Proses Produksi Panel Surya: Laminasi
Proses Produksi Panel Surya: Laminasi
Hari ini kita melihat salah satu proses kunci dalam manufaktur modul surya: laminasi.
Dalam lini produksi modul fotovoltaik, laminasi bukan sekadar langkah pemanasan. Ini adalah salah satu proses terpenting yang menentukan kinerja akhir, keandalan, penampilan, dan masa pakai panel surya jadi. Melalui suhu, vakum, dan tekanan yang terkontrol, sel surya, kaca, enkapsulan EVA atau POE, backsheet, dan material lainnya diikat menjadi modul terintegrasi yang solid.
Proses laminasi yang baik membantu meningkatkan output daya jangka panjang dan melindungi modul dari kelembaban, tekanan mekanis, siklus termal, dan kondisi cuaca luar ruangan. Jika laminasi tidak dikontrol dengan baik, masalah seperti gelembung, adhesi yang buruk, retakan sel, cacat tepi, atau ikatan silang enkapsulan yang rendah dapat muncul.
Prinsip Kerja Laminator Modul Surya
Laminator panel surya tipikal terutama terdiri dari bagian-bagian berikut:
| Bagian Utama | Fungsi |
|---|---|
| Pelat Bawah / Pelat Pemanas | Permukaan pemanas datar. Biasanya dipanaskan oleh oli suhu tinggi atau batang pemanas listrik untuk mencapai suhu proses yang diperlukan. |
| Penutup Atas | Dilengkapi dengan membran silikon, cincin penyegel, dan komponen terkait. Bergerak turun untuk menutup ruang dan memberikan tekanan melalui membran. |
| Ruang Atas | Ruang antara penutup atas dan membran silikon. |
| Ruang Bawah | Ruang antara pelat pemanas dan penutup atas setelah ditutup. |
| Pompa Vakum | Digunakan untuk mengevakuasi ruang atas atau bawah dan mengeluarkan udara dari tumpukan modul. |
| Pompa Udara / Sistem Inflasi | Digunakan untuk mengisi ruang atas atau bawah dan memberikan tekanan selama laminasi. |
Setelah memahami bagian-bagian utama ini, kita dapat melihat bagaimana mesin laminasi bekerja langkah demi langkah.
Langkah 1: Menutup Penutup
Setelah modul masuk ke mesin laminasi, penutup atas bergerak ke bawah di bawah gaya silinder hidrolik. Ketika mencapai posisi yang tepat, cincin penyegel pada penutup atas bersentuhan erat dengan pelat bawah, menciptakan ruang tertutup. Ruang tertutup ini adalah ruang bawah.
Gambar mungkin terlihat sederhana, tetapi membantu menjelaskan struktur dasar dengan jelas.
Langkah 2: Vakum Ruang Bawah
Pompa vakum mulai mengevakuasi ruang. Di banyak pengaturan produksi, proses vakum berlangsung sekitar 6 menit, meskipun waktu pastinya tergantung pada jenis modul, bahan enkapsulan, desain mesin laminasi, dan resep proses.
Selama vakum, pelat bawah sudah dipanaskan. Setelah modul masuk ke mesin laminasi, modul terus dipanaskan hingga mendekati suhu yang ditetapkan dari pelat pemanas. Pada tahap pemanasan ini, film enkapsulan mulai meleleh, berubah dari keadaan padat menjadi keadaan mengalir.
Lingkungan vakum memungkinkan udara dan gas volatil di dalam enkapsulan yang meleleh dan tumpukan modul keluar. Ini sangat penting. Jika gas yang terperangkap tidak dihilangkan sebelum enkapsulan mulai mengeras, gelembung mungkin tetap ada di dalam modul setelah laminasi.
Langkah 3: Inflasi Ruang Atas dan Tekanan Laminasi
Setelah vakum, ruang atas diisi udara. Membran silikon adalah bahan yang fleksibel, sehingga mengembang dan berubah bentuk di bawah tekanan udara. Kemudian menekan erat permukaan modul dan memberikan tekanan yang seragam.
Tekanan ini membantu memaksa gelembung yang tersisa keluar dari modul. Pada saat yang sama, kombinasi panas dan tekanan membuat enkapsulan yang mengalir mulai mengeras dan berikatan silang. Enkapsulan secara bertahap berubah dari keadaan seperti cair menjadi lapisan ikatan padat yang stabil.
Skema ini menunjukkan bahwa setelah inflasi, membran silikon menempel erat pada modul. Ini juga membantu mencegah enkapsulan yang meleleh keluar secara berlebihan di bawah tekanan.
Langkah 4: Menahan Tekanan dan Pengerasan
Ketika ruang atas mencapai tekanan yang diperlukan, laminator mempertahankan tekanan ini untuk jangka waktu tertentu. Selama periode penahanan ini, enkapsulan terus melakukan crosslinking hingga tingkat crosslinking yang diperlukan tercapai.
