IT201800009389A1

IT201800009389A1 - "metodo d'assemblaggio e stazione combinata bivalente, per pannelli fotovoltaici"

Info

Publication number: IT201800009389A1
Application number: IT102018000009389A
Authority: IT
Inventors: Davide Spotti
Original assignee: Vismunda Srl
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2020-04-12
Also published as: US11152530B2; CA3058432A1; CA3058432C; CN111129191B; EP3637480A1; US20200119221A1; EP3637480B1; CN111129191A; ES2887326T3

Description

METODO D'ASSEMBLAGGIO E STAZIONE COMBINATA

BIVALENTE, PER PANNELLI FOTOVOLTAICI

[0001] Il presente trovato ha per oggetto un metodo d'assemblaggio ed una stazione di lavoro combinata e bivalente, per pannelli fotovoltaici.

Campo d’applicazione del trovato

[0002] La soluzione proposta trova particolare applicazione nel settore industriale della produzione di pannelli fotovoltaici, con specifico riferimento ai moderni pannelli fotovoltaici con celle in silicio cristallino montate su d’un backsheet; si prevedono funzioni diversificate ma integrate tra loro di modo tale da operare a ciclo continuo con elevata produttività, precisione e versatilità d'uso. In particolare, il metodo e la stazione combinata che sono oggetto del trovato consentono di realizzare in modo vantaggioso pannelli fotovoltaici con celle o porzioni di cella del tipo tradizionale a contatti sotto – sopra, e cioè con i contatti elettrici positivi e negativi posti sulle facce opposte della stessa cella, ove le dette celle o porzioni di cella sono stampate e subito interconnesse per stringhe nella modalità denominata shingled, e cioè a parziale sormonto sui contatti a guisa di tegole, pronte per essere caricate su un backsheet senza essiccazione intermedia dell'adesivo conduttivo. Ulteriormente, il trovato consente con la medesima apparecchiatura di realizzare pannelli con celle intere del tipo back-contact, ovvero a contatti solo posteriori come ad esempio nel caso delle tipologie MWT, EWT, IBC o altre equivalenti, ove dette celle sono caricate affiancate senza sormonto su un backsheet di tipo conduttivo.

[0003] In linea di principio, rispetto all'arte nota, si propone una macro-fase operativa ove si preformano stringhe a ciclo continuo in una linea dedicata a tale scopo ed integrata in prossimità della stampa, prelevando e posizionando progressivamente dall'alto con estrema precisione e rapidità ogni cella, o porzione di cella, appena stampata, coordinando l'azione di un supporto mobile con l'azione d'un particolare mezzo di presa e rilascio. In tal modo si consente di realizzare qualsivoglia configurazione di stringa, pronta da caricare sul backsheet in transito; tuttavia, sono evidenti al tecnico del settore i vantaggi che si ottengono nel produrre le particolari stringhe denominate shingled, per cui la seguente descrizione del trovato fa riferimento all’assemblaggio di pannelli con questa architettura a stringhe shingled, ove l'apparecchiatura automatica di preformatura delle stringhe prima stampa adesivo conduttivo direttamente su ogni cella, o porzioni di cella, e subito dopo le predispone per stringhe complete, formate da celle o porzioni di cella parzialmente sovrapposte una sull'altra in corrispondenza di contatti elettrici. Una tale apparecchiatura multifunzione è quindi denominata per convenzione descrittiva apparecchiatura di shingling; ai fini del trovato, essa è realizzata in modo tale da integrarsi funzionalmente e strutturalmente con l'apparecchiatura automatica che contestualmente carica e prefissa su d'un backsheet la stringa shingled appena formata, nella medesima stazione di lavoro denominata per convenzione stazione combinata di lay-up.

[0004] Inoltre, si rileva che l'innovazione proposta consente di preformare vantaggiosamente le dette stringhe shingled ma anche movimentare celle backcontact affiancate, di modo tale da caricarle e prefissarle immediatamente su di un particolare backsheet, realizzando pannelli di tipologia diversa con il medesimo macchinario. Il metodo e la stazione combinata previsti dal trovato, quindi, seguono una logica bivalente d'utilizzo che consente estrema versatilità e rapidità nell'adattarsi alle molteplici richieste del mercato, senza investimenti aggiuntivi per nuovi impianti e con ingombri delle attrezzature ridotti al minimo.

[0005] Con il presente trovato, si migliora particolarmente la produzione industriale di pannelli fotovoltaici con porzioni di celle sovrapposte ovvero shingled, risolvendo i tipici problemi d’assemblaggio ampiamente noti agli operatori del settore; a titolo d’esempio, si consente di evitare anche per stringhe shingled la convenzionale essiccazione intermedia dell'adesivo conduttivo o drycuring, si riducono in generale le movimentazioni e s’agevola la fase di contattazione finale tra stringhe affiancate o bussing. Il metodo e l’apparecchiatura previsti dal presente trovato si integrano in un moderno procedimento produttivo per impianti automatici con stazioni di lavoro disposte in sequenza, ottenendo una sensibile riduzione dei tempi e dei costi di produzione. Ulteriormente, il trovato prevede attrezzature che offrono un’estrema versatilità d’uso e riducono gli ingombri, limitando i costi generali d’investimento ed anche i tempi per l’avviamento produttivo d'un nuovo prodotto.

[0006] In linea di principio, la soluzione proposta segue una logica d’assemblaggio integrata del tipo denominato Cell To Module, ove a partire da una cella o porzione di cella si compone l'intero pannello. Più nel dettaglio, s'intende assemblare pannelli con le dette celle o porzioni di cella del tipo tradizionale e cioè a contatti sotto - sopra, particolarmente sormontate una sull'altra e cioè disposte per stringhe shingled, di modo tale da ottenere in produzione i medesimi vantaggi raggiunti dai sistemi più evoluti d’assemblaggio automatico per pannelli con celle back-contact affiancate, di cui allo stato dell’arte nota come ad esempio in EP2917942 (Baccini et al.), EP3090449 (Baccini et al.) o ITTV2017A084020 (Baccini et al.).

[0007] Oggigiorno, infatti, sono ampiamente noti i vantaggi industriali offerti dalle moderne celle di tipo back-contact a contatti solo posteriori, montate direttamente su un backsheet di tipo conduttivo, rispetto ai sistemi tradizionali con celle a contattazione sotto - sopra che implicano elementi di connessione elettrica tra le facce opposte di celle affiancate. Più nel dettaglio costruttivo, un moderno pannello di tipo back-contact è così composto:

- un backsheet conduttivo che supporta posteriormente ed anche connette elettricamente le celle;

- celle fotovoltaiche con i contatti a polarità elettrica sia positiva che negativa posti sul retro, cioè il lato in ombra della cella;

- un materiale conduttivo interposto tra il detto backsheet conduttivo e le facce posteriori delle celle, in corrispondenza dei contatti di diversa polarità elettrica delle celle stesse, essendo ad esempio del tipo detto Electronic Conductive Adhesive o ECA con acronimo, oppure del tipo pasta saldante o altri materiali equivalenti; tale materiale, essendo riportato generalmente con erogatore goccia a goccia, per serigrafia oppure con un sistema di tipo ink-jetting o con altre soluzioni equivalenti di deposizione;

- due strati di materiale incapsulante, generalmente Etil Vinil Acetato detto EVA con acronimo, atti a racchiudere e proteggere frontalmente e posteriormente le celle e taluni componenti del pannello;

- un materiale isolante o dielettrico sovrapposto al backsheet conduttivo, con aperture in corrispondenza delle zone di contatto con le polarità posteriori delle dette celle;

- un vetro piano, un telaio ed una scatola di giunzione.

[0008] E’ anche nota una vantaggiosa soluzione di backsheet conduttivo multistrato per celle back-contact, convenzionalmente denominato BCBS con acronimo inglese, che già comprende il detto strato di incapsulante posteriore forato ed il detto strato dielettrico; si vedano, ad esempio, le dette soluzioni descritte in EP2917942 (Baccini et al.) o EP3090449 (Baccini et al.) per assemblare in modo automatico pannelli fotovoltaici con le dette celle back-contact.

[0009] Ulteriormente, si è rilevato che i suddetti pannelli ad architettura back-contact, pur consentendo un elevato grado d’automazione in assemblaggio ed alti rendimenti, sono limitatamente diffusi a causa del maggior costo delle celle rispetto alle soluzioni tradizionali, e per gli elevati costi d’investimento in linee produttive automatiche molto efficienti ma poco versatili. Tali impianti, infatti, sono specifici per una tipologia di prodotto ovvero dedicati ad una particolare configurazione realizzativa detta “backcontact”, secondo un progetto specifico, con elevati volumi produttivi e alta ripetibilità, e quindi non consentono di produrre pannelli di architettura diversa. Sostanzialmente, un moderno impianto automatico per assemblare celle back-contact non consente di assemblare celle di tipo tradizionale, essendo il prodotto diversamente strutturato e disagevole ai fini d’una manipolazione meccanizzata. Si pensi, in particolare, all’interconnessione elettrica di celle adiacenti: in un caso è realizzata mediante semplice posizionamento sul detto backsheet conduttivo, mentre nell’altro caso avviene mediante riporto di nastri conduttivi tra cella e cella ovvero sopra – sotto.

[0010] Oggigiorno, nel settore dell’industria fotovoltaica vi è ancora elevata richiesta di pannelli con celle del tipo tradizionale, a contattazione sotto – sopra, essendo maggiormente diffuse e quindi di costo inferiore. L’utilizzo di celle a contattazione sotto – sopra comporta maggiori costi d’assemblaggio ma inferiori investimenti in attrezzature, essendo tipicamente poco automatizzate.

Particolarmente, tra i problemi tipici di dette celle tradizionali, si ricordano la complessità di processo e la scarsa affidabilità nell’eseguire le connessioni sotto - sopra dei poli opposti tra celle adiacenti, altrimenti detta stringatura, con una qualità incostante del prodotto finito e con alti costi di produzione e frequenti rilavorazioni nel caso di volumi elevati. Di conseguenza, si è riscontrata la necessità di nuovi metodi e impianti d’assemblaggio per pannelli fotovoltaici con celle tradizionali, che ne consentano la produzione in modo rapido ed economico, a ciclo continuo, con un elevato grado di ripetibilità e d’automazione industriale, similmente a quanto già avviene con la produzione dei suddetti pannelli con celle backcontact.

[0011] Ulteriormente, si è anche rilevato che i sistemi noti per realizzare pannelli con celle a contattazione sotto - sopra sono tecnicamente diversi da quelli atti a realizzare pannelli con celle a contattazione solo posteriore, limitando quindi la competitività delle società che operano in questo settore. In buona sostanza, si è rilevato che i metodi e le attrezzature per produrre i moderni pannelli back-contact non consentono di realizzare pannelli con celle tradizionali, e viceversa, mentre è invece desiderabile, oggigiorno, una maggiore versatilità al fine di adattarsi rapidamente e in modo economico alle richieste del mercato.

[0012] Recentemente, si è anche assistito alla diffusione d’una innovativa e vantaggiosa soluzione tecnica d’interconnessione per le dette celle di tipo tradizionale o porzioni di dette celle, ove la contattazione sotto – sopra tra due celle adiacenti avviene direttamente, senza nastri conduttivi riportati, per il tramite d’un parziale sormonto in corrispondenza dei poli opposti, a guisa di tegole; una tale soluzione, infatti, è comunemente denominata shingled. I pannelli con celle shingled, infatti, sono spesso richiesti a causa della migliorata logica di connessione, rispetto alle soluzioni convenzionali e soprattutto dell’incremento di potenza specifica del pannello per unità di superficie e quindi di energia prodotta per metro quadro di occupazione; sostanzialmente, si migliorano sensibilmente l’efficienza e la produttività globale, si riduce l’ombreggiamento frontale della cella ed anche si limitano le perdite altrimenti denominate Cell To Module Loss in lingua inglese, migliorando anche l’aspetto estetico del prodotto finito.

[0013] Si è trovato che una tale interconnessione di elementi adiacenti, per sovrapposizione parziale, offre i maggiori vantaggi nella contattazione diretta tra celle all’interno d’uno stesso pannello, al fine di formare stringhe complete e a tutt’altezza, affiancate una all’altra, che sono poi elettricamente interconnesse di testa riportando elementi conduttivi secondo una convenzionale operazione di bussing.

[0014] In particolare, nella zona del sormonto tra celle, per connettere elettricamente i poli opposti s’utilizza generalmente un adesivo conduttivo, o ECA con acronimo inglese, di modo tale da ovviare alla saldatura dei nastri conduttivi, o ribbons, sulla superficie d’ogni cella. Questa eliminazione è vantaggiosa poiché consente, contestualmente, di risolvere taluni problemi produttivi rendendo meno rigido e più versatile il metodo d’assemblaggio del pannello, migliorandone anche la configurazione realizzativa. In particolare, ai fini del trovato, eliminando i nastri conduttivi che sono riportati ai fini della contattazione elettrica sotto – sopra tra celle, si consente d’incrementare notevolmente il grado d’automazione generale nel procedimento d’assemblaggio del pannello, con maggiore ripetibilità e con minori rotture o scarti, riducendo sensibilmente i costi di produzione.

[0015] Nel mercato sono oggi disponibili taluni pannelli fotovoltaici ad elevata efficienza che si basano sulla detta interconnessione a parziale sormonto di porzioni o fette di cella; a mero titolo d’esempio, si vedano i diffusi moduli denominati commercialmente P-series<TM >della società americana SunPower Corporation -https://us.sunpower.com, oppure quelli denominati Eclipse<TM >della società cinese Jiangsu Seraphim Solar System Co. Ltd -www.seraphim-energy.com.

