基于光伏組件層壓機的自動化控制應用

摘 要：總結分析了光伏組件層壓機和其自動化控制系統的發展歷程，并對基于光伏組件層壓機的自動化控制應用進行了簡單探討。

關鍵詞：光伏組件；層壓機；自動化控制；自動化技術

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 12-0000-01

進入新世紀以來，環境和能源已經成為世界性問題，節能環保也成為一種世界性的宏觀的發展理念，于是，備受關注的太陽能就成為了各國節能環保、開發新能源的主要選擇。當前，我國的太陽能的開發使用方面，多集中在太陽能電池組件的封裝上，通過研發基于光伏組件層壓機，利用太陽能實現電子組件的封裝加工。而利用層壓機對電池組件進行封裝處理，是電池組件生產過程中一個比較重要的加工環節，其中，層壓機的加熱系統更是直接影響到層壓機的工作效率和組件的封裝質量。

一、光伏組件層壓機的發展現狀

層壓機的主要作用就是將電池片、TPT背板、EVA以及鋼化玻璃等電池組件進行層壓和封住處理，在層壓和封裝過程中，主要包括利用真空系統進行真空抽氣以及利用加熱系統進行封裝加熱處理兩個主要流程，是電池組件加工中比較重要的一個環節。一直以來，我國市場上主流層壓機主要就是單層層壓機、多層層壓機以及后來逐漸興起的混合層壓機，其中，混很層壓機的工作效率最高，它可以實現在利用一層進行真空臭氣作業的同時，在另一層進行加熱作業。光伏組件層壓機，也是基于混合層壓機之上而研制開發的。

加熱系統是層壓機中最為重要的組成部分之一，以往，比較流行的加熱系統是油加熱系統，后來，由于油加熱系統發生導熱油遺漏和爆炸的可能性比較大，為了提高安全性和工作效率，國外研制開發了加速速度快，安全性高的電加熱系統[1]。

總的來說，層壓機的發展除了會在現有基礎上加大對太陽能的利用效率，集中力量研發性能更加完善的光伏組件，還會加大對層壓機自動化控制系統的研發，以期通過提升對層壓機各系統的控制能力，提升層壓機的工作效率。

二、基于光伏組件層壓機中自動化控制系統應用

自動化控制系統是計算機技術、網絡技術、信息技術、傳感技術、電子技術以及控制技術的有效結合，是一項綜合性很強的技術也是一項應用型很強，發展前景十分廣闊的技術。在層壓機中利用自動化控制系統，可以統一將層壓機中的各子系統、設備以及程序串聯起來，組成一個可以統一進行操作的操作平臺。自從層壓機中自動化控制系統誕生以來，到現在已經經歷了四個發展階段。

（一）模擬儀表自動化控制系統。這是自動化控制系統誕生的標志，是通過儀表控制模擬信號來實現對層壓機的自動控制。這種系統主要在1960-1970年得到了發展應用，后來，由于儀表模擬信號精度態度，比較容易受到干擾而被淘汰[2]。

（二）數字控制系統。這種自動控制系統是在上世紀七十年代數字技術發展起來之后誕生的一種相對比較精細的操作系統，但缺點是不能對大型操作任務進行操作，否則會因為可操作性低而出現失誤。

（三）集散控制系統。這種系統在1980年之后開始被廣泛應用，但是效果卻不是很理想，因為這種自動化控制系統不僅成本昂貴，而且不能進行可互操作，因此，這種系統緊緊在市場上流行一段時間之后就被新系統所代替。

（四）現場總線控制系統。現場總線控制系統跟以往集中系統相比，不僅能夠大大降低安裝成本和維護費用，還能夠實現層壓機的現場控制，是一種具有可互操作性，同時又具有開放分布特性的高效的自動化控制系統，被大眾所認可。

三、基于光伏組件層壓機的自動化控制應用

（一）真空系統中的應用。真空系統是層壓機兩大工作系統中的一個，因此，要在層壓機中應用自動化控制系統，就要實現真空系統的自動化控制。層壓機中的真空系統主要真空泵以及控制和冷卻兩個子系統組成，同時，在真空系統中還設置有壓力傳感器，以實現對真空壓力進行檢測。在真空系統中應用自動化控制，主要就是通過自動化控制實現對真空泵的工作溫度和真空壓力進行智能控制，確保當真空泵溫度過高時，系統能夠自動輸送合適溫度的冷卻水進行冷卻，避免溫度過高燒毀泵體以及對真空壓力進行自動檢測，確保真空壓力在規定范圍之內，保證電池組件封裝質量。

（二）加熱系統中的應用。加熱系統是整個層壓機能夠擁有高效的工作效率和良好的封裝質量的基本保障，因此，在整個層壓機中，加熱系統占據著極為重要的組成部分。當前，我國太陽能電池組件層壓機加熱系統中，比較常用的是油加熱系統，這種系統擁有良好的溫度控制能力，能夠使加熱板中的溫度均勻分布，對保證層壓機的封裝質量擁有極為重要的影響作用。但是油加熱系統不僅對環境能夠造成一定污染，而且運行狀態不是很穩定，比較容易發生導熱油泄漏甚至是油管爆炸等問題，會對管理人員形成安全威脅。因此，為了能夠有效改善這種問題，在層壓機自動化控制應用中，采用了自控化控制系統控制電加熱棒對加熱板進行加熱的電加熱系統，只是，由于發展時間尚短，電加熱系統還存在熱量分布不均勻的弊端，需要研究人員去進一步解決[3]。

（三）控制系統中的應用。層壓機中的控制系統是自動化控制系統應用的載體，通過在控制系統中應用自動化控制實現對整個層壓機工作狀態的管理和控制，保證層壓機的工作效率以及封裝質量。在自動化控制系統應用過程中，會通過系統對工控機的運行進行嚴格控制，保證其按照工藝要求進行組件加工；會通過溫度傳感器和系統對封裝平臺溫度進行跟蹤監測和分析，確保溫度的均衡性，保證封裝質量；同時，還會對整個系統的溫度進行智能監控，一旦溫度超過電路或者是管路的承受標準，就立即停止加熱，保證層壓機的安全性。

四、結束語

應用自動化控制對保證層壓機的工作效率和電池組件封裝質量擁有極為重要的影響作用。因此，研究人員一定要通過不懈努力，在現有基礎上更近一步，實現自動化控制的完美應用，全面推動光伏組件層壓機的發展和進步。

參考文獻：

[1]葛亮.太陽能光伏發電應用技術[M].北京：電子工業出版社，2010.

[2]殷志剛.太陽能光伏發電材料的發展現狀[J].可再生能源，2011（01）.

[3]張純江.人陽能電池層壓機的單片機控制系統設計[J].自動化與儀表，2012（04）.