Setelah proses selesai, ruang bawah diisi udara untuk melepaskan kondisi vakum. Pada saat yang sama, ruang atas dievakuasi untuk melepaskan tekanan. Kemudian penutup atas terpisah dari pelat bawah, dan modul bergerak ke ruang pendingin sebelum dibongkar.
Skema dari situs web ini memberikan gambaran umum tentang alur proses.
Catatan Proses Penting
Kain Anti Lengket Diperlukan
Modul tidak bersentuhan langsung dengan membran silikon atau pelat pemanas. Lapisan kain anti lengket ditempatkan di antaranya. Fungsi utamanya adalah untuk mencegah EVA yang meleleh atau enkapsulan lainnya menempel pada pelat pemanas atau membran silikon.
Laminator Modern Biasanya Menggunakan Tiga Ruang Kerja
Sebagian besar laminator modul PV modern dirancang dengan tiga ruang kerja, dan setiap ruang memiliki tujuan proses yang berbeda.
| Tahap | Tujuan Utama | Fitur Proses Khas |
|---|---|---|
| Tahap Pertama | Melelehkan enkapsulan dan menghilangkan gelembung udara | Suhu lebih rendah, vakum, dan tekanan lebih kecil. Biasanya sekitar 120°C tergantung pada bahan dan resep. |
| Tahap Kedua | Crosslinking enkapsulan dan ikatan akhir | Suhu lebih tinggi dan tekanan lebih tinggi. Biasanya sekitar 140°C tergantung pada bahan dan resep. |
| Tahap Ketiga | Pendinginan dan stabilisasi bentuk | Vakum, tekanan sangat kecil, dan suhu pelat rendah sekitar 20°C untuk mendinginkan modul. |
Alasan penggunaan tiga tahap terutama untuk meningkatkan efisiensi produksi dan stabilitas proses.
Pada tahap pertama, target utama adalah melelehkan enkapsulan dan menghilangkan gelembung udara. Suhu tidak boleh terlalu tinggi, dan tekanan tidak boleh terlalu besar. Jika enkapsulan mulai crosslinking terlalu awal, gelembung internal mungkin tidak dapat keluar dengan baik, dan gelembung akan tetap berada di dalam modul jadi.
Pada tahap kedua, target utama adalah crosslinking. Suhu lebih tinggi dan tekanan lebih besar, yang membantu mempercepat reaksi pengawetan enkapsulan dan meningkatkan kinerja ikatan.
Pada tahap ketiga, pendinginan adalah tugas utama. Hanya tekanan kecil yang diperlukan untuk mengurangi deformasi atau pembengkokan selama pendinginan.
Kelainan Umum dalam Proses Laminasi
| Cacat | Kemungkinan Penyebab |
|---|---|
| Gelembung pada permukaan sel surya | Suhu tahap pertama terlalu tinggi, enkapsulan melakukan crosslinking sebelum gelembung keluar, kondisi vakum abnormal, kecepatan vakum tidak mencukupi, atau waktu vakum terlalu singkat. |
| Gelembung seperti salju di tepi atau empat sudut | Tinggi bingkai laminasi mungkin tidak sesuai, atau ukuran bingkai tidak cocok dengan modul dengan benar. |
| Kekuatan kupas atau derajat crosslinking tidak memenuhi syarat | Suhu terlalu rendah, tekanan terlalu kecil, waktu penahanan terlalu singkat, atau masalah kualitas enkapsulan. |
| Retak sel setelah laminasi | Tekanan laminasi terlalu tinggi, benda asing pada kain suhu tinggi, atau permukaan kain tidak rata. |
| Gelembung di sekitar area pita | Masalah kualitas fluks, fluks tidak sepenuhnya kering, atau masalah residu terkait penyolderan. |
Untuk kualitas modul yang stabil, resep laminasi tidak boleh disalin secara membabi buta dari satu produk ke produk lainnya. Ketebalan kaca yang berbeda, teknologi sel, jenis enkapsulan, ukuran modul, struktur backsheet, dan kecepatan produksi mungkin memerlukan penyesuaian resep.
Pandangan Ooitech
Sebagai pemasok peralatan, kami melihatnya seperti ini: laminasi sering kali merupakan tempat penyimpangan proses kecil menjadi masalah kualitas yang terlihat, sehingga pabrik harus memperlakukan resep laminator sebagai parameter produksi yang terkontrol, bukan sekadar pengaturan mesin. Untuk modul efisiensi tinggi seperti MBB, TOPCon, IBC, atau produk shingled, tekanan seragam, kinerja vakum yang stabil, dan zona pemanas yang benar sangat penting karena struktur sel dan desain interkoneksi bisa lebih sensitif terhadap tekanan. Ooitech percaya bahwa lini modul yang baik tidak hanya tentang membeli peralatan, tetapi juga tentang mencocokkan pelatihan proses, perilaku material, dan perawatan harian menjadi satu sistem produksi yang stabil.