[0016] In linea generale, quindi, sono noti diversi vantaggi della detta soluzione a celle shingled; tra essi, vi è anche un migliore sfruttamento della superficie esposta del pannello fotovoltaico, realizzando una più estesa area attiva a parità d’ingombro totale del pannello. Dal punto di vista produttivo, a tal fine, la tecnica più evoluta prevede di montare le celle opportunamente pretagliate a fette denominate porzioni, a guisa di fasce rettangolari aventi un lato di lunghezza inferiore rispetto al lato maggiore, che corrisponde generalmente al lato d’una tradizionale cella quadrata da 6 pollici. Più nel dettaglio, da una singola cella si ottengono da 2 e 6 porzioni uguali tra loro, preferibilmente 4 porzioni oppure 5 o 6, le quali vengono poi parzialmente sormontate sul lato maggiore nella fase di assemblaggio del pannello altrimenti detta di lay-up, realizzando a cascata l’interconnessione elettrica di un’intera stringa. In questo modo, rispetto alla tecnica tradizionale, s’aumenta il numero dei generatori di taglia inferiore e quindi si aumentano le interconnessioni, ma anche si riducono sensibilmente le correnti trasportate di modo tale da limitare vantaggiosamente le suddette perdite denominate Cell To Module Loss.

[0017] Conseguentemente, con l’aumento delle interconnessioni si rende necessario prevedere un sistema migliorato di deposizione dell’adesivo conduttivo sui contatti d’ogni porzione di cella tradizionale, ovvero più rapido, preciso ed economico rispetto alla convenzionale erogazione goccia a goccia. Importante è anche semplificare il processo complessivo d'assemblaggio che oggi vede una fase intermedia d'essiccazione in forno che limita molto il flusso operativo, vincolando pesantemente i tempi di produzione, la conformazione dell'impianto ed i costi industriali. Ulteriormente, si rende necessario un sistema migliorato per caricare su un backsheet le dette celle o porzioni di cella, con maggiore rapidità, integrazione e sicurezza rispetto alle soluzioni convenzionali e note a parziale sormonto. Il metodo e l’attrezzatura proposti dal presente trovato consentono d’ottenere questi ed altri vantaggi, di seguito esposti nel dettaglio.

Stato dell’arte

[0018] Al fine di determinare lo stato dell'arte relativo alla soluzione proposta è stata effettuata una verifica convenzionale, interrogando archivi pubblici, che ha portato all'individuazione di alcune anteriorità, tra cui:

D1: US20030121228 (Stoehr et al.)

D2: WO2017190800 (Gislon et al.)

D3: US20160163914 (Gonzalez et al.)

D4: EP2139050 (Bakker et al.)

D5: WO2011071373 (Bakker et al.)

D6: EP2917942 (Baccini et al.)

D7: EP3090449 (Baccini et al.)

D8: ITTV2017A084020 (Baccini et al.)

[0019] D1 descrive una tipica soluzione d’interconnessione diretta di celle tradizionali a parziale sormonto come tegole, o shingled, con adesivo conduttivo sui contatti opposti d’ogni cella, senza i convenzionali elementi conduttivi d’interconnessione fronte – retro che agiscono a guisa di binari ove è incanalata la corrente elettrica.

[0020] D2 propone un sistema per produrre in modo automatico almeno due stringhe con celle tradizionali sovrapposte, ove prima si tagliano le celle a fette mediante laser, poi su ciascuna cella si deposita adesivo conduttivo in corrispondenza di tutti i contatti, quindi si preleva la cella dividendone le fette per traslarle di lato e depositarle separatamente su altrettanti nastri trasportatori disposti parallelamente, su cui poi saranno progressivamente sovrapposte le diverse fette d’ogni cella; le stringhe così formate subiscono quindi una fase separata di riscaldamento a raggi infrarossi, atta ad indurire l’adesivo, consolidando sia meccanicamente che elettricamente la struttura della stringa di modo tale da poterla poi prelevare ed in seguito utilizzare per la costruzione d’un pannello fotovoltaico.

[0021] D3 descrive un sistema di produzione di stringhe ove le celle sono inizialmente posizionate su un nastro trasportatore, per attraversare una stazione modulare con laser ove s’incidono ad una profondità predeterminata, ed una stazione ove si eroga una quantità predeterminata di pasta conduttiva; quindi, in una stazione, le celle sono divise a fette più piccole per essere poi sovrapposte a guisa di tegole, per stringhe, con un modulo specifico per il trasferimento e la sovrapposizione delle celle del tipo manipolatore pneumatico a teste mobili che preleva le dette fette di cella assieme e durante il trasferimento le avvicina una all’altra ad altezze diverse, sovrapponendole parzialmente sui contatti, per depositarle raggruppate e già sormontate. Successivamente, in una stazione s’indurisce la pasta di modo tale da poter trasferire la stringa così formata su un backsheet.

[0022] D4 propone, invece, un procedimento d’assemblaggio per pannelli con celle back-contact partendo da un backsheet conduttivo su cui viene prima deposto il materiale conduttivo e successivamente sovrapposto uno strato incapsulante forato, facendo corrispondere i fori con il detto materiale conduttivo; vengono poi deposte le celle, lo strato incapsulante superiore ed il vetro, per essere quindi inviato alla laminazione finale.

[0023] D5 descrive un procedimento simile a D4 ma con stabilità incrementata per consentire le movimentazioni ed il ribaltamento senza slittamenti relativi tra i componenti; in particolare, si propone una fase di rammollimento per fusione parziale degli strati termoplastici posti sotto e sopra le celle, realizzando sostanzialmente una prelaminazione degli strati assiemati.

[0024] D6 propone un procedimento completamente automatico d’assemblaggio di pannelli con celle back-contact, partendo da un particolare backsheet conduttivo con incapsulante e dielettrico integrato, convenzionalmente denominato BCBS e realizzato separatamente, il quale consente di realizzare una innovativa e vantaggiosa struttura di pannello fotovoltaico, con maggiore qualità produttiva ed inferiori costi industriali. Il detto BCBS è formato da un doppio strato incapsulante con dielettrico interposto, forato e unito al foglio conduttivo del backsheet di supporto; sul detto BCBS posizionato orizzontalmente su vassoio con lo strato conduttivo verso l’alto e con le aree di contattazione delle celle già mascherate è quindi possibile depositare direttamente ed automaticamente un materiale conduttivo quale ECA, con erogazione del tipo denominato goccia a goccia o jet dispensing; successivamente vengono deposte le celle, lo strato di incapsulante superiore ed il vetro, per essere quindi ribaltato e sottoposto alla laminazione finale. Il trovato prevede anche, prima del ribaltamento, l’utilizzo di una fonte riscaldante selettiva che consente agli strati incapsulanti di attaccarsi tra loro in determinate zone per consentire il ribaltamento senza sfasamenti o distacchi relativi dei componenti.

[0025] D7 propone una variante migliorativa del precedente procedimento ove il carico delle celle avviene in combinazione al loro prefissaggio, nella medesima stazione combinata, la quale è collocata sequenzialmente prima della stazione ove si sovrappone l’incapsulante superiore e dopo la stazione ove si depone l’adesivo conduttivo sui fori di contattazione. In detta stazione combinata, un primo dispositivo del tipo manipolatore automatico preleva le dette celle, le allinea con i contatti posteriori in corrispondenza dei detti fori di contattazione e le depone verticalmente dall’alto, movimentandole su portale cartesiano, e contestualmente un secondo dispositivo del tipo pressore – riscaldatore esegue il detto prefissaggio delle celle trattenendole nella posizione definitiva e applicando riscaldamento localizzato su almeno una porzione di ciascuna cella, di modo tale da attivare la funzione adesiva dell’incapsulante termoplastico sottostante in zone precise e predeterminate.

[0026] D8 descrive un’ulteriore miglioramento di D6 e D7, che risolve le difficoltà intrinseche nella deposizione del materiale conduttivo all’interno dei fori di contattazione dell’incapsulante posteriore, ed anche risolve le difficoltà esecutive riscontrate nelle soluzioni convenzionali di stampa su cella, riducendo gli scarti e semplificando sensibilmente la produzione. In particolare, si prevede di assemblare il pannello partendo dal lato posteriore, stampando ECA sulle celle disposte col fronte verso il basso e quindi con i contatti verso l’alto, controllando automaticamente tale deposizione con apposito sistema di visione dall’alto e subito ribaltandole di modo tale da poterle prelevare e caricare su un backsheet dall’alto, ovvero con i contatti rivolti verso il basso; tali operazioni sono eseguite con un’apparecchiatura automatizzata di presa e controllo che roto-trasla in un portale cartesiano di modo tale da agevolare il centraggio dei punti di contattazione della cella e consentire, per il tramite del medesimo o altro portale cartesiano, l’immediato prefissaggio delle celle al fine di impedirne qualsivoglia traslazione o rotazione dopo la detta deposizione. Si veda, a titolo d’esempio, la tavola dello stato dell’arte nota (Fig. 1).

[0027] In definitiva, è ragionevole ritenere noti:

- un backsheet posteriore del tipo mono o multistrato, per celle tradizionali;

- un backsheet conduttivo del tipo multistrato, per celle backcontact, con strato dielettrico ed eventuale strato incapsulante;

- la deposizione di adesivo o pasta conduttiva sui punti di contatto, del backsheet o delle celle, mediante erogazione goccia a goccia oppure serigrafia;

- un sistema d’assemblaggio di pannelli con celle a contattazione sotto - sopra connesse a parziale sormonto, ovvero shingled, con adesivo conduttivo interposto sui contatti, ove si prevedono due macro - fasi successive e distinte: una per realizzare le stringhe complete ovvero Cell To String e una per caricarle sul backsheet ovvero String To Module, essendo necessaria una fase intermedia di essiccazione dell’adesivo conduttivo o dry-curing;

- un sistema d’assemblaggio automatico di pannelli con celle back-contact, partendo dal detto backsheet conduttivo con strati dielettrico e incapsulante, e depositando adesivo conduttivo sui fori di contattazione dello strato incapsulante e dielettrico, su cui poi si caricano le dette celle;

- un sistema d’assemblaggio automatico di pannelli con celle back-contact, con logica integrata Cell To Module, con una vantaggiosa fase combinata di stampa, carico e contestuale prefissaggio delle dette celle sul detto backsheet multistrato, che è realizzata in una stazione di lavoro combinata del tipo compatto, ove si stampa ECA sulle celle disposte con i contatti verso l’alto, con il controllo d’un sistema di visione dall’alto, e subito ribaltandole di modo tale da poterle caricare dall’alto ovvero con i contatti rivolti verso il basso, per il tramite di un’apparecchiatura automatizzata di presa e controllo che roto-trasla in un portale cartesiano, ove anche si prefissano le celle allo strato incapsulante ai fini dell’invio al laminatore.

Inconvenienti

[0028] In definitiva, si è notato che le descritte soluzioni note presentano degli inconvenienti o comunque delle limitazioni.

[0029] In linea generale, si è riscontrato che i procedimenti noti e convenzionali d’assemblaggio di pannelli fotovoltaici con contattazione sotto – sopra delle celle, presentano ancor oggi un grado d’automazione piuttosto limitato, con talune operazioni manuali e controlli visivi. E’ ad esempio noto il problema della deposizione di quantità minime e controllate di ECA in posizioni definite sulla superficie della cella, che richiede un alto livello di precisione ed accuratezza; ai fini del trovato, data la necessità di eseguire una tale operazione con elevati volumi produttivi e assoluta precisione, nel suddetto caso di pannelli con celle shingled si rende necessario un grado maggiormente elevato d’automazione e controllo automatico, rispetto alle soluzioni convenzionali di contattazione sotto - sopra.

[0030] Inoltre, si è riscontrato che tutte le soluzioni note per produrre pannelli con celle interconnesse in modalità shingled, di cui ad esempio in D1, D2 o D3, prevedono le dette due macro – fasi tra loro separate: più nel dettaglio, nella prima macro – fase sono realizzate le singole stringhe di celle o porzioni di cella, per passare in seguito ad una seconda macro-fase d’assemblaggio dove le dette stringhe sono montate sul backsheet e interconnesse, saldandole in testa e in coda a degli elementi conduttivi riportati che sono denominati cross – ribbon e bus - ribbon, di modo tale da comporre il pannello fotovoltaico nella sua configurazione finale. In particolare, prima di passare alla detta seconda macro - fase, per poter movimentare le dette stringhe è inevitabilmente prevista una fase intermedia d’indurimento ovvero essiccazione dell’adesivo conduttivo, per cui si rende necessario un periodo di permanenza od almeno il transito delle singole stringhe in un forno, un tunnel od una stazione d’indurimento. Una tale impostazione comporta molteplici problemi, di seguito esposti.

[0031] In un primo luogo, in detti metodi si è riscontrato il problema di dover movimentare le stringhe appena realizzate, con un elevato grado di difficoltà nell’esecuzione ed un’alta percentuale di scarti; è infatti noto che la movimentazione d’una stringa di celle affiancate o porzioni parzialmente sovrapposte a guisa di tegole, ove l’adesivo conduttivo è già indurito come ad esempio in D1 - D5, incrementa sensibilmente il rischio di rotture e/o disconnessione elettrica tra le celle o le porzioni di celle.

[0032] In un secondo luogo, si è riscontrato che un impianto ove le stringhe di celle sono assemblate per fasi operative separate tra loro, o comunque non contestuali e/o non integrate e/o non combinate, di cui ad esempio in D1 – D3 nel caso di stringhe con celle tradizionali sovrapposte, oppure in D4 – D5 nel caso di celle back-contact, è generalmente lungo e complesso da attuare correttamente, di cui ad esempio in D1 – D5.

[0033] In un terzo luogo, si è anche riscontrato che i suddetti impianti, ove l’assemblaggio prevede fasi operative separate, occupano uno spazio maggiore rispetto ai moderni impianti compatti ed integrati per realizzare pannelli back-contact, con stazioni di lavoro combinate come ad esempio in D7, D8, D9.

[0034] In un quarto luogo, si è riscontrata la difficoltà d’introdurre forni per la detta essiccazione intermedia in un procedimento d’assemblaggio automatizzato.

