การผลิตแผงโซลาร์เซลล์ PV: ระบบเบื้องหลังโมดูลที่ผลิตซ้ำได้

โรงงานสามารถผลิตโมดูลที่ยอมรับได้หนึ่งโมดูลและยังคงมีระบบการผลิตที่อ่อนแอ

การทดสอบที่ยากขึ้นมาทีหลัง: เมื่อชุดเซลล์ใหม่มาถึง กะอื่นเข้ามาทำงาน เครื่องลามิเนตเริ่มทำงานใหม่หลังการบำรุงรักษา หรือโรงงานเปลี่ยนจากรูปแบบโมดูลหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง หากคุณภาพเปลี่ยนแปลงทุกครั้งที่เงื่อนไขเหล่านั้นเปลี่ยนแปลง แสดงว่าโรงงานไม่ได้ควบคุมผลิตภัณฑ์จริงๆ กำลังจัดการกับชุดของความประหลาดใจ

นั่นคือวิธีที่มีประโยชน์ในการเข้าใจ การผลิตโมดูล PV พลังงานแสงอาทิตย์ไม่ใช่แค่การนำเซลล์ แก้ว และโพลิเมอร์มาประกอบกันเท่านั้น แต่คือการผลิตซ้ำอย่างควบคุมของแบบโมดูลที่ได้รับการอนุมัติ โดยมีหลักฐานกระบวนการเพียงพอที่จะแสดงว่าผลิตภัณฑ์ที่ปล่อยออกมาแต่ละชิ้นถูกผลิตตามที่ตั้งใจไว้

สี่ระบบต้องสอดคล้องกัน:

เครื่องจักรอยู่ภายในระบบเหล่านี้ ไม่ได้แทนที่ระบบ

โมดูลที่ดีหนึ่งโมดูลยังไม่ใช่ระบบการผลิต

ค่าอ้างอิงที่คงที่ในโรงงานผลิตแผงโซลาร์เซลล์คือคำจำกัดความของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการอนุมัติ เทคโนโลยีเซลล์อาจเปลี่ยนแปลง ล็อตวัสดุจะเปลี่ยนไป ผู้ปฏิบัติงานหมุนเวียน และอุปกรณ์เสื่อมสภาพ แผงที่ออกจากสายการผลิตจะต้องยังคงอยู่ในเกณฑ์การก่อสร้างและการปล่อยที่ได้รับการอนุมัติ

สิ่งนี้ทำให้ความสามารถในการทำซ้ำเป็นปัญหาหลักของการผลิต

ตัวอย่างที่สร้างขึ้นอย่างระมัดระวังโดยช่างเทคนิคที่มีประสบการณ์อาจทำงานได้ดี การผลิตจำนวนมากนำเสนอแรงกดดันที่แตกต่าง: การจัดการซ้ำ รอบเวลาสั้น สถานีขนาน การเลือกสูตร การเติมวัสดุ การหยุด การเริ่มใหม่ และการทำงานซ้ำ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยที่ดูไม่เป็นอันตรายที่สถานีหนึ่งอาจรวมกันในภายหลัง ข้อผิดพลาดตำแหน่งสตริงเล็กน้อยส่งผลต่อการวาง การเชื่อมต่อที่ควบคุมไม่ดีรอดจากการตรวจสอบด้วยสายตาแต่ปรากฏใน EL สูตรการเคลือบที่ไม่ถูกต้องอาจไม่สร้างข้อบกพร่องที่ชัดเจนที่ประตูห้อง แต่เปลี่ยนการป้องกันรอบวงจรเซลล์

ดังนั้นสายการผลิตจึงต้องการมากกว่าลำดับการดำเนินการ ต้องการขีดจำกัดที่กำหนด จุดวัด และการตอบสนองเมื่อผลลัพธ์เคลื่อนออกนอกขีดจำกัดเหล่านั้น

คำจำกัดความของผลิตภัณฑ์เขียนโรงงานอย่างเงียบๆ

การเลือกอุปกรณ์มักเริ่มต้นด้วยเป้าหมายกำลังการผลิตต่อปี ตัวเลขนั้นสำคัญ แต่ไม่ใช่ข้อมูลทางวิศวกรรมแรก ตัวแผงมาก่อน

