CN109980050A - 光伏组件层压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏生产设备技术领域，公开了一种光伏组件层压方法，包括如下步骤：(1)进料；(2)上真空腔室和下真空腔室抽真空；(3)上盖下降，密封工作真空腔室内；(4)工作真空腔室抽真空；(5)上下真空腔充气；(6)保压；(7)工作真空腔室充气；(8)打开工作真空腔室；(9)出料。本发明实现了对曲面光伏组件的层压并有效解决层压过程中的加热问题。
Description
技术领域
本发明涉及光伏部件生产技术领域，具体涉及的是一种光伏组件层压方法。
背景技术
传统能源的开采使用技术非常成熟，但传统能源的污染问题已经不容忽视，石化类能源不可再生，储量不断减少，而且产生大量的温室气体和有毒气体。
太阳能作为新能源，其利用技术相地比较成熟，应用也较为广泛。太阳能电池是利用光生伏特效应而将太阳光能直接转换为电能的器件。当多个太阳能电池串联起来就形成了输出功率较大的太阳能电池方阵。
太阳能电池组成的光伏组件，在其加工工艺过程中，通过层压工艺将贴附在光伏组件上的EVA加热压合，使电池、玻璃和背板粘接在一起。现有的太阳能光伏组件均为平板，压合时通过抽真空使光伏组件位于真空腔内，对压合面进行施压，并对光伏组件进行加热，实现热压合的过程。
这种层压结构只适合于平板光伏组件，其加热是通过接触传导加热形式完成。而随着光伏技术的发展，曲面形光伏组件由于占用体积小而受光面大，可以提高太阳能的利用率。但曲面形光伏组件的层压工艺，没有有效的技术手段来处理。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种光伏组件层压方法，实现对曲面光伏组件的层压并有效解决层压过程中的加热问题。
本发明采取的技术方案是：
一种光伏组件层压方法，其特征是，层压过程在层压机上完成，所述层压机包括进料台、层压段和出料台，所述层压段包括支撑架，所述支撑架上设置竖直平行的导轨，在所述导轨上设置上盖，上盖内设置上真空腔室，所述支撑架下方设置下真空腔室，上真空腔室下方为上硅胶板，下真空腔室上方为下硅胶板，所述上真空腔室的下方设置上边框，所述下真空腔式的上方设置下边框，所述上边框下方和下边框上方之间设置密封部件，所述上盖在所述导轨上竖直位移，当上边框与下边框配合时，密封部件使上边框与下边框之间形成密闭的工作真空腔室；所述光伏组件为曲面结构，包括柔性电池片、玻璃板和背板，玻璃板位于柔性电池片正面，所述背板位于柔性电池片背面，在玻璃板和柔性电池片之间，以及背板与柔性电池片之间设置胶粘层，所述层压方法包括如下步骤：
(1)进料台将光伏组件通过层压机输送带输送至上边框与下边框之间的层压空间内；
(2)上真空腔室和下真空腔室抽真空；
(3)上盖下降，使上边框与下边框配合将光伏组件密封在工作真空腔室内；
(4)工作真空腔室抽真空；
(5)下真空腔充气至0.5至1个大气压；上真空腔充气至0.5至1个大气压；
(6)保压；
(7)工作真空腔室充气至上下真空腔室相同大气压；
(8)上盖上升，使工作真空腔室的上框架和下框架分离；
(9)层压机输送带将光伏组件输送至出料台。
进一步，所述上边框和下边框上设置红外辐射加热单元，在层压时，所述电加热元件和红外辐射加热单元给光伏组件加热至140℃至170℃。
进一步，所述进料台和出料台输送光伏组件的速度是0.2至0.5m/s。
进一步，所述上盖的升降速度为50-150mm/s，所述上盖的最大开度为400mm。
进一步，所述胶粘层为EVA材料，所述步骤(2)的抽真空时间为300s至400s，所述步骤(5)中的充压时长为480s至720s，所述步骤(6)的保压时长为45s至60s。