[0035] In un quinto luogo, nei moderni metodi per assemblare pannelli a celle shingled, di cui ad esempio D2 – D3, si è riscontrata un’eccessiva rigidità nella composizione del modulo. Più nel dettaglio operativo, i detti procedimenti a due macro-fasi con essiccazione intermedia, vincolano eccessivamente la seconda macro – fase denominata String To Module, congelando sostanzialmente la configurazione finale del pannello; a titolo d’esempio, si pensi al numero e alla dimensione esatta delle stringhe, al numero dei diodi, alla dimensione complessiva del prodotto finito, ove la conseguente automazione è forzatamente dedicata ad una sola e particolare configurazione di pannello, derivante dalle stringhe di cui alla detta prima sotto – fase. Tra le soluzioni note, infatti, non è disponibile pur essendo altamente desiderabile un metodo ed un’apparecchiatura per assemblare automaticamente i pannelli fotovoltaici a celle shingled in una sola macro – fase, con una logica integrata del tipo Cell To Module, similmente a quanto già avviene per i moderni pannelli di tipo back-contact nelle soluzioni automatizzate di cui in D6, D7 o D8; in particolare, è necessario ovviare ai suddetti problemi d’indurimento dell’adesivo ECA e di movimentazione delle singole stringhe, consentendo anche un maggior grado di libertà nella composizione del modulo.

[0036] Si sono sperimentalmente riscontrati i vantaggi in produzione offerti da un moderno sistema d’assemblaggio automatico di pannelli con celle back-contact, su un backsheet conduttivo multistrato del detto tipo BCBS di cui ad esempio in D6, D7 o D8; ad esempio, è vantaggiosa una stazione di lavoro automatica ove sono caricate e contestualmente prefissate le celle, di cui in D7, od anche è vantaggiosa la stampa su cella di materiale conduttivo per il tramite d’una stazione combinata come in D8. Tuttavia, i metodi noti per celle back-contact non consentono di assemblare pannelli con celle o porzioni di cella del tipo tradizionale, a contatti sopra - sotto, connesse a parziale sormonto sui detti contatti formando stringhe shingled; in particolare non è noto, in detti sistemi integrati del tipo Cell To Module, come stampare e sovrapporre progressivamente porzioni di cella di modo tale da formare a ciclo continuo stringhe complete e già contattate elettricamente, pronte per essere movimentate e posizionate su un backsheet non conduttivo, senza essiccazione intermedia dell'adesivo ECA, contestualmente e a ciclo continuo. Quindi, non è nota ed è desiderabile un’attrezzatura integrata e multifunzione atta a formare le suddette stringhe shingled a partire da porzioni di cella di modo tale da prelevarle e posizionarle immediatamente su un backsheet in transito, senza dry - curing.

[0037] Tutto ciò considerato, non è disponibile ed è oggigiorno ampiamente richiesta nel settore fotovoltaico una maggiore versatilità d’impiego degli impianti, al fine di ridurre i costi d’investimento, gli ingombri e i tempi di messa a punto. Particolarmente, non sono disponibili e sono desiderabili metodi e apparecchiature automatiche di tipo bivalente, che consentono cioè un doppio uso, per assemblare con elevata produttività e ripetibilità sia pannelli con celle o porzioni di cella di tipo tradizionale, connesse in modalità shingled a parziale sormonto sui contatti, sia pannelli con celle back-contact affiancate. Più nel dettaglio, vi è la richiesta d'un innovativo metodo d'assemblaggio automatico e di una stazione di lavoro combinata atta ad implementarlo, che sia estremamente compatta nelle dimensioni e versatile nell'utilizzo, atta a predisporre a ciclo continuo stringhe shingled complete e già contattate, partendo da celle a contattazione sopra - sotto, la quale consenta eventualmente anche di assemblare pannelli con celle back-contact affiancate su backsheet conduttivo. In particolare, non è noto come realizzare a ciclo continuo stringhe shingled complete, pronte da caricare immediatamente su un backsheet con incapsulante, agendo contestualmente nella medesima stazione di lavoro per il tramite di apparecchiature automatiche che operano in modo combinato ovvero integrato tra loro. Inoltre, non è noto come movimentare la stringa shingled appena formata eliminando la convenzionale fase intermedia d'indurimento dell'adesivo conduttivo ECA, denominata dry - curing, per passare rapidamente alla stazione di lavoro successiva ove, ad esempio, si eseguono le contattazioni tra stringhe denominata bussing.

[0038] Di qui la necessità per le imprese del settore di individuare delle soluzioni che siano maggiormente efficaci rispetto alle soluzioni fino ad ora in essere; scopo del presente trovato è anche quello di ovviare ai descritti inconvenienti.

Breve descrizione del trovato

[0039] Questo ed altri scopi sono raggiunti con il presente trovato secondo le caratteristiche di cui alle annesse rivendicazioni, risolvendo i problemi esposti mediante un metodo d'assemblaggio (10) e una stazione di lavoro combinata e bivalente (S2) per assemblare pannelli fotovoltaici automaticamente, con stampa di ECA su porzioni di cella e progressiva disposizione a parziale sormonto sui contatti, preformando a ciclo continuo stringhe shingled (402) pronte da caricare su un backsheet, senza dry-curing. Il metodo (10) prevede una macro-fase di lay-up (11) interamente realizzata in detta stazione (S2), con sotto-fasi (11.1 – 11.9) contestuali e coordinate: prelievo (11.1) porzioni con primo manipolatore (R1a -R1b) e controllo, carico orientato su nastro a vuoto (11.2), controllo posizione su nastro (11.3), stampa ECA (11.4), controllo stampa e posizione (11.5), sovrapposizioni progressive (11.6) su vassoio – navetta (210) a traslazione bidirezionale coordinato a secondo manipolatore (R2) con vuoto parzializzato, prelievo stringa shingled (11.7) con terzo manipolatore (R3), controllo allineamento stringa (11.8), carico e prefissaggio (11.9). Sono integrati sistemi di visione (V1, V2, V3) per l'esecuzione di dette sotto-fasi.

Scopi

[0040] In tal modo, attraverso il notevole apporto creativo il cui effetto ha consentito di raggiungere un considerevole progresso tecnico, sono conseguiti alcuni scopi e vantaggi risolvendo i principali problemi sopra evidenziati.

[0041] Un primo scopo è stato quello di rendere disponibile un metodo ed un’apparecchiatura che consentono di predisporre in modo completamente automatico, e a ciclo continuo, stringhe complete realizzate con celle o porzioni di cella stampate e subito sovrapposte a guisa di tegole, essendo convenzionalmente denominate stringhe shingled nel presente trovato, per essere già pronte da caricare e prefissare su un bachsheet dotato dell'incapsulante inferiore, nella medesima stazione di lavoro compatta e integrata, migliorando sensibilmente la produzione industriale di pannelli fotovoltaici a celle tradizionali. In particolare, con la soluzione proposta si elimina la fase separata di dry – curing, non essendo necessaria l’essiccazione intermedia delle dette stringhe shingled che sono interconnesse sui sormonti tra celle e movimentate senza spostamenti relativi, trattenendo continuativamente ogni singola cella e/o porzione di cella durante ogni sotto - fase operativa ovvero in costruzione ma anche nel trasporto e fino al carico e prefissaggio. In tal modo si rende possibile la costruzione d'un pannello fotovoltaico a partire da celle o porzioni di celle del tipo tradizionale, a contatti sopra - sotto, secondo la logica d'assemblaggio integrata detta Cell To Module che, in linea di principio, deriva dalle soluzioni note per sole celle back-contact, di cui ad esempio in D6, D7 o D8, le quali tuttavia non prevedono e non consentono la sovrapposizione sui detti contatti.

[0042] Un secondo scopo è stato quello di realizzare stringhe shingled che sono di volta in volta alternate nel verso di sovrapposizione, per consentire la produzione a ciclo continuo ed anche per agevolare la connessione testa – coda tra stringhe affiancate, riducendo così la lunghezza e/o la complessità degli elementi conduttivi che sono riportati nella successiva fase di bussing.

[0043] Un terzo scopo è stato quello di realizzare progressivamente le dette sovrapposizioni tra celle stampate, in un modo estremamente rapido ed economico, e con un elevatissimo grado di precisione; inoltre, la detta sovrapposizione è eseguita subito dopo la stampa di ECA su ciascuna cella, occupando un’area molto limitata in prossimità della stampante.

[0044] Un quarto scopo è stato quello di costruire pannelli con celle shingled limitando il ribaltamento delle celle appena stampate ovvero lasciando l’adesivo ECA rivolto verso l’alto; ulteriormente, si riducono al minimo le traslazioni e le possibilità di errore e/o disallineamento tra celle.

[0045] Un quinto scopo è stato quello di ridurre i costi industriali d’assemblaggio d’un pannello fotovoltaico con celle tradizionali.

[0046] Un sesto scopo è stato quello di consentire, con lo stesso metodo e lo stesso impianto previsti dal trovato, un agevole assemblaggio anche d’un pannello del tipo vetro – vetro.

[0047] Ancora uno scopo del trovato, conseguente al suddetto primo scopo, è stato quello di rendere disponibile un metodo ed un’apparecchiatura d’assemblaggio molto versatili nell’utilizzo ovvero adattabili a configurazioni diverse di pannello fotovoltaico, essendo particolarmente adatti per celle tradizionali e sovrapposte o shingled, ma anche adatti per celle back-contact non sovrapposte, ottenendo un notevole risparmio sugli investimenti e sugli spazi occupati, con anche una maggiore velocità di fornitura ed un minor costo del prodotto finito. Particolarmente, la soluzione proposta modifica e migliora la detta macro - fase integrata di stampa, carico e prefissaggio di cui in D8 nello stato dell’arte nota, e l’apparecchiatura automatica che la realizza, di modo tale da consentire vantaggiosamente l’uso di dette celle tradizionali interconnesse con parziale sormonto. Uno scopo del presente trovato, quindi, è stato quello di rendere l’assemblaggio di pannelli fotovoltaici con le dette celle shingled sensibilmente più rapido ma anche più robusto, ripetibile e sicuro dal punto di vista del processo industriale, con notevole progresso e utilità.

[0048] Questi ed altri vantaggi appariranno dalla successiva particolareggiata descrizione di alcune soluzioni preferenziali di realizzazione, con l’aiuto dei disegni schematici allegati i cui particolari d’esecuzione non sono da intendersi limitativi ma solo esemplificativi.

Contenuto dei disegni

La figura 1 illustra schematicamente il metodo di assemblaggio d’un pannello fotovoltaico con architettura back-contact secondo la tecnica nota, di cui ad esempio in ITTV2017A084020 (Baccini et al.) e cioè D8 nella suddetta descrizione dello stato dell’arte, ove si combina la deposizione di detto ECA al carico con prefissaggio delle celle, stampando per serigrafia il materiale conduttivo sui contatti della cella rivolti in alto e subito caricando le celle stampate secondo una macro-fase di stampa, carico e prefissaggio celle, la quale prevede sei sotto-fasi operative contestuali e coordinate tra loro: carico orientato, stampa, controllo, ribaltamento, posizionamento e prefissaggio celle sullo strato incapsulante con calore localizzato. La figura 2 illustra schematicamente il metodo d'assemblaggio proposto dal trovato, relativo ad un pannello fotovoltaico con celle o porzioni cella – equivalenti di tipo tradizionale, interconnesse con parziale sormonto sui contatti e cioè shingled, secondo una macrofase (11) di stampa, predisposizione di stringhe shingled complete su vassoio – navetta a traslazione bidirezionale, prelievo con carico e prefissaggio stringhe, secondo nove sotto-fasi operative principali (11.1 – 11.9) contestuali e coordinate tra loro con eventuale scarto di celle o stringhe non conformi (11.c, 11.s).

La figura 3 è una rappresentazione schematica a guisa di flusso della detta macro-fase (11), ove con una particolare apparecchiatura automatica (20) si predispongono le dette stringhe shingled alternate, pronte per l’immediato carico e prefissaggio sul bachsheet (R3), nella medesima stazione di lavoro (S2).

Le figure 4a e 4b sono viste ortogonali dell’impianto automatico oggetto del trovato, rispettivamente in sezione longitudinale X – X (Fig. 4a) e in pianta (Fig. 4b), ove la stazione combinata (S2) nella quale si esegue la detta macro-fase (11) è ricompresa in un rettangolo tratteggiato, di cui alle successive Figg. 5a e 5b.

Le figure 5a e 5b sono viste in pianta della detta stazione combinata e bivalente (S2) oggetto del presente trovato, rispettivamente complessiva (Fig. 5a) e nel dettaglio ingrandito (Fig. 5b), di cui al rettangolo tratteggiato, che è riferito all'apparecchiatura automatica (20) di shingling atta a stampare le porzioni di cella e subito predisporle a parziale sormonto formando stringhe shingled, pronte per essere caricate e prefissate su un backsheet in transito nella medesima stazione combinata, operando a ciclo continuo e in modo integrato. E' rappresentata una configurazione realizzativa di base con singola via di carico delle celle, o porzioni cella - equivalenti, ed un solo vassoio - navetta di formazione della stringa.

La figura 6 illustra schematicamente in pianta un contenitore a cassetta di porzioni cella – equivalenti, essendo nell’esempio una cella suddivisa in numero quattro porzioni uguali tra loro a guisa di fette, impilate e distanziate in modo calibrato ai fini della stampa. Il trovato consente, con la medesima logica, di lavorare una cella intera o qualsivoglia numero di porzioni cella - equivalenti, essendo ad esempio suddivisa in mezzi, quarti, sesti, ottavi o altre suddivisioni eventualmente richieste per uno specifico pannello da produrre.

