雷賽多主柵技術方案,助力光伏組件效率及LCOE提升

文:雷賽2022年第六期

  在光伏組件封裝環節會有各種損耗,從而導致轉換效率下降。因此,組件企業在封裝環節,通過多種工藝來提高組件效率,從而最大限度發揮高效電池的優勢。多主柵技術(MBB)就是其中較為重要的技術手段。本文著重介紹了針對目前多主柵串焊機的實際應用“痛點”,雷賽開發的多主柵串焊機總線解決方案。

  文/深圳市雷賽智能控制股份有限公司

  太陽能發電是一種利用電池半導體材料的光伏效應,將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統。太陽能資源豐富、分布廣泛,是21世紀最具發展潛力的可再生能源。隨著全球能源短缺和環境污染等問題日益突出,太陽能光伏發電因其清潔、安全、便利、高效等特點,已成為世界各國普遍關注和重點發展的新興產業。

  在光伏組件封裝環節會有各種損耗,從而導致轉換效率下降。因此,組件企業在封裝環節,通過多種工藝來提高組件效率,從而最大限度發揮高效電池的優勢。多主柵技術(MBB)就是其中較為重要的技術手段。

  光伏組件的柵線是晶硅電池的匯流線,用于將電池片產生的電流匯集到匯流帶上,才能將光伏產生的電力進行使用。柵線越多,轉換效率和綜合性能越好,多柵線技術就成為了很多組件企業重點研究的技術手段。

  1 電池片多主柵技術優勢

  多主柵技術的應用優勢主要體現在以下幾方面:

  l 縮短了電池片主柵間細柵長度,有效降低了細柵電阻;

  l 電池片主柵數量增加,電流和電阻分布更均勻;

  l 銀漿消耗量的降低能顯著降低成本;

  l 組件可靠性提升:相同情況的隱裂、斷柵,多主柵電池片的影響面積比5BB電池小,即多主柵對電池片隱裂、斷柵、破裂等容忍度更高,在組件的持續工作當中造成的損失更小。

  5主柵電池片               多主柵電池片(12主柵)

光伏

圖1多主柵技術電池片

  2 多主柵串焊機的實際應用“痛點”

  然而目前在多主柵串焊機的實際應用中,用戶常常碰到的使用“痛點”如下:

  l 多主柵串焊機上伺服+步進軸數在百軸以上,需升級主站來控制更多軸,外資品牌主站價格昂貴;

  l 多主柵技術使串焊設備焊帶供料軸變多,電機控制器數量增多,需加大電控柜安裝空間;

  l 多主柵組件設計中,扁平型常規焊帶升級為圓形焊帶,矯正機構軸數增加,需開發程序功能塊。

  3 雷賽多主柵串焊機方案

  串焊機是在加熱底板上利用熱風管的高溫氣體對電池片進行焊接,把電池片連接成電池串的自動化設備。雷賽深耕光伏行業多年,針對電池片串焊工藝推出多主柵串焊機EtherCAT總線解決方案,實現高效同步控制,保證焊絲拉伸精度,主柵定位精度,減少電池片搬用抖動,大幅度降低了電池片碎片率,單節點下可實現雙軸控制,有效提升主控系統的組網和帶載能力,提升整機設備節拍。

  雷賽多主柵串焊機總線解決方案架構如圖1所示。

光伏

圖2 雷賽多主柵串焊機總線解決方案架構

  4 雷賽方案優勢

  (1)主控性能優越

  雷賽智能產線控制器LC系列,基于X86架構+CODESYS運動控制平臺架構,多任務模板框架;多種編程語言,可復制性,易用性強,技術移轉零成本;主站+模塊+伺服+步進整體解決方案,性價比高;主站成本可節約50%以上。

  (2)省空間,成本更低

  雷賽Ether CAT總線雙軸步進系統,2合1,更薄,更省;兩軸僅占用一個網絡節點,效能提升;安裝空間節省50%,通訊線纜節省50%;無需升級上位控制器,節約控制成本和開發成本。

  (3)控制簡單,開發周期更短

  雷賽內置PR功能型步進系統及IO控制型步進系統,不增加網點情況下控制電機運行;省去總線或脈沖模塊,降低設備成本;控制簡單,縮短設備開發周期。

  (4)功能強大

  伺服“一鍵自整定”簡化設備調試,速度環帶寬3.2KHZ,更快響應系統命令。

  5 方案核心設備

  在雷賽開發的多主柵串焊機總線解決方案中,采用的核心設備包括:LC2000/LC5000系列智能產線控制器、L7EC系列高速總線型交流伺服系統、2DM3-EC系列雙軸EtherCAT總線、DM2C系列經濟型驅控一體式步進驅動器、DM-IO系列IO控制型步進驅動器(見圖3)。

光伏

圖3 核心設備展示

  多主柵技術成功將組件效率進行了提高,不過,想要充分發揮多主柵技術的優勢,還需要結合疊瓦、半片工藝等工藝,共同提升組件轉換效率,進一步提高光伏發電競爭力。

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