دستگاه جوش شینه در تولید ماژول خورشیدی:
فهرست مطالب
پاسخ سریع: دستگاه جوش شینه‌ای (باسبار) ایستگاهی است که انتهای هر رشته در یک ماژول را جمع کرده و آنها را به صورت موازی به هم متصل می‌کند و جریان ترکیبی را به جعبه اتصال (junction box) منتقل می‌کند. این ایستگاه پس از لایه‌گذاری (layup) و پیش از لمینیشن قرار دارد و مستقیماً بازده جمع‌آوری جریان را تعیین می‌کند: اتصالی با مقاومت بالاتر، مقاومت سری ماژول را افزایش داده و ضریب پرشدگی (fill factor) آن را کاهش می‌دهد که به صورت وات تلف‌شده ظاهر می‌شود نه به عنوان یک نقص قابل مشاهده. در یک ماژول چندشینه‌ای (multi-busbar) تعداد اتصالاتی که باید در این ایستگاه ساخته شوند بیشتر از یک ماژول ۵ شینه است، بنابراین دستگاه معمولاً بر اساس تعداد شینه و همچنین تعداد ماژول در ساعت مشخص می‌شود. کیفیت لحیم‌کاری در اینجا یک مسئله قابلیت اطمینان نیز هست — یک اتصال سرد (cold joint) از تست فلاش عبور می‌کند و سال‌ها بعد تحت چرخه‌های حرارتی از کار می‌افتد. همین ترکیب دلیلی است که باس‌بندی به عنوان یک ایستگاه حیاتی تلقی می‌شود نه یک مرحله جابجایی.
تولید ماژول PV · توسط جری، Ooitech
مقدمه
در تولید ماژول خورشیدی، یک فرآیند تأثیر مستقیم بر بازده جمع‌آوری جریان و قابلیت اطمینان بلندمدت ماژول دارد: جوش باسبار. دستگاه جوش شینه (باسبار) تجهیزات اصلی مورد استفاده در این مرحله است. این دستگاه با جوشکاری کنترل‌شده، ریبون‌ها و شینه‌های سلول خورشیدی را به هم متصل می‌کند و به تضمین انتقال پایدار الکتریکی از رشته‌های سلولی به جعبه اتصال.
در یک ماژول فتوولتائیک، چندین ریبون روی سلول‌های خورشیدی قرار می‌گیرند. انتهای این ریبون‌ها به دو طرف آرایش سلول امتداد یافته و به باسبارها جوش داده می‌شوند. باسبار جریان تولید شده توسط سلول‌ها را جمع‌آوری کرده و به جعبه اتصال منتقل می‌کند. اگر این فرآیند جوشکاری ناپایدار باشد، ماژول ممکن است با مقاومت سری بالاتر، نقاط داغ، افت توان یا مشکلات قابلیت اطمینان بلندمدت مواجه شود.
یک دستگاه جوش باسبار معمولی می‌تواند چندین عملیات را به صورت خودکار انجام دهد، از جمله تغذیه باسبار، برش، خم‌کاری، موقعیت‌یابی و جوشکاری. این دستگاه معمولاً از یک ماژول تغذیه، واحد برش باسبار، واحد جوشکاری، میز جوش انتقالی و ماژول قاب دستگاه تشکیل شده است. در خطوط تولید مدرن ماژول‌های فتوولتائیک، این تجهیزات بخش مهمی از دستیابی به کیفیت ثابت و کاهش جابجایی دستی هستند.
پارامترهای فنی
جدول زیر جنبه‌های فنی اصلی را که معمولاً هنگام انتخاب یا ارزیابی دستگاه جوش باسبار برای تولید ماژول خورشیدی در نظر گرفته می‌شود، خلاصه می‌کند.