进一步，所述光伏组件层压时加热至140℃至150℃。
进一步，所述胶粘层为POE材料，所述步骤(2)的抽真空时间为400s至600s，所述步骤(5)中的充压时长为600s至1200s，所述步骤(6)的保压时长为45s至60s。
进一步，所述步骤(5)中，下真空腔充气至0.7至1个大气压；上真空腔充气至0.7至1个大气压。
进一步，所述光伏组件层压时加热至148℃至170℃。
进一步，所述步骤(2)、(4)中，上真空腔室、下真空腔室以及工作真空腔室的真空度小于30pa。
进一步，层压时，所述光伏组件的最大加热温度为200℃。
本发明的有益效果是：
(1)通过上下真空腔室，使上下硅胶板对曲面形光伏组件进行压合，达到层压设计压力；
(2)通过红外辐射加热的方法，使真空腔中的光伏组件实现有效的加热；
(3)加热板的预加热，使层压加热时间缩短，提高工作效率。
附图说明
附图1是本发明的工作原理示意图；
附图2是本发明中层压机的总体结构示意图；
附图3是层压机层压段的结构示意图；
附图4是曲面形光伏组件的结构示意图。
附图中的标号分别为：
1.上真空腔室； 2.下真空腔室；
3.工作真空腔室； 4.上硅胶板；
5.下硅胶板； 6.边框；
7.密封部件； 8.进料台；
9.层压段； 10.出料台；
11.支撑架； 12.导轨；
13.上盖； 14.加热板；
15.切换阀组； 100.光伏组件；
101.柔性电池片； 102.玻璃板；
103.背板； 104.胶粘层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明光伏组件层压方法的具体实施方式作详细说明。
参见附图1，光伏组件的层压装置的原理是，将装置分为三个真空腔室，分别为上真空腔室1、下真空腔室2和工作真空腔室3，上真空腔室1、下真空腔室2和工作真空腔室3均连接至抽真空单元，上真空腔室1的下部为上硅胶板4，下真空腔室2的上部为下硅胶板5，工作真空腔室3由上硅胶板4和下硅胶板5封闭而成，工作真空腔室3中放置光伏组件100，利用上下真空腔室1、2与工作真空腔室3的压力差，对光伏组件100进行层压。
工作真空腔室3由上下真空腔室1、2上设置的边框6组成，边框6上设有密封部件7，当上真空腔室1与下真空腔室2配合时，边框6内形成密封空间，即工作真空腔室3。
工作原理是，首先将曲面形光伏组件100放入工作真空腔内，此时，工作真空腔室3为常压，上下真空腔室1、2抽真空，当上下真空腔室1、2合拢时，工作真空腔室3密闭，此时，将工作真空腔室3抽真空，然后将上下真空腔室1、2进气至常压，上下真空腔室的上下硅胶板4、5在大气压力的作用下变形，与工作真空腔室3的曲面形光伏组件100的上下曲面贴合，并对上下曲面产生压力，使上下曲面上的贴合板与光伏组件100压合。在此过程中，还要配合对光伏组件100的加热。加热部分在后面描述。
参见附图2，光伏组件100层压机包括进料台8、层压段9和出料台10，进料台8和出料台10为升降式，均设置有传送机构，光伏组件100由进料台8送至层压段9，层压完成后，再由出料台10输出。先将光伏组件100堆叠在进料台8上，进料台8将光伏组件100一块一块送至层压段9进行层压，层压完成后再送至出料台10堆叠，达到一定数量后，由工作人员运出。
进料台8和出料台10均为弹簧式升降台，升降台上设有传送皮带。层压机的控制单元对进料台8和出料台10进行控制。
参见附图3，层压段9包括支撑架11，支撑架11上设置竖直平行的导轨12，在导轨12上设置上盖13，上盖13内设置上真空腔室1，支撑架11下方设置上真空腔室1，工作真空腔室3的边框6分为上边框和下边框，上边框位于上真空腔室1的下方，下边框位于下真空腔室2的上方，上边框下方和下边框上方之间设置密封部件7，上盖13在导轨12上竖直位移，当上边框与下边框配合时，密封部件7使上边框与下边框之间形成密闭的工作真空腔室3。工作真空腔室3的高度大于光伏组件100的高度，光伏组件100的高度一般为50mm，工作真空腔室3的高度可设为60至100mm。
