Солнечные батареи из Рязани

Солнечная электроэнергетика во всем мире развивается настолько бурными темпами, что порой не хватает мощностей для производства гелиевых батарей – главных элементов при сооружении солнечных электростанций прямого преобразования. Поэтому появляются все новые и новые производства, изготавливающие солнечные фотопреобразователи. Одним из таких производителей стал Рязанский завод металлокерамических приборов.

На этом заводе в 2008 году американской фирмой Spire Corporation была установлена полностью автоматическая линия, производящая гелиевые батареи с годовой суммарной мощностью 12 мегаватт. Эта компания была выбрана в качестве поставщика оборудования благодаря своей репутации и многолетнему опыту. Находясь на мировом рынке с 1970 года, компания Spire Corporation поставила оборудование для изготовления и проверки гелиевых модулей в 144 предприятия из 42 стран.

Эта технологическая линия предназначена в первую очередь для выпуска элементов гелиевых панелей мощностью до 230 ватт каждая. Эти панели предназначались для строительства крупных электростанций прямого преобразования солнечной энергии. Рязанский завод не случайно был выбран в качестве базового предприятия для производства солнечных панелей. Ведь именно на этом заводе впервые начали выпускать гелиевые модули, герметизируя их пластиком. Эта технология была многократно испытана, запатентована и затем успешно применялась в производстве. В настоящее время герметизация рязанских солнечных батарей производится автоматически на технологической линии с использованием этиленвинилацетатной (EVA) пленки. На выходе технологической линии получают солнечные элементы с антибликовым покрытием черного или синего цвета.

Солнечная электроэнергетика во всем мире развивается настолько бурными темпами, что порой не хватает мощностей для производства гелиевых батарей – главных элементов при сооружении солнечных электростанций прямого преобразования. Поэтому появляются все новые и новые производства, изготавливающие солнечные фотопреобразователи. Одним из таких производителей стал Рязанский завод металлокерамических приборов.

На этом заводе в 2008 году американской фирмой Spire Corporation была установлена полностью автоматическая линия, производящая гелиевые батареи с годовой суммарной мощностью 12 мегаватт. Эта компания была выбрана в качестве поставщика оборудования благодаря своей репутации и многолетнему опыту. Находясь на мировом рынке с 1970 года, компания Spire Corporation поставила оборудование для изготовления и проверки гелиевых модулей в 144 предприятия из 42 стран.

Эта технологическая линия предназначена в первую очередь для выпуска элементов гелиевых панелей мощностью до 230 ватт каждая. Эти панели предназначались для строительства крупных электростанций прямого преобразования солнечной энергии. Рязанский завод не случайно был выбран в качестве базового предприятия для производства солнечных панелей. Ведь именно на этом заводе впервые начали выпускать гелиевые модули, герметизируя их пластиком. Эта технология была многократно испытана, запатентована и затем успешно применялась в производстве. В настоящее время герметизация рязанских солнечных батарей производится автоматически на технологической линии с использованием этиленвинилацетатной (EVA) пленки. На выходе технологической линии получают солнечные элементы с антибликовым покрытием черного или синего цвета.

Конечной целью развития мощностей завода является создание производства с полным замкнутым циклом – от производства кремния для солнечных элементов и сборки панелей до выпуска всех комплектующих и последующего монтажа гелиевых электростанций. Весь процесс производства солнечных панелей полностью автоматизирован и технологически состоит из пяти этапов.

Сортировка солнечных элементов

На этом этапе производится контроль электрических характеристик гелиевых фотопреобразователей. Все технологические операции выполняются автоматически. Электрические параметры каждого элемента контролируются при кратковременной вспышке мощной эталонной ксеноновой лампы. При этом на технологическом потоке можно проверять в час до 1200 гелиевых элементов, имеющих размеры 156х156 миллиметров.

Стенд сортировки

Сортировка преобразователей производится автоматически с учетом вольт-амперных характеристик и значений точек МРР, полученных при измерении. Таким образом производится отбор фотоэлектрических преобразователей с близкими параметрами для использования в одном солнечном модуле. Предусмотрена возможность измерять элементы и других типоразмеров (до 210х210 мм) и имеющих разную форму. В процессе проверки сведены к минимуму риски физического повреждения фотопреобразователя. Весь процесс контролируется компьютером технологической линии.

Пайка фотопреобразователей в звенья и сборка звеньев в блоки

На этом этапе фотопреобразователи собираются в звенья, места соединений пропаиваются, затем звенья укладываются на стекло. Все эти операции производятся автоматически. На технологической линии применяется инфракрасная пайка элементов как наиболее надежная. После завершения процесса пайки производится автоматическая сборка звеньев в блоки, которые так же автоматически выравниваются и укладываются на стекло.

Стенд пайки

Все блоки захватываются вакуумными держателями, которые сводят к минимуму вероятность механического повреждения фотопреобразователей при перемещении готовых звеньев. Все места пайки и сами спаянные секции проходят автоматическую проверку на предмет обнаружения дефектных мест, что исключает возможность появления брака.