แบบร่างและรายการวัสดุกำหนดงานทางกายภาพหลายอย่างของสายการผลิต: ขนาดเซลล์และสถาปัตยกรรม การสร้างเซลล์เต็มหรือเซลล์ตัด ริบบอนและรูปแบบการเชื่อมต่อ จำนวนสตริง ขนาดกระจก การซ้อนกระจกเดี่ยวหรือกระจก-กระจก ชนิดของสารห่อหุ้ม ตัวเลือกแผ่นหลัง โปรไฟล์กรอบ ตำแหน่งกล่องรวมสาย ความยาวสายเคเบิล และข้อกำหนดฉลาก

การตัดสินใจเหล่านั้นดำเนินต่อไปในการควบคุมการผลิต กฎการจัดเก็บวัสดุส่งผลต่อการเตรียม การออกแบบการเชื่อมต่อระหว่างกันส่งผลต่อการเรียงและการบัส ขนาดแผงส่งผลต่อการถ่ายโอนและการอ้างอิงการจัดตำแหน่งทุกครั้ง สารห่อหุ้มและการสร้างซ้อนส่งผลต่อสูตรการเคลือบ ตัวเลือกกรอบและกล่องรวมสายส่งผลต่อการจ่าย การประกอบ และเวลาในการบ่ม ตลาดที่ตั้งใจและแผนการรับรองส่งผลต่อการทดสอบ การสุ่มตัวอย่าง บันทึก และการเก็บรักษาเอกสาร

นี่คือเหตุผลที่รายการเครื่องจักรไม่สามารถกำหนดโรงงานได้ สองโครงการอาจใช้เครื่องจักรที่มีชื่อเดียวกัน แต่ต้องการช่วงการทำงาน อุปกรณ์จับยึด สูตร บัฟเฟอร์ อินเทอร์เฟซข้อมูล และประตูคุณภาพที่แตกต่างกัน

ก่อนที่จะกำหนดค่าสายการผลิต ควรถือว่าแบบร่างผลิตภัณฑ์ BOM แผนคุณภาพ และเกณฑ์การปล่อยเป็นเอกสารต้นทาง หากยังคงเปลี่ยนแปลง ข้อกำหนดอุปกรณ์ก็เปลี่ยนแปลงเช่นกัน ไม่ว่าไฟล์จัดซื้อจะยอมรับหรือไม่ก็ตาม

เส้นทางทางกายภาพนั้นเรียบง่าย แต่การควบคุมมันไม่ใช่

สำหรับโมดูลซิลิคอนผลึกแบบดั้งเดิม เส้นทางการผลิตโดยรวมนั้นอธิบายได้ง่าย

เซลล์จะถูกตรวจสอบหรือคัดแยกตามความต้องการ จากนั้นเชื่อมต่อกันด้วยริบบิ้นนำไฟฟ้าด้วยเครื่อง tabber stringer สายเซลล์จะถูกวางบนกระจกและสาร encapsulant ที่เตรียมไว้ เชื่อมต่อเป็นวงจรไฟฟ้าที่ต้องการ และปิดด้วยวัสดุ encapsulant และวัสดุด้านหลังที่เหลือ จากนั้นกองจะเข้าสู่เครื่อง laminator ซึ่งสุญญากาศ ความร้อน ความดัน และเวลาจะเปลี่ยนโครงสร้างที่หลวมให้เป็นแผ่นลามิเนตที่ยึดติดกัน

งานปลายน้ำจะทำให้ผลิตภัณฑ์ทางกลและไฟฟ้าสมบูรณ์ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ซึ่งอาจรวมถึงการตัดแต่ง การขอบ การประกอบกรอบ การติดตั้งกล่องรวมสาย การบัดกรี การใช้กาวหรือสาร potting การบ่ม การทำความสะอาด และการตกแต่งมุม การตรวจสอบ EL การวัด IV และการทดสอบความปลอดภัยทางไฟฟ้าให้ส่วนต่างๆ ของบันทึกคุณภาพขั้นสุดท้าย การติดฉลากและการคัดแยกเชื่อมต่อโมดูลทางกายภาพกับเอกลักษณ์และปลายทางของมัน

กระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกาอธิบายเส้นทางพื้นฐานเดียวกัน: การ tabbing และ stringing การจัดเรียงเซลล์ที่เชื่อมต่อกับกระจกและ encapsulant การ lamination จากนั้นติดตั้งโมดูลด้วยกรอบ การปิดผนึก และฟังก์ชันกล่องรวมสายตามที่กำหนด

ไม่มีขั้นตอนใดที่ผิดปกติในตัวเอง ความยากในการผลิตอยู่ที่การรักษาวัสดุ รูปทรง สูตร และเอกลักษณ์ผลิตภัณฑ์ที่ถูกต้องไว้ด้วยกันในขณะที่โมดูลผ่านขั้นตอนทั้งหมดเหล่านี้