La figura 7 illustra schematicamente in sezione verticale il particolare organo terminale di manipolazione del secondo robot (R2), secondo il presente trovato, essendo dotato di vuoto parzializzato per settori indipendenti ai fini del parziale sormonto tra porzioni cella -equivalenti;

Le figure 8a e 8b sono viste schematiche semplificate relative alla progressiva sovrapposizione delle dette porzioni cella - equivalenti, nel formare una stringa shingled, mediante un manipolatore (R2) dotato di una mano di presa con vuoto parzializzato per settori indipendenti che rilascia le porzioni cella – equivalenti una ad una, su un vassoio – navetta che trasla in modo bidirezionale e ad esso coordinato, operando sia all'andata che al ritorno, ove al ritorno del vassoio - navetta (Fig. 8b) il verso del sormonto è opposto a quello dell’andata (Fig. 8a), alternando la direzione di testa e cioè della prima cella posata, per agevolare la produzione e la contattazione di bussing tra stringhe vicine.

Le figure 9a e 9b sono viste della detta stazione combinata e bivalente (S2) oggetto del presente trovato, rispettivamente in pianta (Fig. 9a) e in alzato (Fig. 9b) secondo la linea di sezione Y - Y, nella preferenziale configurazione realizzativa ad elevata produttività, con doppia via di carico iniziale e doppio vassoio - navetta ove si formano le stringhe shingled in avanti e all'indietro; in tal caso il primo manipolatore atto a caricare le porzioni cella - equivalenti dai contenitori è del tipo a portale cartesiano (R1b) che agisce trasversalmente su entrambe le vie di carico iniziali servendo il nastro pneumatico centrale. I sistemi di visione sono qui indicati nel dettaglio di ciascun punto di rilevamento (AOI1, TC1-TC7). Il terzo manipolatore (R3), a portale cartesiano, prevede un dispositivo di presa multifunzione che esegue, contestualmente, sia il carico che l'immediato pre-fissaggio agendo su ciascuna porzione della stringa, ove per convenzione è rappresentata tratteggiata nella posizione iniziale di prelievo della stringa e cioè sul fine - corsa del vassoio -navetta.

Descrizione d’almeno una realizzazione del trovato [0049] Con anche riferimento alle figure (Figg. 2 - 9b), si descrive un metodo (10) comprensivo di una macro - fase (11) per assemblare vantaggiosamente pannelli fotovoltaici (400) con celle solari in silicio cristallino del tipo tradizionale a contattazione sopra – sotto, o porzioni di cella uguali tra loro (403a - 403d), ove dette celle o porzioni sono parzialmente sovrapposte (404) per contattazione diretta a guisa di tegole e cioè nella modalità denominata shingled. In particolare, si prevede di stampare ECA su dette celle o porzioni (403) e subito predisporle progressivamente sormontate formando stringhe shingled (402) di volta in volta alternate nella direzione della testa, con una particolare logica operativa (11.1 – 11.6) e con una particolare apparecchiatura automatica (20) di shingling (Fig. 5a - 5b, 9a - 9b) ove si predispongono le dette stringhe shingled (402) pronte per essere immediatamente caricate e prefissate (R3) su un backsheet dotato di strato incapsulante (401) (11.7 – 11.9), operando nella medesima stazione di lavoro (S2) a ciclo continuo e senza essiccazione intermedia dell'adesivo conduttivo.

[0050] La detta predisposizione di stringhe shingled (11.1 – 11.6) e il detto carico con prefissaggio (11.7 – 11.9) avvengono contestualmente in una stazione di lavoro (S2) ove s'integra l'apparecchiatura automatica (20, R1-R2, V1-V2) di shingling con l'apparecchiatura di carico e prefissaggio (R3, V3) grazie ad un'innovativa vassoiatrice composta da un vassoio - navetta (210) pneumatico a traslazione bidirezionale, coordinato ad un particolare manipolatore (R2). Detta stazione (S2), essendo a sua volta compresa in un impianto produttivo (30) composto sequenzialmente da almeno sei stazioni di lavoro (S1 – S6) ove si assembla per stratificazione progressiva, su un vassoio porta – pannello (300) in transito, l’intero pannello fotovoltaico (400) pronto da inviare alla laminazione finale. Detta stazione (S2) automatica, del tipo combinato nei mezzi e nelle funzioni, e bivalente nell'utilizzo per assemblare eventualmente celle senza sormonto, come è di seguito descritto nel dettaglio.

[0051] L’innovazione proposta (10, 11, 20, 30, S2) prevede che l'assemblaggio del pannello fotovoltaico a celle sovrapposte ovvero shingled sia realizzata contestualmente, senza la convenzionale creazione separata delle stringhe con essiccazione intermedia di ECA, bensì integrando in un’unica macro-fase di assemblaggio (11) e in un'unica stazione di lavoro (S2) automatica la costruzione complessiva del pannello (400) nella sua struttura principale (401, 402, 403), lasciando alle stazioni successive solo la contattazione inter-stringa o bussing (S3) e le stratificazioni frontali (S4, S5). In linea di principio, il presente trovato consente di realizzare contestualmente l'assemblaggio, dalla porzione di cella al pannello, secondo una logica d’integrazione del tipo denominato Cell-to-Module in lingua inglese la quale è già nota per pannelli fotovoltaici con celle back-contact ma non è nota per i moderni pannelli ove le celle tradizionali a contatti sopra - sotto sono vantaggiosamente connesse in modalità shingled.

[0052] Ulteriormente, si propone un metodo (10, 11) e un’apparecchiatura automatica (20, R3, S2) versatili nell’utilizzo e cioè bivalenti, di modo tale da ottenere anche per i detti pannelli con celle tradizionali shingled i ben noti vantaggi raggiunti dai moderni metodi e impianti produttivi di tipo automatico per pannelli con celle back-contact, di cui all'arte nota. Il trovato è quindi adatto per entrambe le architetture di pannello fotovoltaico, ove la presente descrizione è particolarmente dedicata alla predisposizione e carico di stringhe composte da porzioni di celle tradizionali connesse sopra -sotto in detta modalità shingled, su un backsheet già dotato dello stato incapsulante inferiore ai fini dell'isolamento e del prefissaggio; nel caso, invece, d’un pannello back-contact, si prevede l’utilizzo d’un particolare backsheet conduttivo e multistrato di cui, a titolo d’esempio, alle suddette soluzioni EP2917942 (Baccini et al.), EP3090449 (Baccini et al.) o ITTV2017A084020 (Baccini et al.).

[0053] La soluzione proposta s'integra agevolmente in un linea produttiva del tipo modulare e altamente automatizzata, formata da un numero totale di stazioni di lavoro scelto in funzione della capacità produttiva desiderata della linea stessa, ove talune stazioni dedicate a particolari fasi o sotto – fasi dell’assemblaggio possono essere moltiplicate e/o affiancate e/o contrapposte una all’altra secondo specifiche esigenze progettuali; a titolo d’esempio non limitativo, si pensi ad un eventuale raddoppio dell’apparecchiatura automatica che predispone singolarmente le dette stringhe shingled alternate (402) a partire da porzioni di cella (403), formandole complete e pronte da caricare una a fianco all’altra sul backsheet, ove il detto raddoppio può prevedere linee multiple affiancate oppure disposte simmetricamente rispetto al vassoio porta – pannello in transito, una opposta all’altra ovvero una per parte, con sincronizzazione del carico di stringhe vicine e con le testa alternate ai fini del bussing, oltrechè per evitare i tempi morti di lavorazione. In tal modo si possono dimezzare i tempi generali d’assiemaggio relativi alla detta stazione combinata e bivalente. Quindi, a titolo d'esempio non limitativo, nella seguente descrizione del trovato (10-11, S2) (Figg. 2 - 9b) si fa prima riferimento ad una configurazione realizzativa di base con singola linea di carico e singolo vassoio navetta (Figg. 4b, 5a, 5b) e poi ad una preferenziale configurazione ad elevata produttività con una singola stampante ma con doppia linea di carico iniziale e due vassoi - navetta (Figg. 9a, 9b) che traslano parallelamente e in modo tra loro coordinato ai lati di detta stampante.

[0054] Più nel dettaglio, il metodo proposto (10) prevede una particolare macro - fase (11) d’assiemaggio delle dette celle sul backsheet (Figg. 2, 3) ove il posizionamento o lay-up delle celle avviene predisponendole prima (11.1 – 11.6) per stringhe shingled (402), preferibilmente alternate nella direzione di costruzione (211a - 211b, Figg. 8a - 8b), partendo da celle intere o porzioni (403) cella – equivalenti, sovrapposte progressivamente una ad una (11.6, R2) immediatamente dopo la stampa (11.4, 205), su un vassoio – navetta (210) che trasla avanti – indietro ovvero con logica bidirezionale (211, 211a - 211b). Preferibilmente, fette di celle pretagliate in parti uguali sono stampate simultaneamente, depositando sui contatti rivolti in alto una quantità predefinita di ECA (207) per il tramite d’una stampante (205 - 207) in linea continua, utilizzando una tecnologia del tipo serigrafia ovvero screen-printing, o dispensing volumetrico, o jet-dispensing, o altra tecnologia equivalente. La sovrapposizione progressiva di dette porzioni, una ad una, è eseguita per il tramite d’un particolare manipolatore (R2) con vuoto parzializzato (214 – 216) in funzione del numero di porzioni (403a - 403d) da prelevare e rilasciare, come di seguito descritto nel dettaglio (Figg. 6 - 7).

[0055] All'inizio del procedimento di formazione della stringa shingled (11, 20), in detta stazione combinata (S2) o stazione di layup, le dette fette di cella o porzioni (403a - 403d) vengono alimentate nella propria via di carico (201) all’interno di contenitori (203) conformati a guisa di cassette (Figg. 5b, 6), che le trattengono impilate in maniera ordinata e ripetitiva, una a fianco all’altra, con distanziatori interposti (217), di modo tale da essere ivi prelevate per gruppi preordinati da un primo manipolatore del tipo a robot (R1a) o a portale cartesiano (R1b) anche multilinea, dotato d’un organo terminale del tipo mano di presa pneumatica, quale una piastra forata con vuoto in aderenza oppure un gripper con ventose. A titolo d’esempio non limitativo, nella preferenziale realizzazione del trovato si prevede che ogni porzione sia pari ad un quarto d’una cella quadrata standardizzata, di lato pari a 156 mm, ove il detto contenitore (203) sarà opportunamente configurato in maniera da trasportare le dette quattro porzioni su un unico livello, distanziate ma equivalenti nel loro insieme ad una cella intera (Fig. 6), di modo tale da poter essere prelevate tutte insieme (Figg. 5a e 9a) dall’apposita mano di presa del detto primo manipolatore (R1a - Rb).

[0056] Una tale soluzione assicura elevata versatilità d’utilizzo; in particolare, si prevede che al cambiare di configurazione delle porzioni alimentate (403), ad esempio la loro dimensione o geometria, si dovrà cambiare o adattare solamente il relativo contenitore (203) e gli organi terminali di presa dei tre manipolatori (R1a-R1b, R2, R3) della stazione (S2), i quali sono intercambiabili al polso per i fini sopra esposti, oltre alle ovvie modifiche al programma di manipolazione o software e al retino di stampa dell’adesivo ECA (205, 207). Si rileva, a tal fine, che la mano di presa del primo manipolatore è preferibilmente costituita da una piastra lavorata con mezzi per il vuoto ricavati al suo interno che sono disposti in funzione del detto numero di porzioni di cella da prelevare contemporaneamente; a titolo d’esempio, si prevedono numero quattro fette se in quarti di cella o numero sei fette se in sesti di cella, e così via. Il secondo manipolatore (R2), invece, prevede un particolare organo terminale di presa a vuoto parzializzato per settori indipendenti (214, Figg. 7), corrispondenti a ciascuna porzione di cella da posizionare progressivamente con parziale sormonto.

[0057] In detta stazione di lavoro combinata (S2), la macro-fase di lay-up (11) è attuata per il tramite d’una apparecchiatura automatica (20) di shingling che stampa e subito posiziona le dette porzioni (403a - 403d) cella – equivalenti una sull’altra a guisa di tegole, di modo tale da predisporre stringhe shingled anche alternate nel verso di costruzione (210 - 211), ove la prima porzione posata o testa si trova alternativamente direzionata al momento del prelievo (R3) a fine corsa od anche alternata nella polarità una volta caricata la stringa sul backsheet, una a fianco all'altra, per agevolare la successiva fase di bussing. In detta apparecchiatura (20) le dette porzioni (403a - 403d) sono alimentate negli appositi contenitori (203) in una via di carico con nastro trasportatore del tipo monolinea (201, Figg. 5a - 5b) oppure multilinea (201a-201b, Figg. 9a - 9b), ove molteplici contenitori (203) possono essere caricati in fila ed attendere accodati il proprio turno di svuotamento al fine di garantire autonomia alla stazione di lavoro (S2) e quindi all'intero impianto produttivo (30). Ogni contenitore (203) è quindi posizionato con precisione sulla via di carico (201), all’inizio dell’assemblaggio (100), in una posizione di carico (202) ove il detto primo manipolatore (R1a, R1b) comincia a prelevare le dette fette di cella, o la cella intera, in un’unica presa.

[0058] Le diverse operazioni previste dal trovato sono di volta in volta assistite da molteplici sistemi di visione, del tipo multitelecamera e/o ad ispezione ottica AOI, i quali sono integrati strutturalmente e funzionalmente con le diverse attrezzature della stazione (S2) secondo i fini operativi, di gestione e di controllo previsti. Per comodità descrittiva, tali sistemi di visione sono raggruppati (V1, V2, V3) per macro - funzioni così localizzate: prima della stampa (V1, R1a-R1b, TC1-TC2) ove è rilevata almeno la posizione e/o l'allineamento delle porzioni di cella in funzione del retino di stampa, dopo la stampa (V2) (R2, AOI1, TC3) per controllare almeno la qualità dell'esecuzione e la posizione e/o gli allineamenti d'ogni porzione di cella ai fini del carico con progressivo sormonto sul vassoio - navetta, dopo il completamento della stringa shingled (V3) (R3, TC4 - TC7) per controllare allineamenti e punti fiduciali ai fini del carico finale della stringa sul backsheet.

