่งข้อมูลและการอ่านเพิ่มเติม

• พื้นฐานการผลิตแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ — กระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา

• แคตตาล็อกอุปกรณ์ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ Ooitech

• สายการผลิตแผงโซลาร์เซลล์อัตโนมัติเต็มรูปแบบ Ooitech

• เครื่องจักรอะไรที่ใช้ทำแผงโซลาร์เซลล์? — Ooitech

ออกแบบย้อนกลับจากโมดูลที่คุณต้องการผลิต

สายการผลิตจะระบุได้ง่ายขึ้นเมื่อโครงการกำหนดผลลัพธ์สามประการ: วงจรที่ถูกต้อง แผ่นลามิเนตที่ทนทาน และโมดูลสำเร็จรูปที่รองรับด้วยบันทึกการทดสอบและการตรวจสอบย้อนกลับ การเลือกเครื่องจักรจะตามกระบวนการแทนที่จะแทนที่กระบวนการ

Ooitech สามารถกำหนดค่าและจัดหาระบบผลิตแผงโซลาร์เซลล์ให้กับลูกค้าทั่วโลก ตั้งแต่โรงงานที่ใช้ผู้ปฏิบัติงานช่วยไปจนถึงสายการผลิตที่มีระบบอัตโนมัติสูง พร้อมการเลือกอุปกรณ์ การจัดวางโรงงาน การติดตั้ง การเริ่มเดินระบบ การฝึกอบรม และการสนับสนุนหลังการขายที่สอดคล้องกับโมดูลและแผนการผลิตที่ตั้งใจไว้