ทุกขั้นตอนที่สำคัญต้องมีสูตรและบันทึก

กระบวนการจะสามารถควบคุมได้เมื่อโรงงานสามารถตอบคำถามสามข้อ: การตั้งค่าที่ตั้งใจคืออะไร สิ่งที่เกิดขึ้นจริงคืออะไร และการดำเนินการใดที่ตามมาหากผลลัพธ์ไม่เป็นที่ยอมรับ

บันทึกไม่จำเป็นต้องซับซ้อนในทุกสถานี แต่ต้องมีประโยชน์ การบันทึกอุณหภูมิโดยไม่ระบุสูตร ผลิตภัณฑ์ หรือล็อต จะสร้างข้อมูล แต่ไม่ใช่หลักฐานมากนัก

จุดควบคุมที่สำคัญที่สุดไม่ใช่สถานีที่แพงที่สุดเสมอไป การส่งมอบงานก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน สตริงที่ถูกต้องอาจแตกได้ระหว่างการยก กองที่สะอาดอาจสะสมสิ่งปนเปื้อนขณะรอ แผ่นเคลือบที่ดีอาจเสียหายระหว่างการตัดแต่งหรือการทำกรอบ ผลการทดสอบที่ผ่านอาจถูกกำหนดให้กับหมายเลขซีเรียลผิดหากการระบุตัวตนถูกมองว่าเป็นงานสำนักงานมากกว่าส่วนหนึ่งของการผลิต

ดังนั้นสูตรและบันทึกควรติดตามผลิตภัณฑ์ข้ามขอบเขตสถานี

การรับรองเป็นพื้นฐาน; ความสม่ำเสมอคืองานประจำวัน

การรับรองผลิตภัณฑ์และความสม่ำเสมอในการผลิตแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องแต่แตกต่างกัน

โปรแกรมการรับรองถามว่าโครงสร้างโมดูลที่กำหนดตรงตามข้อกำหนดการทดสอบที่เกี่ยวข้องหรือไม่ จากนั้นโรงงานต้องผลิตซ้ำโครงสร้างนั้นโดยไม่อนุญาตให้มีการทดแทนที่ไม่มีการควบคุมหรือการเบี่ยงเบนของกระบวนการ การผ่านลำดับการอนุมัติแบบครั้งเดียวไม่ได้พิสูจน์ว่าหน่วยการผลิตในภายหลังได้รับวัสดุที่ถูกต้อง เงื่อนไขการบัดกรี รอบการเคลือบ หรือการตรวจสอบการปล่อยครั้งสุดท้าย

IEC 62941 แก้ไขช่องว่างนี้โดยตรง มาตรฐานเชื่อมโยงความเชื่อมั่นอย่างต่อเนื่องในโมดูล PV ที่ได้รับการรับรองกับการออกแบบผลิตภัณฑ์และกระบวนการ การเลือกวัสดุ และการควบคุมกระบวนการผลิต โดยถือว่ามีพื้นฐานการจัดการคุณภาพที่จัดตั้งขึ้นแล้ว ไม่ใช่สิ่งทดแทน

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเพราะความน่าเชื่อถือในภาคสนามเริ่มต้นนานก่อนที่โมดูลจะถึงไซต์โครงการ โปรแกรมความน่าเชื่อถือของ IEA PVPS ตรวจสอบว่าวัสดุ การออกแบบ โหมดการเสื่อมสภาพ การทดสอบ และสภาพแวดล้อมการทำงานของโมดูลส่งผลต่อประสิทธิภาพเมื่อเวลาผ่านไปอย่างไร โรงงานไม่สามารถควบคุมสภาพอากาศที่โมดูลจะเผชิญได้ แต่สามารถควบคุมได้ว่าการก่อสร้างที่จัดส่งตรงกับการออกแบบที่ผ่านการรับรองหรือไม่ และตรวจพบความแปรผันในการผลิตก่อนการปล่อยหรือไม่

ข้อกำหนดการรับรองยังคงแตกต่างกันไปตามผลิตภัณฑ์และตลาดเป้าหมาย กฎที่ใช้งานได้จริงนั้นง่าย: กำหนดแผนการรับรองและคุณภาพให้เร็วพอที่จะกำหนดรูปแบบอุปกรณ์ ตำแหน่งตรวจสอบ การสุ่มตัวอย่าง การตรวจสอบย้อนกลับ และบันทึก