| مورد | توضیحات |
|---|---|
| نام تجهیزات | دستگاه جوش شینه / پنل خورشیدی دستگاه باس‌بندی |
| عملکرد اصلی | ریبون‌های سلول خورشیدی را به باسبارها برای جمع‌آوری و انتقال جریان جوش می‌دهد |
| فرآیند قابل اجرا | مرحله چیدمان و اتصال رشته‌های ماژول خورشیدی |
| روش‌های رایج جوشکاری | گرمایش القایی الکترومغناطیسی، جوشکاری پرس گرم |
| عملیات اصلی | تغذیه، برش، خم‌کاری، موقعیت‌یابی، جوشکاری و انتقال باسبار |
| مواد معمول | باسبار مسی، نوار مسی قلع‌اندود، نوار پوشش‌دار لحیم |
| پارامترهای کلیدی فرآیند | دمای جوشکاری، زمان جوشکاری، فشار، دقت تراز و کنترل خنک‌سازی |
| ماژول‌های اصلی دستگاه | ماژول تغذیه، ماژول برش، سر جوش، میز انتقال، سیستم کنترل، ماژول قاب |
| محورهای کیفیت | استحکام جوش، رسانایی، یکنواختی اتصال لحیم، مقاومت کم و عدم آسیب به سلول |
| حالت تولید مناسب | خط تولید نیمه‌خودکار یا تمام‌خودکار پنل خورشیدی |
پیکربندی واقعی به طراحی ماژول، فرمت سلول، چیدمان باسبار، سطح اتوماسیون و نیازهای ظرفیت کارخانه بستگی دارد.
مزایای فنی
اصل کار
فناوری اصلی دستگاه جوش باسبار عمدتاً مبتنی بر گرمایش القایی الکترومغناطیسی یا جوشکاری پرس گرم.
گرمایش القایی الکترومغناطیسی: یک میدان الکترومغناطیسی با فرکانس بالا باعث می‌شود مولکول‌های فلزی در نوار یا ناحیه لحیم از طریق حرکت سریع و اصطکاک گرما تولید کنند. این گرما باعث می‌شود نوار و باسبار به طور کارآمد با یکدیگر ذوب شوند.
جوشکاری پرس گرم: سر جوش گرم می‌شود و فشار به ناحیه جوش اعمال می‌شود. تحت دما و فشار کنترل‌شده، نوار و باسبار محکم به هم متصل می‌شوند.
هر دو روش برای ایجاد اتصالات لحیم محکم با رسانایی الکتریکی خوب طراحی شده‌اند. برای ماژول‌های خورشیدی که انتظار می‌رود ۲۵ سال یا بیشتر کار کنند، این یکنواختی یک جزئیات کوچک نیست؛ بلکه بخشی از پایه عملکرد بلندمدت ماژول است.
چهار ویژگی کلیدی
بازده بالا: این دستگاه از عملیات جوش سریع و پیوسته پشتیبانی می‌کند و به افزایش سرعت تولید کمک می‌کند. مدل‌های پیشرفته می‌توانند در خطوط تولید کاملاً خودکار ادغام شوند تا مداخله دستی کاهش یافته و چرخه تولید کوتاه شود.
کیفیت جوش پایدار: با یک سیستم کنترل دقیق، دستگاه پارامترهای جوش شامل دما، فشار و زمان را ثابت نگه می‌دارد. این امر کمک می‌کند تا هر ماژول استاندارد فرآیند مورد نیاز را برآورده کند.
سازگاری بالا: دستگاه‌های جوش باسبار می‌توانند برای انواع مختلف سلول‌ها، اندازه‌های ماژول و مشخصات باسبار تنظیم شوند. انعطاف‌پذیری پارامترها به کارخانه‌ها امکان می‌دهد تا نیازهای مختلف تولید را مدیریت کنند.
عملکرد انرژی بهتر: ماشین‌های مدرن روش‌های گرمایش و منطق کنترل را بهینه می‌کنند و مصرف انرژی غیرضروری را در عین حفظ کیفیت جوش کاهش می‌دهند.
کاربرد محصول
دستگاه جوش باسبار عمدتاً در خطوط تولید ماژول‌های خورشیدی سیلیکون کریستالی استفاده می‌شود. این دستگاه برای مرحله پس از رشته‌سازی و چیدمان سلول‌های خورشیدی مناسب است، جایی که ریبون‌ها باید قبل از لمینیت و مونتاژ نهایی ماژول به باسبارها متصل شوند.