Параметры подачи секций, непосредственно самой пайки, укладки фотоэлектрических преобразователей задаются при настройке программы компьютера. Во время пайки минимизируется воздействие высокой температуры на фотопреобразователь.

Ламинирование солнечных панелей

На этом этапе ламинируется вся солнечная панель с тщательно подогнанными звеньями и пропаянными соединениями между отдельными элементами. Ламинирование этиленвинилацетатной пленкой (EVA) и защитным покрытием выполняется автоматически. Гелиевые панели подаются на ламинатор и выгружаются с него двумя автоматическими конвейерами.

Стенд ламинирования

Размеры площади для ламинирования составляют 3450х1900 миллиметров. С помощью чувствительных датчиков компьютер в реальном масштабе времени следит за температурой, давлением и вакуумом. В случае отклонений какого-либо параметра от заданного значения компьютер тут же возвращает этот параметр в норму. При такой площади ламинирования на конвейере могут быть обработаны модули, имеющие размеры 3400х1800 миллиметров. Весь процесс ламинирования происходит с максимально допустимой скоростью, обеспечивающей высокую производительность всей технологической линии.

Для модулей разных модификаций, выполненных из разных материалов, предусмотрена возможность регулирования параметров процесса.

Сборка и герметизация солнечной панели

В процессе сборки модуля с помощью сжатого воздуха производится запрессовка профиля рамы по краям панели. Сжатый воздух подается к прижимным балкам рамы на специально оборудованном стенде.

Стенд сборки и герметизации

В ходе процесса с помощью герметизирующей ленты выполняется надежная герметизация краев панели. Эта герметизирующая лента специальным механизмом наносится на каждый край модуля. Соединительная коробка с помощью специального клея-герметика надежно крепится к тыльной поверхности панели.

Тестирование

В процессе тестирования измеряются электрические параметры каждой панели, проверяется сопротивление изоляции. Проверка надежности изоляции, ее сопротивления гарантирует безопасность работы солнечной батареи. Эта проверка производится подачей к панели высокого напряжения.

Стенд тестирования

Электрические параметры панели измеряются при кратковременном облучении ее мощной световой вспышкой ксеноновой лампы, спектр излучения которой близок к спектру солнечного света. При этом производится большой объем измерений.

Сертификаты солнечных батарей

Результаты измерений сравниваются с данными испытаний эталонных образцов панелей, что обеспечивает высокое качество выпускаемых солнечных модулей. Эталонные образцы проходили испытания и сертификацию в Германии, в Мюнхенском институте прикладных исследований — Fraunhofer Institute.

Некоторые модели солнечных батарей Рязанского ЗМП

Солнечная батарея RZMP-220-T

Эта солнечная батарея предназначена, в основном, для применения в системах индивидуального и резервного электрообеспечения. Такие батареи применяются совместно с контроллерами МРРТ заряда аккумуляторов. Номинальная мощность батареи составляет 220 ватт при рабочем напряжении 24 вольта. В полный солнечный день панель может вырабатывать до 1320 ватт-часов электроэнергии.

Солнечная батарея RZMP-220-T

Панель состоит из 60 гелиевых элементов, выполненных на базе поликристаллического кремния, размером 156х156 миллиметров. Размеры панели ‒ 1640х980х36 миллиметров, вес ‒ 21.5 килограмма. Рама – окрашенный алюминий. Стоимость ‒ 14500 рублей.

Солнечная батарея RZMP «Фотоэлемент-Р»

Эта солнечная батарея была разработана по государственному контракту для применения в промышленных фотоэлектрических установках, а также в системах индивидуального электроснабжения. Как и предыдущая модель, батарея RZMP «Фотоэлемент-Р» используется совместно с контроллерами МРРТ заряда аккумуляторов.

Солнечная батарея RZMP «Фотоэлемент-Р»

В распределительной коробке панели имеются байпасные диоды, снижающие потери мощности при частичном затенении фотопреобразователей и предохраняющие панель от повреждений. Коробка сконструирована таким образом, что в случае выхода из строя диоды могут быть легко заменены без демонтажа модуля.

В панели используются три распределительные коробки, благодаря чему была упрощена коммутация элементов в панели и уменьшена рабочая площадь ее. Тем самым была обеспечена эффективность модуля, равная 18%.

Номинальная мощность батареи составляет 280 ватт при напряжении 24 вольта. Панель состоит из 60 гелиевых элементов, выполненных на базе монокристаллического кремния, размером 157х157 миллиметров. Размеры панели ‒ 1610х970х43 миллиметров, вес ‒ 21.5 килограмма. Рама – окрашенный алюминий. Стоимость ‒ 19500 рублей.

Кроме того, все солнечные батареи Рязанского ЗМП покрыты антибликовым текстурированным стеклом с малым содержанием железа, толщиной 3.2 миллиметра, имеют диапазон рабочих температур от -40°С до +85°С, выдерживают нагрузку до 2400 Па.