Photovoltaik-Laminierungsprozess

Datum: 30. November 2022

Von Luc Moeyersons

Man könnte den Photovoltaik-Laminierprozess auch unter „Nicht-Autoklav-Laminierprozess“ katalogisieren. Aber aufgrund der Größe der Branche (und der großen Nachfrage) habe ich beschlossen, es als separaten Artikel zu behandeln.

Ich werde nicht näher auf die verschiedenen PV-Technologien eingehen, sondern bleibe im Bereich der Laminierung.

Stufe 0: Laden des Laminats.

Das Laminat wird in die Vakuumkammer eingeführt (Stifte nach unten). Empfohlene Laminattemperatur: 20 – 25 °C. Sobald das Laminat angebracht ist, heben sich die Stifte. Aufgrund des begrenzten Kontakts des Laminats mit der Heizplatte entsteht jedoch ein kleiner Es kann ein Temperaturanstieg (an einer Schnittstelle des Laminats) festgestellt werden.

Stufe 1: Entlüftung (= Evakuierung).

Dadurch wird auch die Luft zwischen PVB/Glas des Laminat-Sandwichs entfernt. Durch den engen Kontakt der Heizplatte (trotz Vakuum) erwärmt sich das Laminat.

Sobald die erforderliche maximale Laminattemperatur für die geforderte Zeit erreicht wurde, wird das Laminat abgekühlt (unter Vakuum).

Beispiele für Live-Systeme:

A. 3S-Laminiergerät – Unterseite beheizt. Heizplatte: 155 C

Laminat: 3,2 mm Glas/0,76 mm PVB/3,2 mm Glas

Programmeinstellung:

Stufe 1: Entlüften

Aufgrund der Hitze und des Gewichts des Glases beginnt PVB, die Rauheit zu glätten und die Entlüftungskanäle zu reduzieren/zu schließen.

PINS UP: Kein Kontakt zur Heizplatte. Die Temperatur des Laminats steigt aufgrund der Wärmestrahlung der Heizplatte (keine Konvektion, da unter Vakuum). Entlüftung (bis zu 1 mbar). Die Temperatur der Zwischenschicht/Verkapselung steigt auf ca. 80 °C (in 15 Minuten)

Stufe 2: Erhitzen

Stufe 2 a: Erwärmung (durch Wärmeleitfähigkeit)

Die Stifte werden abgesenkt (normalerweise durch Membrandruck) und das Laminat/Modul stellt Kontakt zur Heizplatte her. Es erfolgt eine Wärmeübertragung über Leitfähigkeit

Stufe 2 b: Erhitzen (Wärmeleitung unterstützt durch Kontakt/Druck)

Es wird ein Membrandruck angelegt (500 mbar). Der Membrandruck sorgt für einen innigen Kontakt zwischen dem Laminat und der Heizplatte. Bei höheren Temperaturen beginnt das PVB zu fließen. Die PVB-Temperatur steigt weiter bis auf 145 °C an (in 20 Minuten). Mindesttemperatur zur Erzielung einer vollständigen Haftung: 125 °C. Sorgen Sie für eine gleichmäßige Temperatur! HINWEIS: Bei Laminatoren ohne Stifte kann ein Isoliergewebe (z. B. Filz) verwendet werden (um eine übermäßige Erwärmung des Laminatsandwichs und der Zwischenschicht/Einkapselungsmittel zu begrenzen. z. B. Airtech). Airweave NC10 (ca. 3 mm dick)Bleeder Lease E (ca. 0,1 mm dick)

www.google.com/search

Stufe 3: Vakuumfreisetzung und Abkühlung:

Die Vakuumkammer wird entlüftet (Vakuum und Membrandruckentlastung). Kühlen Sie das Laminat/Modul ab, um ein Einblasen zu verhindern (Kühlschritt außerhalb des Laminators). Kühlen Sie auf etwa 50 °C ab, um den Zwischenschicht-/Verkapselungsfluss zu stoppen (um ein Einblasen zu verhindern). )

Gesamtprozesszyklus.

B. Bürkle Laminator:

Ein anspruchsvollerer Mehrstapel-Laminator. Laminat: 2,1 mm Glas/0,76 mm PVB/2,1 mm Glas

Unterschiede zu anderen Laminatoren:

Kammer 1: keine Stifte, aber Schienen/Förderbänder. Kammer 2: 2 Seitenheizung. Kann 1000 mbar Druck überschreiten. Kammer 3: 2 Seitenkühlung (unter Druck).

Prozessablauf:

1. Evakuierung:

Das Modul/Laminat wird durch Schienen von der Heizplatte gehalten. (kein Kontakt zur Heizplatte)

Wenn die Evakuierung abgeschlossen ist, drückt die Membran das Modul/Laminat nach unten auf die Heizplatte (wobei die Laminatkanten versiegelt werden, um zu verhindern, dass wieder Luft in das Laminatsandwich eindringt).

Das Laminat/Modul gelangt in die nächste Kammer.

2. Erhitzen/Pressen:

Das Laminat/Modul befindet sich zwischen 2 Heizplatten. Diese schließen parallel. Gleichmäßige Wärme durch symmetrisches Design/Auflage. Eine dünne Polsterschicht zwischen Modul/Laminat und Heizplatte verhindert Glasbruch. Das Laminat/Modul gelangt in die nächste Kammer.

