Proceso de laminación fotovoltaica

Fecha: 30 de noviembre de 2022

Por Luc Moeyersons

Se podría catalogar el proceso de laminación fotovoltaica también como “proceso de laminación sin autoclave”. Pero debido al tamaño de la industria (y a la petición popular), decidí tratarlo como un tema separado.

No me detendré en las diferentes tecnologías fotovoltaicas, sino que me quedaré en el ámbito de la laminación.

Etapa 0: Carga del laminado.

El laminado se introduce en la cámara de vacío (con las clavijas hacia abajo). Temperatura recomendada del laminado: 20 – 25 °C. Una vez que el laminado está en su lugar, las clavijas se elevan. Pero debido al contacto limitado del laminado con la placa calefactora, una pequeña Se puede notar un aumento de temperatura (una interfaz del laminado).

Etapa 1: Desaireación (= evacuación).

En consecuencia, también se elimina el aire entre el PVB y el vidrio del sándwich laminado. Debido al estrecho contacto de la placa calefactora (a pesar del vacío), el laminado se calienta.

Una vez obtenida la temperatura máxima requerida del laminado durante el tiempo demandado, el laminado se enfría (al vacío).

Ejemplos de sistemas en vivo:

a. laminador 3S – parte inferior calentada. Placa calefactora: 155 C

Laminado: vidrio de 3,2 mm/PVB de 0,76 mm/vidrio de 3,2 mm

Configuración del programa:

Etapa 1: desaireación

Debido al calor y al peso del vidrio, el PVB comienza a aplanar la rugosidad y a reducir/cerrar los canales de desaireación.

PINS UP: Sin contacto con la placa calefactora. La temperatura del laminado aumenta debido a la radiación de calor de la placa calefactora (sin convección ya que está bajo vacío). Desaireación (hasta 1 mbar) La temperatura de la capa intermedia/encapsulante aumenta hasta aprox. 80 C (en 15 minutos)

Etapa 2: Calefacción

Etapa 2 a: Calentamiento (mediante conductividad térmica)

Las clavijas descienden (normalmente mediante la presión de la membrana) y el laminado/módulo hace contacto con la placa calefactora. Hay transferencia de calor a través de la conductividad.

Etapa 2 b: Calentamiento (conductividad del calor ayudada por contacto/presión)

Se aplica presión de la membrana (500 mbar). La presión de la membrana garantiza un contacto íntimo entre el laminado y la placa calefactora. El PVB comienza a fluir a temperaturas más altas. La temperatura del PVB aumenta aún más hasta 145 °C (en 20 minutos). Temperatura mínima necesaria para lograr una adhesión total: 125° C. ¡Asegure una temperatura uniforme! NOTA: para laminadores sin clavijas, se puede usar un tejido aislante (p. ej.: fieltro) (para limitar el calentamiento excesivo del sándwich laminado y la capa intermedia/encapsulante. ej.: Airtech Airweave NC10 (aprox. 3 mm de grosor) Bleeder Lease E (aprox. 0,1 mm de grosor)

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Etapa 3: Liberación de vacío y enfriamiento:

La cámara de vacío está ventilada (alivio de presión de vacío y membrana). Enfríe el laminado/módulo para evitar soplados (paso de enfriamiento fuera del laminador). Enfríe hasta alrededor de 50 °C para detener el flujo de capa intermedia/encapsulante (para evitar soplados). )

Ciclo total del proceso.

b. Laminadora Bürkle:

Una laminadora multipila más sofisticada. Laminado: vidrio de 2,1 mm/PVB de 0,76 mm/vidrio de 2,1 mm

Diferencias versus otras laminadoras:

Cámara 1: sin pasadores, pero con rieles/cintas transportadoras. Cámara 2: calentamiento de 2 lados. Puede superar los 1000 mbar de presión. Cámara 3: enfriamiento de 2 lados (bajo presión).

Flujo del proceso:

1. Evacuación:

El módulo/laminado se mantiene separado de la placa calefactora mediante carriles. (sin contacto con la placa calefactora)

Cuando finaliza la evacuación, la membrana presiona el módulo/laminado hacia abajo sobre la placa calefactora (sellando los bordes del laminado para evitar que entre aire nuevamente en el sándwich laminado).

El laminado/módulo ingresa a la siguiente cámara.