[0059] Più nel dettaglio operativo (Figg. 2, 3, 5a - 5b, 9a - 9b) quando il suddetto contenitore a cassetta (203) raggiunge la posizione di carico (202), un primo manipolatore (R1a, R1b) preleva le porzioni cella - equivalenti (403) sfilandole dall’alto (11.1), o una singola cella intera, e le dispone raggruppate per un controllo preliminare in una posizione tale che un componente d'un primo sistema di visione (V1) possa controllare l’effettivo orientamento delle fette di cella per poi posizionarle correttamente su nastro ai fini della stampa, essendo ad esempio un mezzo d'ispezione ottica AOI con illuminatore od uno scanner od una telecamera integrati nella medesima struttura del manipolatore o vicini ad esso. Il medesimo sistema di visione (V1) può effettuare anche una verifica sull’integrità delle dette porzioni di cella appena prelevate, o cella intera, che in caso di difetti riscontrati potranno essere successivamente depositate in una separata postazione di scarto (11.c). Il software del sistema di visione (V1), quindi, dà istruzione al detto manipolatore (R1a, R1b) di trasportare e caricare (11.2) in modo orientato il gruppo di porzioni cella – equivalenti (403a - 403d) su un nastro di carico dotato di vuoto (204) di modo tale che esse possano transitare in maniera preordinata e orientata, senza alterare la loro posizione relativa, fino al raggiungimento della stampante (205) dove un apposito posaggio (206), scaricato in corrispondenza dei nastri, salirà di contrasto alla testa con retino di stampa (11.4); tale soluzione, nel caso preferenziale d’un retino di tipo stencil per stampa a contatto.

[0060] Nella preferenziale configurazione realizzativa, prima della stampa (205) si prevede anche il controllo degli allineamenti (11.3) delle porzioni (403) appena caricate sul detto nastro (204), effettuabile mediante due telecamere (TC1, TC2) posizionate in linea una dopo l'altra, ove la prima (TC1) rileva l'allineamento della singola porzione di cella su un riferimento fisso, mentre la seconda (TC2) rileva l'allineamento sulla porzione precedente. Il detto primo sistema di visione (V1) può prevedere molteplici rilevatori per controllare posizioni e allineamenti delle singole porzioni prima e dopo il carico su nastro, eventualmente riconfigurabili in funzione della precisione garantita dal manipolatore (R1a, R1b) e/o della possibilità di auto -calibrazione del retino di stampa, oltrechè dall'uso bivalente della stazione (S2); ad esempio, nel caso alternativo di pannelli con celle backcontact intere è sufficiente l'attivazione d'una sola telecamera (TC2) per controllare l'allineamento sul nastro.

[0061] Una volta effettuata la stampa (11.4) dell’adesivo ECA nelle posizioni determinate dal retino di stampa, il posaggio di stampa (206) scende e il nastro di trasporto dotato di vuoto (204) fa proseguire l’insieme delle dette porzioni appena stampate fino ad una posizione di scarico ovvero di prelievo (208) da parte d’un secondo manipolatore (R2), il quale preleva in un’unica presa le dette porzioni cella – equivalenti tal quali. Detto manipolatore (R2) è un robot (Fig. 7) che monta un particolare strumento di presa (214) intercambiabile al polso (212, 213), essenzialmente costituito da una piastra lavorata con dispositivi di vuoto ricavati nella piastra stessa e disposti in funzione del numero di porzioni che devono essere prelevate contemporaneamente. Particolarmente, ai fini del trovato, si prevede che in detto secondo manipolatore (R2) l’organo di presa (214) sia vantaggiosamente suddiviso per settori indipendenti (216), corrispondenti a ciascuna porzione di cella movimentata (403a -403d), i quali sono singolarmente alimentati da canali con vuoto parzializzato (215a - 215d) essendo il circuito del vuoto sezionato da una valvola pilotata in modo indipendente di modo tale che i singoli settori (216) di presa e rilascio possano essere attuati a discrezione, ad esempio con sequenza singola programmata o tutti insieme simultaneamente. Nel caso alternativo d'assemblaggio di celle back-contact, si prevede che esse siano intere e caricate sul backsheet con l'adesivo ECA rivolto verso il basso e cioè capovolte, ove detto capovolgimento può avvenire singolarmente ad opera di detto secondo manipolatore oppure può eventualmente avvenire alla fine e cioè contestualmente al carico su backsheet d'una fila intera di celle affiancate.

[0062] Il detto dispositivo a settori indipendenti (20, 214, R2) (Fig. 5b, 7, 9a), consente di rilasciare ciascuna porzione di cella (403a -403d) una per volta, coordinandosi vantaggiosamente con il movimento del vassoio – navetta (210) ove si forma progressivamente la stringa shingled (402), il quale trasla avanti – indietro (211a - 211b) in modo controllato lungo un asse rettilineo (211) che preferibilmente è parallelo al detto nastro di carico (204), corrispondente all’asse longitudinale della stringa in costruzione. Esso (210) funge da supporto mobile ove sono progressivamente depositate (11.6) le singole porzioni (403), una sull’altra con parziale sormonto (404) in corrispondenza dell’adesivo ECA (207), di modo tale da predisporre a ciclo continuo singole stringhe shingled (402) complete, pronte per l'immediato prelievo e trasporto (R3) sul backsheet (401); esse, quindi, sono di volta in volta alternate nell'orientamento della testa ovvero della prima porzione di cella depositata (Figg. 8a, 8b) che dipende dal verso di costruzione sul detto vassoio - navetta (210) traslante avanti - indietro, e cioè in andata (211a) oppure in ritorno (211b). Si è riscontrato sperimentalmente che tale alternanza rende più rapido il processo produttivo e riduce sensibilmente i tempi morti dovuti alle traslazioni a vuoto. Inoltre, essa può agevolare la fase successiva di bussing (S3) tra stringhe affiancate, semplificando gli elementi d'interconnessione riportati e/o alternando la polarità tra le teste.

[0063] Prima del detto rilascio progressivo e coordinato (11.6), il secondo manipolatore (R2) posiziona il gruppo di porzioni stampate, prelevate dal nastro in corrispondenza d’una posizione di controllo (11.5) ove un primo rilevatore (AOI1) del secondo sistema di visione (V2), preferibilmente del tipo a ispezione ottica con illuminatore, controlla la qualità della stampa eseguita di ECA, mentre un secondo rilevatore quale una telecamera (TC3) verifica da sotto in su l’effettivo orientamento delle singole porzioni di cella nella detta mano di presa (214) del robot (R2). Il detto secondo sistema di visione (V2), quindi, può effettuare la verifica sull’integrità delle dette porzioni di cella, o cella back-contact intera, che in caso di difetti riscontrati potranno essere depositate in una separata postazione di scarto (11.c).

[0064] Dopo tali acquisizioni (V2), il software di visione dà istruzione al detto secondo manipolatore (R2) di trasportare, orientandolo (212), il detto gruppo di porzioni di cella stampate (403, 207) nella posizione corretta di sovrapposizione progressiva, ove la mano di presa (214) del robot (R2) rilascerà con sequenza ordinata (11.6) una singola porzione per volta (403a, 403b, 403c, 403d) sul detto vassoio – navetta (210) che trasla in modo ad esso (R2) coordinato, parzializzando la presa per settori indipendenti (216) mediante valvole di singolarizzazione dei rispettivi canali del vuoto (215a, 215b, 215c, 215d), di modo tale da eseguire agevolmente e con precisione una sovrapposizione preordinata (404) d’ogni singola porzione. Dopo ogni carico, il detto vassoio - navetta (210) esegue uno spostamento controllato di modo tale che il successivo carico possa essere parimenti posizionato, con un movimento (212) uguale del braccio del robot (R2, 214), e così fino al completamento della stringa (402). In linea di principio, il detto manipolatore (R2) e il detto vassoio - navetta (210 - 211) agiscono di concerto a guisa d'un plotter e cioè un'unità di lavorazione o scrittura ove un primo mezzo mobile, o testa, si muove su uno o più assi manipolando uno strumento e/o un prodotto rispetto ad un secondo mezzo mobile, o supporto, che contestualmente trasla o ruota in modo ad essa combinato ovvero sincronizzato al fine di eseguire operazioni complesse su più assi, in un spazio contenuto; detta unità di lavorazione, operando con l'ausilio di sistemi opto -elettronici di visione e con unità logiche di controllo.

[0065] Dopo aver raggiunto il fine corsa (210, 211a) o comunque la corretta posizione di scarico, si prevede che l’intera stringa (402) sia prelevata (11.7) da un terzo manipolatore (R3) del tipo ponte di presa (250, 251) composto da un portale cartesiano (250) con un dispositivo di presa e prefissaggio (251) corrispondente all'intera stringa, per essere subito controllata e trasferita sul backsheet (401) che transita su un vassoio porta – pannello (300) che attraversa interamente la linea d’assemblaggio (30); il detto dispositivo di presa e prefissaggio (251) è del tipo pneumatico e trattiene saldamente ogni singola cella o porzione di cella (403) shinghled. Contestualmente a detto trasferimento, quindi, vi è il controllo visivo (V3, 11.8) degli allineamenti di detta stringa e di eventuali rotture, oltrechè dei riferimenti fissi o punti fiduciali sul backsheet e/o vassoio. Il detto posizionamento di ciascuna stringa è immediatamente seguito da un rapido fissaggio termico sullo strato incapsulante del backsheet (401), altrimenti detto prefissaggio (11.9), eseguito con apporto di calore localizzato secondo tecnica nota di cui, ad esempio, in EP3090449 (Baccini et al.).

[0066] A servizio di detto terzo manipolatore (R3) è quindi previsto un terzo sistema di visione (V3, TC4-TC7) che prima rileva da sotto (TC4) l'allineamento testa - coda della stringa shingled appena formata e prelevata, rispetto al dispositivo di presa, mediante due acquisizioni di inizio - fine stringa altrimenti denominate testa coda; poi, sul pannello in assemblaggio ovvero sopra il backsheet (401) è posizionata una rete di rilevatori, ad esempio tre coppie di telecamere (TC5, TC6, TC7) disposte lungo i lati maggiori, atta a rilevare i riferimenti fissi del prodotto detti fiducials, a guisa di coordinate utili al detto dispositivo di presa e prefissaggio (251) per posizionare correttamente le stringhe shingled (402) affiancate una all'altra. [0067] Più nel dettaglio realizzativo di detto dispositivo di presa e prefissaggio (251), al fine di trattenere saldamente ogni singola cella o porzione di cella (403a - 403d) shinghled, esso è preferibilmente conformato a guisa d'una piastra forata che agisce in aderenza sulla stringa, con vuoto attivato solo sui fori corrispondenti a ciascuna porzione di cella; in alternativa, è adatto un equivalente sistema pneumatico a micro-ventose o gripper. Inoltre, sono associati mezzi per il riscaldamento localizzato atti all'immediato prefissaggio all'incapsulante d'ogni porzione di cella che forma la stringa shingled, evitando il convenzionale dry-curing dell'adesivo ECA. Detti mezzi di prefissaggio, alternativamente, possono essere integrati nella piastra di trattenimento oppure formano un secondo dispositivo del tipo pressore – riscaldatore, di conformazione similare, che opera nel medesimo portale cartesiano in modo coordinato ad essa.

[0068] La sequenza produttiva (Figg. 2, 3) d’un pannello fotovoltaico con celle shingled, quindi, secondo il metodo d’assemblaggio (10) proposto dal trovato (Fig. 2), comprende una prima fase operativa (101, S1) di posizionamento d’un backsheet con strato incapsulante (401) rivolto verso l’alto su un vassoio porta – pannello (300) che attraversa orizzontalmente le diverse stazioni di lavoro (S1 – S6) disposte in linea, per tornare (301) ad un livello inferiore (Figg. 4a - 4b), poi un'innovativa seconda fase operativa denominata macro – fase (11) di lay-up ove si integrano in modo coordinato e contestuale diverse operazioni denominate sotto-fasi operative (11.1 - 11.9, 11.c, 11.s) di seguito descritte nel dettaglio, quindi una terza fase operativa (103, S3) di bussing di dette stringhe shingled di cui alla precedente macro – fase (11, S2), seguita da una quarta fase operativa (104, S4) di sovrapposizione dello strato incapsulante superiore e relativo controllo, poi una quinta fase operativa (105, S5) di deposizione del vetro frontale, ed infine una sesta fase operativa (106, S6) di ribaltamento del pannello stratificato, per l’invio al forno di laminazione. Nel caso d'uso bivalente della stazione (S2), per assemblare pannelli con celle backcontact, in alternativa alla suddetta fase si sovrapposizione (11.6, 404) si prevede che le celle intere stampate siano caricate (210, R2) allineate senza sormonto a guisa d'una fila di celle non connesse elettricamente, e capovolte sotto - sopra preferibilmente per il tramite del medesimo mezzo di presa a vuoto (R3) atto a trasferirle e caricarle con i contatti rivolti verso il basso, su di un backseheet di tipo conduttivo; quindi, nel caso di celle backcontact la suddetta stazione di bussing (S3) resta inutilizzata.