3. Kühlung:

Das Laminat/Modul befindet sich zwischen 2 Kühlplatten.

Eine dünne Polsterschicht zwischen Modul/Laminat und Heizplatte verhindert Glasbruch.

Mehrstapellaminator (Ypsator):

Laminieren von 5 Stapeln + 3 Schritten = 15 Laminate/Module gleichzeitig.

Aufbau = 2 Maschinen nebeneinander = 30 Laminate/Module.

12 Minuten für die Herstellung von 10 Laminaten/Modulen. (2 mal 5)

50 Module/Stunde bzw. 400 Module/Schicht = 1200 Module/Tag im 3-Schichtbetrieb.

C. Technische Roboter

Als sich der Schwerpunkt der Produktion von Photovoltaikmodulen von Europa nach Asien verlagerte, hörten die meisten Hersteller von Laminatoren auf, weitere Prozessverbesserungen zu untersuchen bzw. einzuführen. Eine der Ausnahmen war TekniSolar, geleitet von Vittore de Leonibus, einem ehemaligen technischen Leiter aus Pilkington. Da es sich um einen „Spätstarter“ handelte, konnte das Unternehmen die Vor- und Nachteile verschiedener bestehender PV-Laminierungssysteme verstehen.

Das Konzept, das aus dieser Marktumfrage hervorging, war folgendes:

Nach einigen Iterationen wurde die folgende Laminierkonzeptlinie produziert.

Erster Schritt: Laminator 1:

Das PV-Modul gelangt über ein Förderband in den Laminator und hat bereits Kontakt zur unteren Heizplatte.

Der Laminator wird geschlossen und die Kammer wird mithilfe eines kombinierten Vakuumpumpensystems unter Vakuum gesetzt, um ein Vakuum von 2 mbar in 25 Sekunden sicherzustellen. Die Vakuumkammer heizt von oben und unten (vermeidet ein Verziehen der Gläser).

Dieses Konzept ist von Teknisolar patentiert.

Die Membran wird durch eine starre Heizplatte ohne Stifte ersetzt, da das gründliche Vakuumsystem eine vollständige Entlüftung vor der Kantenversiegelung durch die wärmende Zwischenschicht/Verkapselung ermöglicht.

Das Entlüften und Aufheizen des Modulsandwichs erfolgt im gleichen Zeitrahmen.

Zweiter Schritt: Laminator 2 (Pressen und Aushärten):

Dieser Schritt besteht aus 2 Kammern. (Laminator 2 und Härtungsabschnitt)

Laminator 2, identisch mit Laminator 1.

Im Laminator erfolgt die Erwärmung von oben und unten.

Wenn das Modul fertig ist, wird es in den Aushärteofen eingeführt. Dieser Aushärteofen kann je nach Kundenwunsch (vertikal oder horizontal) ausgelegt werden, hier bleiben die Module viermal so lange wie der Presszyklus.

Der Laminator 2 und der Aushärtungsofen bestehen aus 5 Modulen, so dass jedes Modul für die 5-fache tatsächliche Zykluszeit im Polymerisationsmodus bleiben kann.

Dritter Schritt: Kühlung:

Die Module werden durch Ventilatoren gekühlt, die eine kontrollierte Luftmenge liefern (gesteuert durch Wechselrichter).

Sobald die Module auf die richtige Temperatur abgekühlt sind, werden sie auf dem Ausgangsband abgelegt.

Ausgabe Robostak

Typische Zykluszeit für die EVA/POE-Laminierung

Wenn die Zykluszeit des Laminators 110 Sekunden beträgt, muss man sich darüber im Klaren sein, dass sich jedes Modul insgesamt 770 Sekunden lang im Laminierungsprozess befindet. 13 Minuten.:

PRODUKTIVITÄT MIT EINEM LAMINATOR MIT 3 POSITIONEN

Weitere Hersteller von PV-Laminiergeräten:

- Wemhöner; Planckstraße 7, 32052 Herford, Deutschland;https://www.wemhoener.de/de/informationen/produktinformationen

- Buerkle; Stuttgarter Str. 123, 72250 Freudenstadt, Germanyhttps://www.burkle.tech/int-en/applications/laminators/solar-modules

- Spire Solar USA Massachusettshttps://www.directindustry.com/prod/spire-solar/product-63104-521676.html

- NPC (– Meier) Japan

- SM InnoTech GmbH & Co KG; Vennweg 18, 46395 Bocholt, Deutschlandhttps://www.sm-innotech.de/de/produkte/laminatoren/laminator-incapcell/

- BudaSolar; Konkoly Thege Miklos ut 29-33 Budapest, 1121 Ungarn

- Teknisolar – Via Marisa Bellisario, 26, 66050 San Salvo – Italienhttps://teknisolar.com/

- Ecoprogetti – Via dell'Industria e dell'Artigianato 27/C, 22/D – Carmignano di Brenta 35010 – Padua – Italienhttps://ecoprogetti.com/products/laminators/

- Mondragon

- Qinhuangdao - Boostsolar Photovoltaic Equipment Co., Ltd.https://boost-solar.com/

- Hanwha Corporation; Südkorea

- Shaanxi Beiren Printing Machinery Co., Ltd; China

- Ooitech; China

- REOO; China

Siehe auch https://www.enfsolar.com/directory/equipment

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