在工作真空腔室3的下层加热板14上布置点阵式电加热元件。下层加热板14底部密布圆柱形孔洞，相邻的三个圆柱形孔洞呈“品”字形布置，在每个孔洞中设置一个电加热元件，品字形孔洞内的三个电加热元件分别连接至三相电源的一个相线上。针对加热板14的边、角和中心部位的加热和热传导量不同，加热板14上的孔洞排布间隙也不同，同时控制电加热元件的功率，使加热板14的各部分温度达到相同。
由于工作真空腔室3在以光伏组件100进行层压时，是处于真空状态的，空气传导加热和对流加热在真空中无法完成热的传送。因此，工作真空腔室3的上方设置红外辐射加热单元，对光伏组件100进行加热，并通过光伏组件100上设置的温度传感器控制辐射加热的加热量。在下方的加热板14加热的同时，工作真空腔室3也可以增加红外辐射加热单元进行辅助加热。
在整个光伏层压机工作前的初始状态，上下真空腔室1、2和工作真空腔室3的温度都比较低，可以先通过加热板14进行预加热，预加热后再进行红外辐射加热，提高加热效率。
继续参见附图3，在支撑架11上设置真空腔室切换阀组15，真空腔室切换阀组15接通至上真空腔室1、下真空腔室2和工作真空腔室3，抽真空单元连接至真空腔室切换阀组15，真空腔室切换阀组15控制上真空腔室1、下真空腔室2和工作真空腔室3的抽真空操作。
层压段的光伏组件层压装置可以设置成双工位，两组层压装置上下布置，实现同时作业。两侧的进料台和出料台共用。
每个真空腔室的抽真空动作均由真空腔室切换阀组15来控制完成。抽真空时，将真空腔室与抽真空装置连接，加压时，直接将真空腔室与外界空气相通即可，大气压使上下真空腔室1、2中的硅胶板弹性拉升后，与光伏组件100的曲面紧贴施压，达到压合的目的。
参见附图4，光伏组件为曲面结构，包括柔性电池片101、玻璃板102和背板103，玻璃板102位于柔性电池片101正面，背板103位于柔性电池片101背面，在玻璃板102和柔性电池片101之间，以及背板103与柔性电池片101之间设置胶粘层104。胶粘层一般为两种材质，各有优点。一种为EVA(EVA树脂，乙烯-醋酸乙烯共聚物)，为热固性材料。另一种为POE(辛烯和聚烯烃树脂组成的聚烯烃类弹性体，Polyolefin Elastomer)，是一种热塑性材料。
通过上述层压机，对光伏组件进行层压，方法如下：
(1)进料台将光伏组件通过层压机输送带输送至上边框与下边框之间的层压空间内。进料台输送光伏组件的速度是0.2至0.5m/s。
(2)上真空腔室和下真空腔室抽真空。上下真空腔室的抽真空可以同时进行，真空度小于30pa。对于EVA材料的胶粘剂，抽真空时间为300s至400s；以于POE材料，抽真空时长为400s至600s。
(3)上盖下降，使上边框与下边框配合将光伏组件密封在工作真空腔室内。上盖的升降速度为50-150mm/s，上盖的最大开度为400mm。
(4)工作真空腔室抽真空，真空度小于30pa。此时，对于EVA胶粘层，光伏组件的加热温度要达至140℃至150℃；对于POE胶粘层，光伏组件的加热温度要达至148℃至170℃，两个温度范围均不得超过200℃。
(5)下真空腔充气至0.5至1个大气压；上真空腔充气至0.5至1个大气压；充气过程上下真空腔室可同时进行，或者先充下真空腔室，再充上真空腔室。对于EVA材料，上下真空腔室的充气时长为480s至720s；对于POE胶粘层，下真空腔充气至0.7至1个大气压；上真空腔充气至0.7至1个大气压，充气时长为600s至1200s。此时，上下真空腔室的硅胶板受压变形，紧贴光伏组件的曲面，由大气压产生压力。