[0069] Con maggiore riferimento ai dettagli operativi del metodo proposto, si raggiungono gli scopi prefissati stampando e subito predisponendo le porzioni di cella (403a - 403d) per stringhe shingled (402), alternate nella direzione di costruzione, secondo una macro-fase di lay-up (11, S2) comprensiva delle seguenti sotto-fasi operative (11.1 - 11.9, 11.c, 11.s) tra loro funzionalmente integrate di modo tale da stampare, predisporre le dette stringhe shingled, caricarle e prefissarle sul backsheet a ciclo continuo (Figg. 2, 3), senza essiccazione intermedia o dry-curing:

- (11.1) prima sotto-fase di prelievo con un primo robot (R1a-R1b), da un contenitore (203, 217) a guisa di cassetta (Fig. 6), di porzioni (403) cella – equivalenti corrispondenti ad una cella intera tagliata a fette uguali tra loro (403a, 403b, 403c, 403d), disposte per pile affiancate e con i contatti verso l’alto, con controllo della posizione effettiva per orientare la successiva deposizione su nastro e con eventuali verifiche di rotture o altre non - conformità;

- (11.2) seconda sotto-fase di carico orientato delle dette porzioni cella - equivalenti su un nastro di carico (204) con vuoto pneumatico per trattenimento;

- (11.2) terza sotto-fase di controllo visivo (V1) dell'effettivo posizionamento con eventuali verifiche;

- (11.4) quarta sotto-fase di stampa serigrafica (205) dell’adesivo conduttivo ECA (207) sui contatti di ciascuna porzione di cella – equivalente;

- (11.5) quinta sotto-fase di controllo visivo (V2) della qualità del deposito ECA ed eventuale riposizionamento, ovvero correzione dell’orientamento del retino o stencil di stampa, con rilevamento della posizione effettiva ovvero gli allineamenti d'ogni porzione ai fini del successivo rilascio, ed eventuali verifiche;

- (11.6) sesta sotto-fase di sovrapposizione progressiva a guisa di tegole, di dette porzioni cella – equivalenti (403a, 403b, 403c, 403d) ottenendo stringhe shingled complete e alternate (402) nella polarità di testa, per il tramite d’un secondo manipolatore (R2) a robot con mano di presa a vuoto parzializzato (214 - 216) che le dispone una ad una su un vassoio – navetta (210) bidirezionale, traslante avanti – indietro lungo un asse rettilineo (211) corrispondente all’asse della stringa in costruzione e parallelo al detto asse di carico (204). Il verso di sovrapposizione delle dette porzioni è di volta in volta alternato, essendo cioè il medesimo fino al completamento d’una stringa (402) nel tragitto d’andata (211a) di detto vassoio – navetta (210), per poi tornare (211b) sovrapponendosi nel verso opposto;

- (11.7) settima sotto-fase di prelievo della detta stringa shingled alternata con un ponte di presa , a fine corsa (211a) del detto vassoio – navetta (210), ove una piastra con vuoto attivato su ciascuna porzione della stringa shingled trasla su un portale cartesiano (250), la preleva interamente (402) per poi orientarla e traslarla fino al backsheet, liberando il detto vassoio – navetta per il ritorno (211b). Per la creazione d'una testa di stringa con polarità opposta a quella precedente, al fine di agevolare la contattazione tra stringhe affiancate, si prevede eventualmente il capovolgimento sotto-sopra dell'intera stringa in modo alternato, e cioè una stringa sì e una no;

- (11.8) ottava sotto-fase di controllo (V3) dell'allineamento testa - coda di detta stringa shingled, con eventuali verifiche. - (11.9) nona sotto-fase di carico ovvero deposizione orientata, e prefissaggio con calore localizzato, della detta stringa shingled (402) sul backsheet con lo strato incapsulante (401) rivolto verso l’alto, basandosi sulla posizione di riferimenti fissi o punti fiduciali (V3);

- (11.c) eventuale sotto-fase di scarico delle porzioni cella -equivalenti rotte e/o non conformi, in alternativa alla seconda (11.2) o sesta (11.6) sotto-fase;

- (11.s) eventuale sotto-fase di scarico delle stringhe rotte e/o non conformi, in alternativa alla detta nona sotto-fase (11.9).

[0070] Particolarmente, rispetto alle soluzioni note per celle backcontact di cui ai documenti EP2917942 (Baccini et al.), EP3090449 (Baccini et al.) o ITTV2017A084020 (Baccini et al.), il trovato (10, 11, S2, S3) prevede di stampare e pre-formare stringhe complete (402) a partire da celle o porzioni di cella a contatti sopra - sotto, sormontate in modalità shingled (402, 404) sui contatti elettrici (207), di modo tale da poterle subito caricare su un backsheet non conduttivo a ciclo continuo e senza operazioni separate, per operare industrialmente nella vantaggiosa modalità Cell-to-Module utilizzando celle di tipo tradizionale a contatti sopra - sotto. Si ottiene un tale risultato mediante la sovrapposizione progressiva (210, 404, R2) delle porzioni di cella appena stampate, una ad una, per il tramite di un'innovativa apparecchiatura vassoiatrice composta dal vassoio – navetta a traslazione bidirezionale (210, 211) e coordinato nei movimenti al manipolatore (R2) atto a muovere e ruotare un particolare strumento di presa pneumatico (212 - 216) atto a rilasciare singolarmente (215a - 215d) ciascuna porzione e operando in modo coordinato a detto vassoio - navetta (210) e ad un sistema di visione dedicato (V2, TC3), ottenendo così (11.1 – 11.6) stringhe shingled (402) già pronte per essere subito trasferite e fissate su un backsheet non conduttivo (11.7 – 11.9).

[0071] Si rileva che l'applicazione d'un simile carico con prefissaggio è nota solo per l'assemblaggio di celle back-contact affiancate, ove un manipolatore del tipo a portale cartesiano le preleva e le trasferisce applicando anche riscaldamento localizzato al fine di fissarle sullo strato incapsulante d'un backsheet del tipo conduttivo, che le interconnette elettricamente formando ivi le stringhe del pannello. Nelle soluzioni note, infatti, non sono presenti i problemi legati alla movimentazione simultanea di celle già contattate elettricamente e particolarmente disposte, senza dry - curing. Il presente trovato (11, S2), prevede di trasferire su un backsheet non conduttivo stringhe complete del tipo shingled (402), preformate con singole porzioni di cella (403) e contattate elettricamente per sovrapposizione sopra - sotto (11.6), in corrispondenza dei contatti (207, 404) ove è stampato ECA (11.4); quindi, le dette stringhe shingled sono predisposte e interconnesse prima del trasferimento sul backsheet, che è dotato del solo strato incapsulante e non necessariamente d'uno strato conduttivo, per cui diventa fondamentale movimentarle e caricarle senza alcuna traslazione relativa tra le porzioni di cella, e particolarmente in corrispondenza dell'adesivo ECA sui contatti elettrici su ECA, evitando così le convenzionali operazioni di essiccazione intermedia o dry - curing previste per le stringhe shingled. A tal fine, si prevede un manipolatore (R3) atto a prelevare e orientare correttamente l'intera stringa applicando il vuoto su ciascuna porzione di cella (403a -403d), per non alterare le contattazioni e gli allineamenti relativi, che anche è abbinato ad un sistema integrato di visione (V3) che prima del carico controlla l'allineamento effettivo della stringa con acquisizioni testa - coda su punto fisso (TC4), preferibilmente da sotto in su, e poi controlla dall'alto (TC5 - TC7) l'effettivo posizionamento rispetto ad una rete di riferimenti fissi, a guisa di punti fiduciali o fiducials, sul vassoio e/o sul backsheet.

[0072] In tal modo, si possono realizzare a ciclo continuo in avanti e all'indietro (210 - 211) stringhe complete e già contattate elettricamente, anche alternate nella direzione della testa della stringa ovvero della prima porzione posata in funzione del verso di costruzione, e cioè di traslazione del detto vassoio - navetta, riducendo sensibilmente i tempi e i costi industriali di produzione. In particolare, la soluzione proposta (10, 11) è attuabile in una sola stazione di lavoro (S2) del tipo compatto e integrato, automatica nel funzionamento e combinata nelle funzioni, ove la detta stampa, la detta predisposizione di stringhe shingled e il detto carico su backsheet sono eseguiti contestualmente e senza dry-curing. Inoltre, si rileva che la soluzione proposta (10, 11) consente un utilizzo bivalente delle attrezzature, ove la detta stazione combinata (S2) di lay-up è particolarmente adatta per assemblare in modo innovativo e vantaggioso le suddette stringhe shingled (402) su un backsheet non conduttivo, ma anche consente di trasferire celle backcontact affiancate su un backsheet conduttivo secondo una tecnica sostanzialmente nota, con estrema versatilità d'utilizzo e risparmio d'investimenti come è oggigiorno richiesto ai produttori di pannelli fotovoltaici.

[0073] L’impianto produttivo (30) (Figg. 4a, 4b) atto a realizzare la soluzione proposta è a stazioni di lavoro automatiche (S1 – S6) disposte in linea continua ove, rispetto alle suddette soluzioni note, si prevede che la detta seconda stazione (S2) di lay-up svolga una sequenza di operazioni sostanzialmente diversa ai fini della detta predisposizione a ciclo continuo (11.1 – 11.6, 20) di stringhe shingled (402) a partire da dette porzioni (403a - 403d) di cella tradizionale, e caricarle immediatamente (11.7 - 11.9, R3) su un backsheet non conduttivo senza traslazioni relative e senza dry -curing, come sopra esposto. Inoltre, è introdotta una successiva terza stazione (S3) di bussing agevolato delle dette stringhe shingled (402) la quale, ovviamente, non è utilizzata nel suddetto caso alternativo d'assemblaggio di pannelli a celle backcontact. Ulteriormente, si prevede all’inizio dell’impianto un’eventuale stazione preparatoria (Sp) per avviare i formati non standardizzati di pannello fotovoltaico.

[0074] Più nel dettaglio delle attrezzature previste, si propone una vantaggiosa stazione combinata e bivalente (S2) per pannelli con stringhe shingled alternate (402) od anche pannelli back-contact a celle affiancate, che comprende la particolare apparecchiatura automatica di shingling (20) composta da mezzi (201 – 216, R1 – R2, V1 – V2) tra loro coordinati di modo tale da preformare stringhe a partire da una singola cella o porzioni cella - equivalenti (403), i quali operano in combinazione funzionale con anche i mezzi automatici di carico e prefissaggio (R3, V3) sul backsheet di dette stringhe preformate, a guisa di un’unità operativa automatizzata, compatta e multifunzione ove la detta funzione di predisposizione della stringa shingled (20) e quella del suo posizionamento sul backsheet (R3) s'interfacciano in corrispondenza del fine - corsa di detto vassoio - navetta (210), secondo la logica integrata d'assemblaggio detta cell - to - module applicata a pannelli con stringhe formate da porzioni di cella sovrapposte (404) o shingled. A tal fine, la detta apparecchiatura di shingling (20) s’integra e si coordina con tutti gli altri mezzi della stazione operativa (S2) di layup (Figg. 5a, 9a, 9b), compresi i molteplici sistemi di visione (V1-V3) e i mezzi elettronici di gestione e controllo della stazione (S2) e dell’intero impianto (30).

[0075] Nella configurazione realizzativa di base, rappresentata nelle figure (Figg. 5a e 5b), si prevede una singola via di carico (201) delle porzioni cella - equivalenti (403) ed un singolo vassoio - navetta (210) ove si preforma la detta stringa shingled (402); in tal caso, il primo manipolatore, atto a caricare le dette porzioni di cella dai contenitori a cassetta è vantaggiosamente un robot a braccio snodato (R1a) coordinato ad un primo sistema di visione (V1). Il secondo manipolatore (R2) è un robot con particolare strumento di presa (214) dotato di vuoto parzializzato (215a - 215d) coordinato al movimento di detto vassoio - navetta (210) e ad un secondo sistema di visione (V2). Il terzo manipolatore (R3) è un portale cartesiano (250, 251), coordinato ad un terzo sistema di visione (V3), comprensivo d'un mezzo multifunzione di presa e prefissaggio (251) che trasla dal fine - corsa più prossimo di detto vassoio -navetta (210) fino al backsheet; tale mezzo (251) è del tipo a piastra pneumatica atta a prelevare e traslare un'intera stringa shingled preformata (402) senza movimenti relativi tra le parti (207, 402, 404), agendo con il vuoto su ciascuna cella o porzione di cella (403), ed è contestualmente unito e/o abbinato a mezzi riscaldanti che apportano calore localizzato su ognuna cella o porzione di cella, ai fini d'un prefissaggio puntuale sul materiale incapsulante del backsheet.

[0076] Il mezzo di presa e prefissaggio (251) può essere sdoppiato, ove i mezzi di presa e i mezzi di prefissaggio sono separati tra loro nell'azione ma comunque coordinati nell'azione, essendo di simile conformazione e traslanti sul medesimo portale cartesiano; un tal caso è schematicamente rappresentato a titolo d'esempio nella detta configurazione di base (Figg. 5a, 5b), ove si prevede un primo elemento a piastra pneumatica forata o gripper o dotata di micro - ventose, che preleva e posiziona ciascuna stringa sul backsheet di modo tale che un secondo elemento di pre-fissaggio apporti subito calore localizzato su ciascuna porzione di cella, evitando qualsivoglia spostamento relativo tra le porzioni. Alternativamente, per particolari esigenze produttive e/o d'impianto, è possibile prevedere un equivalente sistema di manipolazione ove i mezzi di presa e prefissaggio sono integrati in un unico elemento multifunzione, quale ad esempio una versatile piastra a contatto liscia con fori a vuoto selettivamente attivati su ciascuna porzione di cella della stringa shingled, ai fini d'una presa senza traslazioni relative, e con mezzi scaldanti al suo interno per un prefissaggio immediato e contestuale alla deposizione. Un tal caso è schematicamente rappresentato, a titolo d'esempio, nella preferenziale configurazione ad elevata produttività (Figg. 9a, 9b) ove esso (251) è rappresentato tratteggiato nella posizione di prelievo, mentre è a linea continua nella posizione finale di prefissaggio sul backsheet.