การตรวจสอบย้อนกลับเปลี่ยนข้อบกพร่องให้เป็นปัญหาที่มีขอบเขต

ลองนึกภาพว่าการตรวจสอบ EL ครั้งสุดท้ายเริ่มแสดงรูปแบบที่ผิดปกติ หากไม่มีการตรวจสอบย้อนกลับ โรงงานจะมีกองโมดูลที่ต้องสงสัยและรายการสาเหตุที่เป็นไปได้มากมาย หากมีการตรวจสอบย้อนกลับ การสอบสวนสามารถจำกัดให้แคบลงได้อย่างรวดเร็ว: ล็อตเซลล์ใด สูตรเครื่องยิงใด กะใด รอบการเคลือบใด เส้นทางการจัดการใด และโมดูลอื่นใดที่มีประวัติเดียวกัน

นั่นไม่ได้หมายความว่าทุกโครงการจำเป็นต้องมีชุดซอฟต์แวร์เดียวกัน สายการผลิตอัตโนมัติปริมาณมากอาจแลกเปลี่ยนสูตร รูปภาพ และผลการทดสอบกับ MES โรงงานขนาดเล็กหรือกึ่งอัตโนมัติอาจใช้บันทึกที่ง่ายกว่า สิ่งที่ไม่เปลี่ยนแปลงคือการเชื่อมต่อระหว่างโมดูลทางกายภาพและหลักฐานที่ใช้ในการปล่อย

บันทึกการปล่อยที่ใช้งานได้จริงอาจรวมถึง:

• หมายเลขซีเรียลของโมดูลและการแก้ไขผลิตภัณฑ์;

• การอ้างอิงวัสดุสำคัญหรือรุ่นการผลิต;

• สถานะการตรวจสอบระหว่างกระบวนการและรูปภาพที่เกี่ยวข้อง;

• สูตรการเคลือบและการเชื่อมโยงรอบ;

• ผลการทดสอบ EL, IV และความปลอดภัยทางไฟฟ้าขั้นสุดท้าย;

• ประวัติการทำงานซ้ำ (ถ้ามี);

• การจัดการขั้นสุดท้าย: ยอมรับ, ระงับ, ทำงานซ้ำ หรือปฏิเสธ

การตรวจสอบย้อนกลับบางครั้งถูกขายเป็นฟีเจอร์การรายงาน คุณค่าที่แท้จริงของมันปรากฏเมื่อมีบางสิ่งเปลี่ยนแปลง ช่วยกักกันผลผลิตที่ได้รับผลกระทบ เปรียบเทียบสภาวะที่ดีและไม่ดี ป้องกันไม่ให้หน่วยที่ถูกปฏิเสธกลับเข้าสู่สต็อกที่ยอมรับ และเปลี่ยนข้อบกพร่องที่เกิดซ้ำเป็นปัญหาการแก้ไขกระบวนการ

สถานีที่เร็วอาจยังคงเป็นของโรงงานที่ช้า

รอบเวลาในโบรชัวร์เป็นเพียงปัจจัยหนึ่งของกำลังการผลิต ผลผลิตที่ยั่งยืนใกล้เคียงกับความสัมพันธ์นี้:

ผลผลิตที่ดี = เวลาการผลิตตามกำหนด × อัตราสายการผลิตที่มีประสิทธิภาพ × ผลผลิตผ่านครั้งแรก

แต่ละเทอมเป็นของทั้งโรงงาน ไม่ใช่เครื่องจักรเดียว

อัตราการเดินสายที่มีประสิทธิภาพลดลงเมื่อสถานีรอกันและกัน อุปกรณ์แบบแบตช์ได้รับงานไม่สม่ำเสมอ การเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ใช้เวลานานกว่าที่วางแผน การเข้าบำรุงรักษาทำได้ไม่ดี หรือการกู้คืนข้อบกพร่องต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเองซ้ำๆ อัตราผลผลิตผ่านครั้งแรก (First-pass yield) ลดลงเมื่อข้อบกพร่องข้ามหลายกระบวนการก่อนตรวจพบ สูตรการผลิตถูกเลือกผิด วัตถุดิบเบี่ยงเบน หรือการทำงานซ่อมกลายเป็นการผลิตปกติ

การเคลือบ (Lamination) ทำให้เห็นประเด็นชัดเจนเพราะโดยทั่วไปเป็นกระบวนการแบบแบตช์ แต่ตรรกะเดียวกันนี้ใช้กับที่อื่นได้ การต่อสาย (Stringing) อาจผลิตได้เร็วกว่าที่การวาง (Layup) จะรับได้ การประกอบกรอบ (Framing) อาจรอการเตรียมกาว โมดูลที่เสร็จแล้วอาจรอคิวในการบ่มหรือทดสอบ ปัญหาการถ่ายโอนข้อมูลอาจหยุดการคัดแยกแม้ว่าอุปกรณ์เชิงกลจะพร้อมแล้ว

