Proses dan Teknologi Manufaktur Modul Surya

Jawaban singkat: Industri fotovoltaik memiliki empat tahap: polisilikon, wafer, sel surya dan modul. Modul berada di hilir, antara sel jadi dan sistem PV terpasang. Manufaktur modul mengambil sel individu yang rapuh dan mengubahnya menjadi unit tersegel, berbingkai, dan tahan cuaca: sel disolder menjadi string, string ditata dengan enkapsulan EVA di antara kaca depan dan backsheet belakang, tumpukan dilaminasi dalam vakum dan panas, lalu dibingkai, dipasang junction box dan diuji kilat pada penguji IV. Pemotongan half-cell dan tata letak multi-busbar mengubah setiap langkah, meningkatkan daya dan menurunkan rugi resistif. Karena satu sel hanya menghasilkan beberapa watt pada sekitar 0,6 V, langkah perakitan inilah yang menghasilkan modul 400 W hingga 700 W yang dapat digunakan. Modul juga merupakan tempat semua masalah kualitas dari hulu menjadi terlihat sebagai kehilangan hasil.

Manufaktur Modul PV · oleh Jerry, Ooitech

Pengenalan Modul Fotovoltaik

Rantai industri fotovoltaik dibagi menjadi empat tahap: polisilikon, wafer, sel surya, dan modul. Modul PV berada di ujung hilir rantai, terletak di antara sel surya dan sistem PV lengkap.

Satu sel surya hanya menghasilkan listrik dalam jumlah terbatas. Sel harus dihubungkan secara seri dan dienkapsulasi menjadi modul sebelum dapat berfungsi sebagai sumber daya yang dapat digunakan. Oleh karena itu, modul PV adalah perangkat surya terkecil yang tidak dapat dibagi dan mampu memberikan keluaran arus searah dengan sendirinya. Sebagai unit pembangkit listrik efektif terkecil, modul ini terdiri dari sembilan komponen inti: sel surya, pita interkoneksi, bus bar, kaca tempered, EVA, backsheet, rangka paduan aluminium, sealant, dan kotak sambungan.

Di antara empat tahap rantai PV, segmen modul adalah yang paling awal berkembang dan matang di China.

Produksi modul terutama melibatkan dua langkah kunci: interkoneksi sel dan laminasi. Interkoneksi sel menentukan kinerja listrik modul. Jumlah sel standar untuk modul PV adalah 60 atau 72 sel, dihubungkan oleh 10 atau 12 pita tembaga yang bertindak sebagai bus bar, dengan enam kelompok saling terhubung membentuk satu modul.

Modul PV diharapkan bertahan setidaknya 25 tahun, sehingga harus tahan terhadap tekanan lingkungan dan memberikan tingkat kekuatan mekanis. Setelah interkoneksi sel, material biasanya disusun dari bawah ke atas sebagai kaca tempered, EVA, sel, dan backsheet, kemudian disegel bersama melalui laminasi. Backsheet dan kaca tempered membungkus sel dan EVA di dalamnya, sementara bingkai aluminium dan sealant melindungi dan menyegel tepinya.

Alur kerja pembuatan modul secara keseluruhan dapat dipecah menjadi: penyolderan, penumpukan, laminasi, Pengujian EL, framing, pemasangan junction box, pembersihan, pengujian IV, inspeksi akhir, dan pengemasan. Di antaranya, soldering dan laminasi memiliki kandungan teknis dan nilai tertinggi.

Peralatan yang Digunakan dalam Produksi Modul

Peralatan modul berkaitan langsung dengan setiap tahap alur kerja produksi. Mesin utama meliputi pemotongan laser mesin, tabber stringers, peralatan layup otomatis, laminator, dan lini produksi otomatis.

Melihat tahapan-tahapan individual: tahap penyolderan memerlukan mesin pemotong laser, mesin las bus bar, dan stringer tabber sel; tahap layup menggunakan mesin penempat templat; tahap laminasi memerlukan laminator; tahap pengujian EL memerlukan penguji EL; tahap pembingkaian memerlukan penempat bingkai otomatis dan mesin framings; tahap kotak sambungan memerlukan mesin penyolderan kotak sambungan; tahap pembersihan memerlukan unit pembalik modul; tahap pengujian IV menggunakan penguji kurva IV; inspeksi akhir memerlukan unit inspeksi pembalik; dan pengemasan memerlukan jalur pengemasan.

Selain mesin individu, pemasok peralatan juga dapat menyediakan jalur perakitan modul otomatis penuh yang mencakup setiap tahap, memungkinkan proyek turnkey.

Kualitas dan biaya modul sel surya secara langsung mempengaruhi kualitas dan biaya seluruh sistem. Jadi, seperti apa sebenarnya alur kerja produksi modul?

Struktur Modul

Struktur Modul Setengah Sel

Dalam modul setengah sel, sel dipotong menjadi dua sehingga arus operasi setiap sel menjadi setengahnya. Ini secara signifikan mengurangi kerugian listrik pada pita dan meningkatkan rasio cell-to-module (CTM) modul.

Celah antara sel dalam modul setengah sel lebih besar, sedikit meningkatkan cahaya yang dipantulkan dari kaca kembali ke sel. Semakin tinggi arus sel, semakin besar manfaat yang diperoleh dari teknologi setengah sel.