[0077] Si prevedono, quindi, i seguenti mezzi a partire dall'inizio (100) della detta macro-fase (11):

− almeno una via di carico (201) delle cassette (203), con distanziatori (217), contenenti le porzioni cella – equivalenti (403) impilate;

− un primo manipolatore del tipo a robot (R1a) (Fig. 5a, 5b) o a portale cartesiano (R1b) (Fig. 9a, 9b) con mezzo di presa a piastra pneumatica, interposto tra detta via di carico (201) ed un nastro di carico (204) che porta alla stampante, per il prelievo e il carico delle dette porzioni cella – equivalenti;

− almeno un nastro di carico (204) dotato di vuoto, su cui sono posizionate le porzioni cella – equivalenti prelevate (R1) dalla cassetta, fungente da proseguimento controllato della detta via di carico, che le trattiene traslandole prima nella posizione corretta per la stampa (205, 206) e poi in quella di prelievo (208, R2);

− almeno una stampante serigrafica in piano (205), attraversata dal detto nastro (204) con vuoto, comprensiva d’un posaggio (206) ove si esegue il deposito di ECA (207) sulle dette porzioni cella – equivalenti;

− un secondo manipolatore (R2) (Fig. 7) a robot dotato d'una particolare mano di presa (214) orientabile, a settori indipendenti (216) con canali a vuoto parzializzato (215), interposta tra detta posizione di prelievo (208) da nastro e quella di carico (209) su un vassoio - navetta (210) ad esso coordinato, per caricarvi le porzioni cella – equivalenti appena stampate, posizionandole una ad una, progressivamente sormontate (404) su ECA (207) mediante rilascio indipendente di ciascuna porzione, con traslazione e orientamento del braccio (212), in modo anche coordinato all’avanzamento del vassoio – navetta (210), ove detto carico progressivo avviene a ciclo continuo in entrambe le direzioni di traslazione con il sormonto (404) di volta in volta nel verso opposto per ottenere una stringa shingled alternata nell'orientamento della testa ovvero della prima cella posata in aderenza sul piano (Figg. 8a, 8b);

− almeno un vassoio – navetta (210) di supporto e trattenimento della stringa in costruzione, che trasla in modo bidirezionale avanti – indietro (211a - 211b) su asse rettilineo, corrispondente all’asse longitudinale della stringa e parallelo al detto nastro di carico (204), con un fine - corsa nella posizione coordinata di prelievo (R3) della stringa shingled; − un terzo manipolatore (R3) del tipo ponte di presa con vuoto e cioè una piastra pneumatica (251) che trasla su portale cartesiano (250), assistita da un sistema di visione multipunto (V3), esterno all’attrezzatura (20) ma integrato nella medesima stazione (S2).

[0078] Si prevedono, inoltre, i seguenti sistemi di visione:

− un primo sistema di visione (V1) con ispezione ottica automatizzata o AOI, in corrispondenza del detto primo robot (R1a, R1b), per controllo della posizione effettiva delle porzioni cella - equivalenti prima della deposizione (11.2) sul nastro (204), per orientarne il carico, e dopo di essa per verificare gli effettivi allineamenti (11.3) ai fini della stampa, e per verifica di rotture e/o non conformità;

− un secondo sistema di visione (V2) con ispezione ottica automatizzata o AOI, in corrispondenza del detto secondo robot (R2), per verifica dell'effettivo deposito ECA stampato (11.5) e per assistenza alla progressiva sovrapposizione (11.6) delle porzioni di cella nel formare le stringhe shingled (402) sul vassoio - navetta (210);

− un terzo sistema di visione (V3) con ispezione ottica automatizzata o AOI, in corrispondenza del terzo manipolatore (R3) per controllare l'effettivo allineamento della stringa shingled prelevata (11.8) e quindi caricarla correttamente sul backsheet rispetto a punti fissi (11.9).

[0079] Nella preferenziale configurazione realizzativa del trovato (11, S2) ad elevata produttività, essendo del tipo multilinea (Figg.

9a, 9b), si prevedono due vie di carico (201a - 201b) delle cassette (203) abbinate ad un primo manipolatore (R1b) del tipo a portale cartesiano di modo tale che il mezzo di presa pneumatico si muova trasversalmente, con rapidità e precisione, su entrambe le linee; in particolare, si prevede l'utilizzo di almeno due vassoi – navetta bidirezionali uguali tra loro (210a, 210b), disposti parallelamente ai lati della detta stampante (205) e cioè uno per ciascun lato opposto rispetto ad essa, i quali traslano avanti - indietro (211a, 211b) in modo coordinato tra loro e coordinato a detti manipolatori (R2, R3) per operare continuativamente senza tempi morti di lavorazione, anche nella modalità tecnicamente denominata in ombra alla macchina. In tal modo, ad esempio, mentre un primo vassoio navetta (210a) si trova a fine - corsa in prossimità del terzo manipolatore (R3) di modo tale da poter prelevare e caricare sul backsheet (401) la stringa shingled appena formata (402), sull'altro vassoio - navetta (210b) è contemporaneamente in formazione una nuova stringa shingled per il tramite del secondo manipolatore (R2).

[0080] Con anche riferimento alle figure (Figg. 9a, 9b), nella configurazione preferenziale si prevede un primo sistema di visione (V1, TC1-TC2) in prossimità del detto primo manipolatore (R1b), per controllare l'effettivo posizionamento delle celle ai fini della stampa, comprendendo due punti di rilevamento (TC1, TC2) tra il carico e la stampante ove un primo punto (TC1) fornisce la posizione della prima di dette porzioni cella - equivalente (403a - 403d) rispetto a un riferimento fisso mentre il secondo punto (TC2) permette l'allineamento della seconda di dette porzioni sulla prima. Si rileva che nel caso di celle MWT intere, l'allineamento avviene utilizzando solo un punto di rilevamento (TC2). Risulta quindi evidente che il detto primo sistema di visione (V1) può comprendere un numero maggiore o minore di punti di rilevamento in funzione della particolare tecnologia adottata per movimentare i detti contenitori, e/o per caricare sul nastro pneumatico le celle o porzioni di cella, e/o per calibrare il retino di stampa.

[0081] Vi è poi (Figg. 9a, 9b) un secondo sistema di visione (V2, AOI1-TC3) posto dopo la stampante (205) e in prossimità del secondo manipolatore (R2), ove in un primo punto di rilevamento (AOI1) si eseguono due acquisizioni della porzione di cella appena stampata al fine di controllare la qualità e l'allineamento della stampa, eventualmente con la conseguente taratura della stampante o lo scarto dei prodotti non conformi, mentre in un secondo punto (TC3) si rileva da sotto l'allineamento della cella o porzione di cella rispetto alla mano di presa del robot per l'allineamento corretto di questa sul vassoio - navetta che funge da vassoiatrice.

[0082] Vi è infine (Figg. 9a, 9b) un terzo sistema di visione (V3, TC4-TC7) a servizio del terzo manipolatore (R3), ove prima si rileva da sotto (TC4) l'allineamento della stringa shingled appena formata rispetto al dispositivo di presa, mediante due acquisizioni di inizio -fine stringa, mentre sopra il pannello in assemblaggio è posizionata una rete di telecamere, ad esempio tre coppie (TC5, TC6, TC7) disposte lungo i lati maggiori, atta a rilevare i riferimenti fissi del prodotto detti fiducials, a guisa di coordinate utili al detto dispositivo di presa del manipolatore (R3) atto a posizionare correttamente ogni stringa sul backsheet.

Legenda

(10) metodo d’assemblaggio automatico di un pannello fotovoltaico con celle tradizionali sovrapposte ovvero shingled, secondo il presente trovato;

(100) inizio;

(101) fase operativa di posizionamento orizzontale d’un backsheet con incapsulante su un vassoio porta-pannello vuoto, (103) fase operativa di bussing delle stringhe shingled alternate, (104) fase operativa di sovrapposizione dell’incapsulante superiore, (105) fase operativa di deposizione del vetro frontale, (106) fase operativa di ribaltamento del pannello stratificato;

(11) macro-fase di lay-up, con stampa, predisposizione, carico e prefissaggio di stringhe shingled complete e alternate, secondo il presente trovato, con una logica d’assemblaggio integrata del tipo Cell To Module. La detta macro-fase è composta da sotto-fasi operative (11.1 - 11.9, 11.c, 11.s) tra loro funzionalmente combinate e integrate di modo tale da predisporre e caricare direttamente, a ciclo continuo e senza essiccazione intermedia, stringhe shingled complete e alternate nella direzione di testa, ai fini della successiva connessione tra stringhe o bussing;

(20) apparecchiatura automatica di shingling, oggetto del presente trovato, per stampare ECA e predisporre stringhe shingled con celle o porzioni di cella del tipo tradizionale, a contatti sopra - sotto, connesse a parziale sormonto in modalità shingled, pronte per essere caricate e prefissate senza essiccazione intermedia su un backsheet con incapsulante.

(201) via di carico delle cassette;

(202) posizione di carico celle o porzioni di cella;

(203) cassette o contenitori con celle impilate, intere oppure porzioni cella – equivalenti impilate una a fianco all’altra con distanziatori interposti;

(204) nastro di carico con vuoto;

(205) stampante serigrafica in piano di ECA;

(206) posaggio di stampa delle porzioni cella – equivalenti;

(207) adesivo conduttivo, di tipo ECA in corrispondenza dei contatti elettrici;

(208) posizione di prelievo delle celle stampate;

(209) posizione di carico, sul vassoio – navetta;

(210) vassoio – navetta di supporto e trattenimento della stringa shingled in costruzione, del tipo a traslazione bidirezionale avanti – indietro su asse rettilineo;

(211) asse rettilineo di movimentazione orizzontale, avanti – indietro (211a - 211b);

(212) polso del robot, con movimentazione controllata in senso verticale, orizzontale e di rotazione;

(213) piastra di fissaggio;

(214) organo terminale di manipolazione, di tipo pneumatico, con vuoto parzializzato per settori indipendenti;

(215) canali con vuoto parzializzato (215a - 215d), controllati in modo indipendente per rilasciare sequenzialmente le porzioni di cella, una ad una (403a - 403d), in combinazione alla traslazione del vassoio - navetta;

(216) settore indipendente, ai fini del rilascio;

(217) distanziatori;

(250) portale cartesiano del tipo con struttura a telaio che supporta assi di movimentazione longitudinale e trasversali ove scorre almeno un dispositivo di presa e prefissaggio;

(251) dispositivo di presa e prefissaggio, comprensivo di mezzi di presa pneumatica per prelevare e traslare un'intera stringa shingled appena formata, ad esempio del tipo piastra forata con vuoto selettivo in aderenza o gripper o micro-ventose, con anche mezzi per il riscaldamento localizzato ai fini d'un immediato prefissaggio all'incapsulante d'ogni porzione di cella che forma la stringa shingled, evitando il convenzionale dry-curing dell'adesivo ECA. Detti mezzi di prefissaggio, alternativamente, possono essere integrati al detto dispositivo di presa oppure formano un secondo dispositivo, a guisa d'un pressore – riscaldatore di conformazione similare al primo ed atto ad operare nel medesimo portale cartesiano in modo coordinato ad esso;

(30) Impianto automatico d’assemblaggio di un pannello fotovoltaico, secondo il presente trovato, composto da molteplici stazioni di lavoro (S1 - S6, Sp) allineate in modo consequenziale e attraversate da un vassoio porta-pannello, ove particolarmente la seconda stazione (S2) è un'innovativa stazione combinata e bivalente per attuare il metodo proposto d'assemblaggio;

(300) vassoio porta-pannello;

(301) vassoio vuoto di ritorno, ricircolato al livello inferiore;

(400) pannello;

(401) backsheet con strato incapsulante;

(402) stringa shingled alternata, secondo il presente trovato, e cioè una stringa realizzata con celle o porzioni di cella parzialmente sovrapposte sui contatti a guisa di tegole, essendo completa e pronta da caricare e prefissare sul backsheet senza essiccazione intermedia, e di volta in volta alternata nel verso del sormonto. La stringa shingled, infatti, a fine corsa presenta la testa e cioè la prima cella deposta in completa aderenza, che si trova di volta in volta dalla parte opposta poichè il vassoio - navetta trasla avanti - indietro formando progressivamente ciascuna stringa sia all’andata che al ritorno, senza tempi morti di lavorazione.

(403) porzioni cella – equivalenti, ovvero porzioni di cella fotovoltaica uguali tra loro, corrispondenti ad una cella intera suddivisa in parti uguali a guisa di fette, essendo ad esempio in numero quattro porzioni (403a - 403d), ciascuna corrispondente ad un quarto d'una cella standard di lato pari a 156 mm nelle figure del presente trovato, oppure qualsivoglia altra suddivisione in parti uguali;

(404) zona di sormonto tra celle, o porzioni di cella, sull’adesivo conduttivo appena stampato;

(R1, R1a - R1b) primo manipolatore, con mano di presa pneumatica quale una piastra lavorata con dispositivi di vuoto ricavati nella piastra stessa e disposti in funzione del numero di fette che dovranno essere prelevate contemporaneamente, ad esempio quattro fette se in quarti di cella o sei fette se in sesti di cella. Tale manipolatore è preferibilmente del tipo a robot (R1a) nel caso di singola via di carico e singolo vassoio - navetta, oppure a portale cartesiano (R1b) per servire rapidamente molteplici linee tra loro parallele;

(R2) secondo manipolatore, coordinato al movimento del vassoio -navetta, del tipo a robot con mano di presa pneumatica a settori indipendenti e vuoto parzializzato per rilasciare progressivamente ciascuna porzione di cella una sull'altra, a parziale sormonto;

(R3) terzo manipolatore, del tipo a portale cartesiano ove trasla uno strumento di presa pneumatica corrispondente all'intera stringa, quale ad esempio una piastra dotata di fori a vuoto attivabili su ciascuna porzione di cella della stringa, oppure una piastra gripper o con micro-ventose, comprendendo anche mezzi riscaldanti atti al prefissaggio localizzato sull'incapsulante. Detta piastra e detti mezzi riscaldanti sono preferibilmente integrati in un unico elemento monoblocco oppure possono essere due elementi tra loro coordinati ed impegnati sul medesimo portale cartesiano per agire sulla medesima stringa shingled, uno immediatamente dopo l'altro, evitando traslazione relative tra le singole porzioni di cella.