(6)保压45s至60s。
(7)工作真空腔室充气至上下真空腔室相同大气压；
(8)上盖上升，使工作真空腔室的上框架和下框架分离；
(9)层压机输送带将光伏组件输送至出料台。出料台输送光伏组件的速度是0.2至0.5m/s。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种光伏组件层压方法，其特征在于：层压过程在层压机上完成，所述层压机包括进料台、层压段和出料台，所述层压段包括支撑架，所述支撑架上设置竖直平行的导轨，在所述导轨上设置上盖，上盖内设置上真空腔室，所述支撑架下方设置下真空腔室，上真空腔室下方为上硅胶板，下真空腔室上方为下硅胶板，所述上真空腔室的下方设置上边框，所述下真空腔式的上方设置下边框，所述上边框下方和下边框上方之间设置密封部件，所述上盖在所述导轨上竖直位移，当上边框与下边框配合时，密封部件使上边框与下边框之间形成密闭的工作真空腔室；所述光伏组件为曲面结构，包括柔性电池片、玻璃板和背板，玻璃板位于柔性电池片正面，所述背板位于柔性电池片背面，在玻璃板和柔性电池片之间，以及背板与柔性电池片之间设置胶粘层，所述层压方法包括如下步骤：
(1)进料台将光伏组件通过层压机输送带输送至上边框与下边框之间的层压空间内；
(2)上真空腔室和下真空腔室抽真空；
(3)上盖下降，使上边框与下边框配合将光伏组件密封在工作真空腔室内；
(4)工作真空腔室抽真空；
(5)下真空腔充气至0.5至1个大气压；上真空腔充气至0.5至1个大气压；
(6)保压；
(7)工作真空腔室充气至上下真空腔室相同大气压；
(8)上盖上升，使工作真空腔室的上框架和下框架分离；
(9)层压机输送带将光伏组件输送至出料台。
2.根据权利要求1所述的光伏组件层压方法，其特征在于：所述上边框和下边框上设置红外辐射加热单元，在层压时，所述电加热元件和红外辐射加热单元给光伏组件加热至140℃至170℃。
3.根据权利要求1或2所述的光伏组件层压方法，其特征在于：所述进料台和出料台输送光伏组件的速度是0.2至0.5m/s。
4.根据权利要求1或2所述的光伏组件层压方法，其特征在于：所述上盖的升降速度为50-150mm/s，所述上盖的最大开度为400mm。
5.根据权利要求1或2所述的光伏组件层压方法，其特征在于：所述胶粘层为EVA材料，所述步骤(2)的抽真空时间为300s至400s，所述步骤(5)中的充压时长为480s至720s，所述步骤(6)的保压时长为45s至60s。
6.根据权利要求5所述的光伏组件层压方法，其特征在于：所述光伏组件层压时加热至140℃至150℃。
7.根据权利要求1或2所述的光伏组件层压方法，其特征在于：所述胶粘层为POE材料，所述步骤(2)的抽真空时间为400s至600s，所述步骤(5)中的充压时长为600s至1200s，所述步骤(6)的保压时长为45s至60s。
8.根据权利要求7所述的光伏组件层压方法，其特征在于：所述步骤(5)中，下真空腔充气至0.7至1个大气压；上真空腔充气至0.7至1个大气压。
9.根据权利要求7所述的光伏组件层压方法，其特征在于：所述光伏组件层压时加热至148℃至170℃。
10.根据权利要求1或2所述的光伏组件层压方法，其特征在于：所述步骤(2)、(4)中，上真空腔室、下真空腔室以及工作真空腔室的真空度小于30pa。
11.根据权利要求1或2所述的光伏组件层压方法，其特征在于：层压时，所述光伏组件的最大加热温度为200℃。
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