Alur Kerja Produksi Modul

Proses produksi modul umumnya melewati tujuh tahap: stringing, layup, laminasi, framing, pemasangan junction box, curing, dan pengujian, sebelum pengemasan akhir dan pengiriman ke pasar. Tidak seperti modul sel penuh, modul setengah sel menerapkan pemotongan sel pada tahap modul, menambahkan langkah pemotongan dengan mesin pemotong laser, setelah itu proses stringing dan layup disesuaikan. Pada sisi sel, teknologi setengah sel memerlukan penyesuaian tata letak sel.

Stringing

Menggunakan pita (baik secara manual atau otomatis), bagian depan dan belakang setiap sel disolder bersama untuk membentuk rangkaian sel yang terhubung seri.

Kontrol proses utama: penyolderan dingin, penyolderan berlebih, retak sel, dan kekuatan tarik solder.

Tata letak utama untuk modul setengah sel mengadopsi desain dua bagian (seperti yang ditunjukkan). Bagian atas dan bawah dihubungkan secara paralel dan menggunakan dioda bypass. Titik keluar berubah dari atas modul sel penuh ke tengah, membuatnya cocok untuk pemasangan vertikal.

Layup

Setelah rangkaian sel terhubung dan lolos inspeksi, rangkaian sel, kaca, EVA potong, dan backsheet ditata dalam urutan tertentu sebagai persiapan untuk laminasi. Selama penataan, posisi relatif rangkaian sel dan material seperti kaca dijaga tetap, dan jarak antar sel disesuaikan untuk memberikan dasar yang baik untuk laminasi. Urutan penataan dari bawah ke atas adalah: kaca, EVA, sel, EVA, serat kaca, dan backsheet.

Laminasi

Rakitan sel yang telah ditata ditempatkan di laminator. Udara di dalam modul dikeluarkan dengan vakum, kemudian panas diterapkan untuk melelehkan EVA, mengikat sel, kaca, dan backsheet bersama. Akhirnya, modul didinginkan dan dikeluarkan. Laminasi adalah langkah kritis dalam produksi modul, dengan suhu dan waktu laminasi ditentukan oleh sifat EVA. Saat menggunakan EVA biasa, waktu siklus laminasi sekitar 10 hingga 15 menit, dengan suhu curing 135 hingga 145 derajat Celcius.

Kontrol proses utama: gelembung, goresan, penyok, tonjolan, dan retak sel.

Perlu dicatat bahwa sebelum laminasi, diperlukan inspeksi penampilan yang ketat dan pengujian EL untuk memastikan kinerja dan keamanan modul.

Inspeksi penampilan

Inspeksi EL

Pembingkaian

Bingkai melindungi tepi dan sudut kaca tempered modul dan modul yang telah dilaminasi, membuat pemasangan selanjutnya lebih mudah.

Kontrol proses utama: penyok, abrasi, goresan, lubang pemasangan hilang, sealant meluap di bagian belakang, gelembung, dan kekurangan sealant.

Pemasangan Kotak Sambungan

Kotak sambungan menghubungkan dan melindungi modul PV sambil mengalirkan arus yang dihasilkan oleh modul ke pengguna.

Kontrol proses utama: gelembung dan sealant meluap.

Pengeringan

Sealant yang disuntikkan selama langkah pembingkaian dan pemasangan kotak sambungan sebelumnya diawetkan untuk memperkuat segel dan melindungi modul dari lingkungan eksternal yang keras setelahnya.

Kontrol proses utama: waktu curing, suhu, dan kelembaban.

Pengujian

Parameter kinerja listrik diukur untuk menentukan kelas modul. Tiga pengujian utama termasuk: pengujian ketahanan tegangan isolasi, yang memeriksa keamanan antara rangka dan bagian aktif internal (sel, pita, dll.) di bawah tegangan tinggi; pengujian kontinuitas ground, yang mengukur resistansi antara rangka dan ground untuk memastikan apakah pembumian rangka baik; dan pengujian IV, yang mengukur parameter kinerja listrik untuk menentukan kelas modul.

Alur Produksi Modul PV Tunggal

• Robot industri menempatkan sel PV tunggal seukuran buku ke jalur produksi.

• Sel PV yang telah diatur diikat dan disolder, dengan satu baris 12 sel disolder dan dipotong. Sebelum mekanisasi, pekerjaan ini membutuhkan sekitar empat atau lima orang yang bekerja secara bersamaan.

• Sel PV yang telah disolder menjalani inspeksi kualitas. Yang tidak memiliki masalah kualitas langsung dikirim ke tahap berikutnya untuk pengaturan dan organisasi.

• Sel PV diatur menjadi enam baris masing-masing 12 sel per kelompok.

• Pemanasan, perekatan, dan aplikasi film dilakukan.

• Lapisan pertama adalah kaca, lapisan kedua adalah EVA, bagian tengah adalah sel PV, lapisan keempat adalah EVA lagi, dan lapisan kelima adalah backsheet, digunakan untuk waterproofing dan ketahanan korosi.

• Sebuah kelompok modul PV monokristalin memiliki lima lapisan. Laminasi menggabungkan kelima lapisan ini menjadi satu.

• Setelah laminasi dan curing dingin selama empat jam, pembersihan debu manual dilakukan dan tepi serta sudut diperiksa.

• Modul PV yang telah selesai menjalani uji fungsional sinar matahari simulasi.

• Inspeksi akhir dan pengemasan dilakukan.

Pandangan Ooitech

Ooitech percaya: manufaktur modul fotovoltaik bermuara pada penyambungan sel yang presisi dan laminasi yang andal, dengan teknologi setengah sel dan pengujian EL yang ketat sebagai kunci efisiensi yang lebih tinggi dan keandalan jangka panjang.