บัฟเฟอร์สามารถดูดซับความผันแปรระยะสั้นได้ แต่ไม่สามารถซ่อมแซมความไม่สมดุลถาวรได้ งานระหว่างทำที่มากขึ้นอาจซ่อนความไม่สมดุลไว้ชั่วคราว แต่ก็ใช้พื้นที่และปล่อยให้ข้อบกพร่องเดินทางไกลขึ้น

ควรประเมินระบบอัตโนมัติตามข้อจำกัดจริงเหล่านี้ ระบบอัตโนมัติมีคุณค่าเมื่อลดการจัดการที่เปราะบาง รักษาเสถียรภาพการจัดตำแหน่ง ทำการจ่ายหรือบัดกรีซ้ำๆ เชื่อมต่อข้อมูลทดสอบกับเอกลักษณ์ หรือรักษาจังหวะการผลิต (takt) ที่ต้องการ ระบบอัตโนมัติเพิ่มคุณค่าน้อยลงเมื่อนิยามผลิตภัณฑ์ต้นน้ำไม่เสถียร หรือเมื่อสถานีที่เชื่อมต่อกันไม่สามารถแชร์ข้อมูลอ้างอิง ตรรกะข้อบกพร่อง และกฎการเปลี่ยนรุ่นได้

กำหนดข้อมูลนำเข้าเหล่านี้ก่อนขอการกำหนดค่าไลน์

คำขอใบเสนอราคาที่มีประโยชน์ประกอบด้วยมากกว่าตัวเลขกำลังการผลิตและพื้นที่โรงงาน โดยให้ข้อมูลที่เสถียรเพียงพอแก่ซัพพลายเออร์เพื่อจำลองผลิตภัณฑ์ จุดตรวจสอบคุณภาพ การดำเนินงาน และการเปลี่ยนแปลงในอนาคต

ข้อมูลนำเข้าเหล่านี้เผยให้เห็นขอบเขตการกำหนดค่าที่แท้จริง สายการผลิตกึ่งอัตโนมัติอาจเหมาะสมสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลงหรือการดำเนินงานที่มีปริมาณน้อย สายการผลิตอัตโนมัติเต็มรูปแบบอาจมีความสมเหตุสมผลเมื่อผลิตภัณฑ์มีความเสถียร ปริมาณการผลิตสูง และโรงงานสามารถบำรุงรักษาอุปกรณ์และระบบข้อมูลได้ ไม่ว่าในกรณีใด การออกแบบที่ถูกต้องคือการออกแบบที่ปกป้องคำจำกัดความของโมดูลที่ได้รับการอนุมัติในขณะที่ตอบสนองแผนการดำเนินงาน

แหล่งข้อมูลที่ปรึกษา

• พื้นฐานการผลิตแผงโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ — กระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกา

• IEC 62941:2019 — ระบบคุณภาพสำหรับการผลิตโมดูล PV

• ความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ — IEA PVPS Task 13

• ความสม่ำเสมอในการผลิต — หน่วยปฏิบัติการประกันคุณภาพไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ระหว่างประเทศ

• สายการผลิตแผงโซลาร์เซลล์อัตโนมัติเต็มรูปแบบ Ooitech

• อุปกรณ์และโซลูชันสายการผลิตแผงโซลาร์เซลล์ Ooitech

การผลิตคือความสามารถในการทำซ้ำที่มองเห็นได้

ระบบการผลิตโมดูล PV พลังงานแสงอาทิตย์ที่แข็งแกร่งที่สุดไม่ใช่ระบบที่มีรายการเครื่องจักรยาวที่สุด แต่เป็นระบบที่คำจำกัดความของผลิตภัณฑ์ วัสดุ การตั้งค่ากระบวนการ การตรวจสอบ เอกลักษณ์ และการไหลของโรงงานบอกเล่าเรื่องราวเดียวกันสำหรับทุกโมดูลที่ปล่อยออกมา

Ooitech สามารถให้บริการกำหนดค่าสายการผลิตโมดูล PV พลังงานแสงอาทิตย์ อุปกรณ์ ผังโรงงาน การติดตั้ง การ commissioning การฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน และการสนับสนุนหลังการขายแก่ลูกค้าทั่วโลก โดยสอดคล้องกับการออกแบบโมดูลและแผนการผลิตที่ตั้งใจไว้