2. Calentamiento/Prensado:

El laminado/módulo se encuentra entre 2 placas calientes, que se cierran en posición paralela. Calor uniforme a través de un diseño/diseño simétrico. Una fina capa acolchada entre el módulo/laminado y la placa calefactora evita la rotura del vidrio. El laminado/módulo ingresa a la siguiente cámara.

3. Enfriamiento:

El laminado/módulo se encuentra entre 2 placas de refrigeración.

Una fina capa protectora entre el módulo/laminado y la placa calefactora evita la rotura del vidrio.

Laminadora multipila (Ypsator):

Laminar 5 pilas + 3 pasos = 15 laminados/módulos al mismo tiempo.

Montaje = 2 máquinas una al lado de la otra = 30 laminados/módulos.

12 minutos para hacer 10 laminados/módulos. (2 veces 5)

50 módulos/hora o 400 módulos/turno = 1200 módulos/día en operación de 3 turnos.

C. Robots técnicos

Cuando el centro de gravedad de la producción de módulos fotovoltaicos se trasladó de Europa a Asia, la mayoría de las empresas productoras de laminadoras dejaron de investigar/introducir nuevas mejoras en los procesos. Una de las excepciones fue TekniSolar, dirigida por el ex director de ingeniería de Pilkington: Vittore de Leonibus. Ser un “iniciador tardío” ayudó a la empresa a comprender los pros y los contras de los diversos sistemas existentes de laminación fotovoltaica.

El concepto que surgió de ese estudio de mercado, fue el siguiente:

Después de algunas iteraciones, se produjo la siguiente línea conceptual de laminado.

Primer paso: Laminadora 1:

El módulo fotovoltaico ingresa al laminador a través de un transportador, estando ya en contacto con la placa calefactora inferior.

La laminadora se cierra y la cámara se somete a vacío mediante un sistema combinado de bombas de vacío que garantiza un vacío de 2 mbar en 25 segundos. La cámara de vacío calienta desde arriba y desde abajo (evitando que los vasos se deformen).

Este concepto está patentado por Teknisolar.

La membrana se reemplaza por una placa calefactora rígida, sin pasadores, ya que el completo sistema de vacío permite una desaireación completa antes de sellar los bordes mediante la capa intermedia/encapsulante calentador.

La desaireación y el calentamiento del módulo sándwich se realizan al mismo tiempo.

Segundo paso: Laminadora 2 (prensado y curado):

Este paso consta de 2 cámaras. (Laminadora 2 y sección de curado)

Laminadora 2, idéntica a la laminadora 1.

En la laminadora el calentamiento se consigue desde arriba y desde abajo.

Cuando esté listo, se introduce el módulo en el horno de curado. Este horno de curado se puede diseñar según las necesidades del cliente (vertical u horizontal), aquí los módulos permanecen 4 veces el tiempo del ciclo de prensa.

Hay 5 módulos en el laminador 2 y el horno de curado, de modo que cada módulo puede permanecer en modo de polimerización durante 5 veces el tiempo de ciclo real.

Tercer paso: Enfriamiento:

Los módulos se enfrían mediante ventiladores, que suministran un volumen de aire controlado (controlado por inversores).

Una vez enfriados a la temperatura adecuada, los módulos se depositan en el transportador de salida.

Robostak de salida

Tiempo de ciclo típico para laminación EVA/POE

Cuando el tiempo del ciclo de la laminadora es de 110 segundos, es necesario darse cuenta de que cada módulo está en el proceso de laminación durante un total de 770 segundos, o aprox. 13 minutos.:

PRODUCTIVIDAD CON UNA LAMINADORA DE 3 POSICIONES

Otros productores de laminadores fotovoltaicos:

- Wemhoener; Planckstraße 7, 32052 Herford, Alemania; https://www.wemhoener.de/en/information/product-information

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

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

- NPC (– Meier) Japón

- SM InnoTech GmbH & Co KG; Vennweg 18, 46395 Bocholt, Alemaniahttps://www.sm-innotech.de/es/products/laminators/laminator-incapcell/

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

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

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

- Mondragón

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

- Corporación Hanwha; Corea del Sur

- Shaanxi Beiren Printing Machinery Co., Ltd; China

- Ooitech; Porcelana

- REOO; Porcelana

Véase también https://www.enfsolar.com/directory/equipment

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