گردش کار معمول
آماده‌سازی و بازرسی دستگاه
اپراتورها سیستم الکتریکی، سیستم گرمایش و سیستم کنترل را بررسی می‌کنند تا از وضعیت عملیاتی خوب تجهیزات اطمینان حاصل کنند. پارامترهای جوش مانند دما، زمان و فشار با توجه به جنس و اندازه باسبار تنظیم می‌شوند.
آماده‌سازی مواد
مواد باسبار واجد شرایط، معمولاً نوارهای مسی یا نوارهای مسی قلع‌اندود، انتخاب می‌شوند. سطح باید تمیز بوده و لکه‌های روغن و اکسیداسیون از آن پاک شده باشد. فلاکس برای بهبود عملکرد ترشوندگی و کیفیت جوش آماده می‌شود.
موقعیت‌یابی و ثابت‌سازی
باسبار و رشته‌های سلول خورشیدی بر اساس طراحی ماژول روی میز جوش قرار می‌گیرند. از فیکسچرها برای حفظ موقعیت دقیق و پایدار در طول جوش استفاده می‌شود.
عملیات جوش
پیش‌گرمایش: سیستم گرمایش باسبار و ناحیه ریبون سلول را پیش‌گرم می‌کند تا گرادیان دما در طول جوش کاهش یابد.
اعمال فلاکس: فلاکس به طور یکنواخت اعمال می‌شود تا ناحیه جوش تمیز بماند و ترشوندگی لحیم بهبود یابد.
جوشکاری: سر جوشکاری فشار و دمای مناسب را اعمال می‌کند، لحیم را ذوب کرده و شکاف را پر می‌کند تا اتصالی محکم ایجاد شود.
خنک‌سازی: پس از جوشکاری، فشار حفظ می‌شود در حالی که اتصال خنک و متبلور می‌شود و به استحکام نهایی جوش کمک می‌کند.
کیفیت این فرآیند بر مسیر الکتریکی کل ماژول تأثیر می‌گذارد. تراز ضعیف، خیس شدن ناکافی لحیم، دمای ناپایدار یا فشار بیش از حد می‌تواند منجر به اتصالات لحیم ضعیف، ترک‌های ریز یا مقاومت الکتریکی بالاتر شود.
راهنمای خرید
هنگام انتخاب دستگاه جوش شینه، تولیدکنندگان باید نه تنها سرعت جوش پایه، بلکه سازگاری دستگاه با طراحی ماژول، فرمت سلول، نوع ریبون و ارتقاء محصولات آینده را نیز ارزیابی کنند. برای کارخانه‌هایی که قصد اتوماسیون بالاتری دارند، تجهیزات باید همراه با فرآیندهای رشته‌بندی بالادستی و دستگاه چیدمانو همچنین فرآیندهای تست EL و لمینیشن پایین‌دستی در نظر گرفته شوند.
یک راه‌حل خوب جوش باسبار باید لحیم‌کاری پایدار، موقعیت‌یابی دقیق، تنظیم آسان پارامترها و ادغام قابل اعتماد در خط تولید را فراهم کند. برای سازندگان ماژول‌های PV، دستگاه مناسب می‌تواند یکنواختی ماژول را بهبود بخشد، دوباره‌کاری را کاهش دهد و از قابلیت اطمینان تولید بلندمدت پشتیبانی کند.
دیدگاه Ooitech
به عنوان یک تأمین‌کننده تجهیزات، ما اینگونه می‌بینیم: جوش باسبار فقط یک عمل لحیم‌کاری ساده نیست، بلکه یک نقطه کنترل کلیدی بین اتصال سلول‌ها و قابلیت اطمینان نهایی ماژول است. در طراحی عملی خط تولید پنل خورشیدی، Ooitech توجه زیادی به نحوه تطبیق فرآیند باسینگ با خروجی استرینگر، دقت لایی‌گذاری و استانداردهای بازرسی EL دارد، زیرا ناپایداری کوچک در جوش می‌تواند بعداً به افت توان یا خطر قابلیت اطمینان در میدان تبدیل شود. برای تولیدکنندگانی که به فرمت‌های ماژول با توان بالاتر یا پیشرفته‌تر ارتقا می‌دهند، دستگاه جوش باسبار باید به عنوان بخشی از جریان کامل فرآیند ماژول انتخاب شود، نه به عنوان یک ماشین مجزا.