(S1 - S6, Sp) stazioni di lavoro dell’impianto automatico d’assemblaggio (30), secondo il presente trovato; la prima stazione (S1) è di posizionamento d’un backsheet con strato incapsulante su d’un vassoio porta-pannello, la seconda stazione è un’innovativa stazione combinata (S2) di lay-up per stringhe shingled a celle sovrapposte e bivalente nell'uso per caricare celle backcontact affiancate, la terza stazione (S3) è di bussing delle stringhe shingled e quindi non è utilizzata nel caso di celle back-contact, la quarta stazione (S4) è di sovrapposizione dell’incapsulante superiore, la quinta stazione (S5) è di sovrapposizione del vetro frontale, la sesta stazione (S6) è di ribaltamento del pannello ai fini della laminazione finale. Nel caso di pannelli con formati non standardizzati, all’inizio viene eventualmente predisposta una stazione preparatoria (Sp); (V1, V2, V3) primo, secondo e terzo sistema di visione, del tipo integrato e multifunzione, con molteplici telecamere di controllo (TC) e/o mezzi d'ispezione ottica automatizzata (AOI), essendo rispettivamente: in corrispondenza del primo manipolatore (R1a -R1b, TC1 - TC2, V1) e prima della stampante per consentire un carico orientato delle celle o porzioni di cella ai fini della stampa; poi in corrispondenza del secondo manipolatore e dopo la stampante (R2, AOI1, TC3, V2), per controllare la qualità di stampa e successivamente l'esatta posizione dei punti di contattazione rispetto al bordo della cella; infine, in corrispondenza del terzo manipolatore (R3), prima del carico sul backsheet per rilevare l'allineamento della stringa shingled sul vassoio - navetta mediante due acquisizioni (TC4), sulla prima cella e sull'ultima, con anche una rete di telecamere sopra il bachsheet (TC5, TC6, TC7) che consente l'esatto posizionamento e prefissaggio finale di ciascuna stringa rispetto a punti fissi di riferimento.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un metodo d’assemblaggio (10) automatico per realizzare pannelli fotovoltaici con celle in silicio cristallino del tipo tradizionale a contattazione sopra – sotto, e cioè con i contatti elettrici positivi e negativi posti sulle facce opposte della stessa cella, interconnesse con parziale sormonto (404) a guisa di tegole e cioè shingled, essendo intere oppure suddivise in porzioni (403) uguali tra loro denominate porzioni cella – equivalenti (403a, 403b, 403c, 403d), detto metodo d’assemblaggio (10) con una prima fase di posizionamento (101, S1) di un backsheet (401) con strato incapsulante su un vassoio porta – pannello (300) che attraversa orizzontalmente le stazioni di lavoro (S1 - S6) d'un impianto automatico (30, 400), e con una successiva macro – fase di stampa di adesivo conduttivo ECA sui contatti elettrici di dette celle o porzioni (403) comprensiva anche del carico e prefissaggio sullo strato incapsulante del backsheet (401), poi con una fase di sovrapposizione (104, S4) d’uno strato incapsulante superiore, quindi una fase di deposizione (105, S5) del vetro frontale, ed infine una fase di ribaltamento (106, S6) del pannello per l'invio al forno di laminazione; detto metodo d’assemblaggio (10), caratterizzato dal fatto che nella macro – fase (11) si predispongono le dette porzioni (403) per stringhe shingled (402) secondo una macro - fase (11) di lay-up ove si stampa ECA sui contatti (205, 207) rivolti verso l'alto di dette porzioni (403) dopo averle prelevate da cassetta (203, R1a - R1b) distanziate tra loro (217, 403a - 403d) e deposte su nastro pneumatico (204), e dove poi in detta macro - fase (11) si deposita singolarmente (403a, 403b, 403c, 403d) una porzione stampata sull'altra a sormonto sui detti contatti (207, 404) di modo tale da predisporre progressivamente e a ciclo continuo (20, 210, R2) stringhe shingled (402) complete e pronte da caricare e prefissare (R3) sul detto backsheet (401); detta stampa di ECA su dette porzioni (403a - 403d), detta predisposizione di dette stringhe shingled (402, 404) e detto carico con prefissaggio sul detto backsheet (401), essendo contestualmente realizzati per mezzo di detta macro - fase (11) in un'unica stazione di lavoro automatica e multifunzione denominata stazione combinata (S2) di lay-up; detta predisposizione di stringhe shingled (402), realizzata con un sistema integrato di mezzi (20, 210, R2) comprensivo almeno di un supporto mobile del tipo vassoio - navetta (210) a traslazione bidirezionale avanti - indietro (211) con vuoto per trattenimento, ed un manipolatore robotizzato (R2) ad esso (210, 211) coordinato nei movimenti essendo dotato d'una mano di presa (212, 214) pneumatica a sezioni indipendenti (216), con canali del vuoto parzializzati (215a, 215b, 215c, 215d) per prelevare a gruppi le dette porzioni cella – equivalenti (403) appena stampate e rilasciarle una alla volta (403a, 403b, 403c, 403d) depositandole a parziale sormonto (207, 404) sul detto vassoio navetta (210, 211) che si sposta sincronizzato a guisa d'un plotter, di modo tale da formare progressivamente in entrambe le direzioni di traslazione (211a, 211b) la detta stringa shingled (402) pronta per essere prelevata intera, trasportata, orientata, deposta e prefissata sul detto strato incapsulante del backsheet (401) con un manipolatore (R3) del tipo ponte di presa cartesiano atto ad applicare vuoto pneumatico e riscaldamento localizzato su ciascuna porzione cella – equivalente (403a - 403d).
2. Un metodo d’assemblaggio (10) automatico, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che la detta macro-fase (11) di lay-up comprende le seguenti sotto-fasi (11.1 – 11.9, 11.c, 11.s) contestuali e coordinate tra loro: • (11.1) prelievo con un primo manipolatore (R1a - R1b) di dette porzioni cella – equivalenti (403) da una cassetta (203, 217) ove sono impilate e distanziate una a fianco all’altra, con il controllo del posizionamento effettivo una volta prelevate, e verifica di eventuali rotture e/o non conformità (V1); • (11.2) carico su nastro a vuoto (204) con i contatti verso l’alto, con detto primo manipolatore, previo allineamento di ciascuna porzione; • (11.3) controllo posizione effettiva e verifiche (V1); • (11.4) stampa di ECA sui punti di contattazione (207); • (11.5) controllo qualità di stampa e rilevamento della posizione effettiva (V2), e verifiche; • (11.6) sovrapposizioni progressive su detto vassoio – navetta (210 - 211) pneumatico, con un secondo manipolatore (R2, V2) ad esso coordinato e dotato di detta mano di presa con vuoto a sezioni indipendenti (214, 215a - 215d); • (11.7) prelievo e trasporto della stringa shingled (402) con un terzo manipolatore (R3) a portale cartesiano (250) con detti mezzi di presa e riscaldamento localizzato (251) agenti su ciascuna porzione (403a - 403d); • (11.8) controllo allineamento testa - coda della stringa shingled (V3); • (11.9) carico orientato della stringa shingled sul backsheet (401) e immediato prefissaggio (R3, 250 - 251), con riferimenti ottici fissi (V3); • (11.c) eventuale scarico delle celle rotte e/o non conformi previo controllo ottico automatico dopo la prima (11.1, V1) e/o quinta (11.5, V2) sotto-fase, in alternativa alla seconda (11.2) e/o sesta (11.6); • (11.s) eventuale scarico delle stringhe non conformi previo controllo ottico automatico (V3) dopo l’ottava sotto-fase (11.8), in alternativa alla nona (11.9);
3. Un metodo d’assemblaggio (10) automatico, secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che in detta macro - fase di lay-up (11, S2) sono contestualmente in lavorazione molteplici stringhe shingled (402) prevedendo una coppia di detti vassoi – navetta bidirezionali (210a, 210b) uguali e paralleli tra loro, i quali traslano avanti - indietro in modo indipendente ma coordinato tra loro e alle altre attrezzature (20, R3) della stazione (S2) per formare progressivamente (11.1 -11.6) e a ciclo continuo la detta stringa shingled (402, 403) su un vassoio - navetta (210a) mentre il detto terzo manipolatore (R3, 250 - 251) preleva dall'altro vassoio - navetta (210b) la stringa shingled precedentemente completata e la trasporta per depositarla (11.7 - 11.9) sul detto backsheet (401), con una logica operativa del tipo in ombra alla macchina.
4. Un metodo d’assemblaggio (10) automatico secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, caratterizzato dal fatto che dopo la detta macro – fase (11, S2) di lay-up, vi è una fase di bussing (103, S3) ove le dette stringhe shingled (402) sono interconnesse elettricamente.
5. Un metodo d’assemblaggio (10) automatico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che la detta fase di bussing (103, S3) è eseguita su stringhe shingled (402) precedentemente (11, S2, R3) caricate e prefissate alternando le polarità di testa di stringhe affiancate di modo tale da semplificare il percorso degli elementi conduttivi riportati.
6. Una stazione di lavoro combinata (S2) e bivalente, per l'assemblaggio automatico di pannelli fotovoltaici con celle del tipo tradizionale a contatti elettrici positivi e negativi sulle facce opposte della stessa cella, oppure con le dette celle a contattazione posteriore ovvero back-contact, prevedendo mezzi e funzioni tra loro integrati e combinati di modo tale da operare a ciclo continuo secondo il detto metodo d’assemblaggio (10) automatico, di cui alla rivendicazione 1 o 2 o 3 o 4 o 5, caratterizzata dal fatto che per realizzare la detta macrofase (11) con le dette celle tradizionali, intere oppure suddivise in porzioni cella – equivalenti (403a - 403d), si prevede un'apparecchiatura automatica di shingling (20) che è atta a preformare di continuo (11.1 - 11.6) le dette stringhe shingled (402) a partire da dette porzioni cella - equivalenti interconnesse a parziale sormonto sui detti contatti (207, 404), la quale (20) interagisce e si coordina con un'attrezzatura di manipolazione multifunzione denominata terzo manipolatore (R3), che preleva (11.7) l'intera stringa shingled (402) appena realizzata (20) per caricarla e prefissarla (11.8 - 11.9) in modo orientato sul detto strato incapsulante del backskeet (401); detta apparecchiatura di shingling (20), comprensiva almeno dei seguenti mezzi: • una via di carico (201) delle cassette (203), con distanziatori (217), contenenti le porzioni cella – equivalenti (403) impilate; • un primo manipolatore, del tipo a robot (R1a) su linea singola o a portale cartesiano (R1b) multilinea, interposto tra la detta via di carico (201) ed un nastro di carico (204) che porta alla stampante, con un mezzo di presa del tipo piastra a vuoto sagomata in funzione di dette porzioni; • il detto nastro di carico (204) dotato di vuoto per trattenere le dette porzioni (403) traslandole prima nella posizione corretta per la stampa (205, 206) e poi in quella di prelievo (208, R2); • una stampante serigrafica in piano (205), attraversata dal detto nastro (204), comprensiva d’un posaggio (206) per il deposito di ECA (207) sulle porzioni (403); • un secondo manipolatore (R2) del tipo a robot con mano di presa (214) orientabile, a settori indipendenti (216) con canali a vuoto parzializzato (215a - 215d), interposta tra la detta posizione di prelievo (208) e quella di carico (209) su un vassoio - navetta (210) mobile ad esso coordinato; • un vassoio – navetta (210) di supporto e trattenimento della stringa shingled (402) in costruzione, il quale trasla in modo bidirezionale avanti – indietro (211a - 211b) su asse rettilineo in modo coordinato al detto secondo manipolatore (R2, 214 - 216), con un fine - corsa in corrispondenza della posizione di prelievo ove s'interfaccia con il detto terzo manipolatore (R3); e dove detto terzo manipolatore (R3) è un portale cartesiano (250) con mano di presa pneumatica (251) corrispondente all'intera stringa shingled (402), del tipo piastra dotata di fori con vuoto attivabile su ciascuna sua porzione (403a - 403b) o un equivalente sistema del tipo gripper o micro-ventose, con anche mezzi riscaldanti per il prefissaggio localizzato di ciascuna porzione (11.9) i quali sono alternativamente abbinati o incorporati ad essa.
7. Una stazione di lavoro combinata (S2) e bivalente, come dalla rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che i suddetti mezzi (20, R3) operano con l'ausilio di almeno un primo, un secondo e un terzo sistema di visione (V1, V2, V3), con telecamere di controllo (TC) e/o mezzi d'ispezione ottica automatizzata (AOI), così integrati e raggruppati in detta stazione combinata (S2) secondo funzione: • detto primo sistema (V1), in corrispondenza di detto primo manipolatore (R1a - R1b) e antecedente alla stampante (205), per controllare posizione e allineamenti relativi (TC1 - TC2) delle dette porzioni (403), e rilevare eventuali rotture e/o conformità; • detto secondo sistema (V2), in corrispondenza di detto secondo manipolatore (R2) e dopo la stampante (AOI1, TC3) per controllare la qualità di stampa e l'esatta posizione dei punti di contattazione rispetto al bordo, e rilevare eventuali rotture e/o conformità; • detto terzo sistema (V3), in corrispondenza di detto terzo manipolatore (R3), per rilevare prima l'allineamento della stringa shingled con due acquisizioni (TC4), sulla prima e sull'ultima cella, e poi i punti fissi di riferimento sul backsheet (TC5, TC6, TC7) per l'esatto posizionamento finale, e rilevare eventuali rotture e/o conformità.
8. Una stazione di lavoro combinata (S2) e bivalente, come dalla rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto che per assemblare un pannello di tipo backcontact, la detta apparecchiatura automatica (S2, 20) stampa e carica sul detto vassoio - navetta (210, R2) celle backcontact intere affiancate una a fianco all'altra, ovvero non sovrapposte e non interconnesse elettricamente per stringhe, di modo tale che il detto terzo manipolatore (R3, 250 - 251), una volta ribaltate sotto - sopra, possa caricarle e prefissarle su un backsheet di tipo conduttivo, per poi passare direttamente alla stazione ove si sovrappone lo strato incapsulante superiore (S4) saltando la stazione di bussing (S3).