Máquina de apilado y conexión de paneles solares: módulos de 10W a 600W, TOPCon BC PERC HJT

Respuesta rápida: Una máquina de layup y bussing realiza dos trabajos que normalmente son dos estaciones separadas: coloca las cadenas de células solares sobre el vidrio del módulo y suelda las cintas bus que recogen su corriente. Ooitech fabrica una familia de ellas, la serie SAW, en seis modelos que entre todos cubren módulos de 10 W a 600 W. SAW-100A maneja formatos pequeños de hasta 800 × 450 mm, SAW-300A y SAW-400A cubren tamaños de módulo convencionales, y SAW-500A, SAW-500L y SAW-600A admiten módulos largos y de gran formato de hasta 2500 × 1250 mm. El ciclo nominal es ≤ 15 s por grupo de dos cadenas, la rotura es ≤ 3‰, la soldadura es electromagnética de alta frecuencia, y cada modelo funciona en línea con una stringer o de forma autónoma desde bandejas.

Máquina de layup y bussing de la serie SAW, fabricada y comercializada por Ooitech.

Funcionamiento en línea: las cadenas llegan desde la stringer y las capas de cadenas terminadas salen por el transportador de vidrio.

Qué hace la máquina

La máquina toma cadenas de células terminadas y las convierte en una capa de cadenas con bussing sobre el vidrio del módulo. Todo lo que ocurre entre esos dos puntos sucede en una sola pasada:

• Carga de bandejas. Cuatro estaciones de bandejas contienen las cadenas. Un brazo de carga accionado por servomotor con ventosas levanta dos cadenas a la vez.

• Posicionamiento de cadenas. Sensores de fibra óptica y topes mecánicos ubican cada cadena según el diseño del módulo, dos cadenas simultáneamente.

• Manejo de la cinta bus. La cinta se extrae de las bobinas, se endereza, se corta a la longitud ajustada en la pantalla táctil y se lleva a la correa en una ranura guía mecánica.

• Layup (apilado). Las cadenas posicionadas se colocan sobre las cintas cortadas según el diseño del módulo.

• Bussing (conexionado de barras). Cabezales electromagnéticos de alta frecuencia sueldan ambos extremos de cada cadena bajo control de temperatura en lazo cerrado.

• Soldadura de cables terminales. Un segundo mecanismo de cinta corta y coloca la cinta de los cables de la caja de conexiones y suelda dos cables a la vez con un espaciado fijo.

• Descarga. Un brazo accionado por servomotor levanta la capa de cadenas terminada y la coloca en la estación de vidrio de la línea.

Se reservan espacio e interfaces para un puerto de carga automático y para estaciones automáticas de cables terminales y hojas de aislamiento, de modo que la línea puede automatizarse más sin sustituir la máquina.

Cabezales de layup posicionando las cadenas de células; los cabezales de soldadura de la cinta bus van detrás de ellos en el mismo pórtico.

Por qué layup y bussing en una sola máquina

En una línea formada por estaciones separadas, las cadenas se colocan sobre el vidrio en una máquina, luego el vidrio se transfiere a una segunda máquina que suelda las cintas bus y después se transfiere de vuelta. Cada transferencia es un paso de manipulación sobre cadenas sin soldar, y cada paso de manipulación es una oportunidad de agrietar una célula o desplazar una cadena fuera de posición.

Combinar las dos operaciones elimina esas transferencias. Las cadenas se posicionan una vez, se sueldan mientras siguen sujetas por el mismo utillaje que las colocó y se liberan directamente sobre el vidrio. En la práctica esto se traduce en tres cosas: la rotura se mantiene en el ≤ 3‰ nominal de la máquina porque hay menos ciclos de sujeción y liberación, el diseño de las cadenas es más repetible porque nunca se vuelve a registrar en una segunda máquina, y el operador tiene una estación que cargar y un conjunto de parámetros que ajustar en lugar de dos.

La huella también es menor. Una máquina de 5780 a 8560 mm de longitud, según el modelo, sustituye a dos estaciones más el transportador entre ellas.

Dos modos de funcionamiento: en línea o autónomo

En línea. La máquina se sitúa directamente detrás de una tabber-stringer. Las cadenas llegan por el transportador de la línea, se recogen de la caja de carga y la capa de cadenas terminada pasa directamente al vidrio. Esta es la configuración que hay que elegir cuando la stringer funciona a un ciclo igual o superior al nominal de la máquina de layup, porque elimina por completo la carga manual de bandejas del trabajo del operador.

Autónomo. Las cadenas se llevan a la máquina en bandejas y se cargan manualmente, con cuatro estaciones de bandejas que actúan como búfer. Una línea de módulos que no tiene espacio para un diseño continuo en línea, o que hace funcionar una stringer con un takt diferente, puede seguir usando la misma máquina de esta forma. La propia especificación de Ooitech recomienda el modo en línea cuando el diseño de la línea lo permite, ya que la carga de bandejas es lo que limita la capacidad en modo autónomo.

Compatibilidad con tecnologías de células

Los seis modelos se especifican con el mismo margen de manipulación de células, de modo que el mismo tipo de máquina sirve a una línea que fabrica más de un producto:

• Espesor de célula 0,13–0,25 mm, lo que cubre la producción actual de TOPCon y HJT, así como obleas más finas.

• Cadenas TOPCon, PERC y HJT en configuraciones multi-busbar; la especificación de la cinta y el programa de soldadura se ajustan por producto en la pantalla táctil.

• Cadenas BC, incluido el manejo de papel de aislamiento que requieren las cadenas de células BC: las cuatro estaciones de bandejas pueden configurarse como una disposición 2+2 con una posición de retirada de papel.

• Ancho de cadena 83–210 mm en cinco modelos y 166–210 mm en la SAW-600A, de modo que las cadenas de media célula y de célula completa de las familias de 182 mm y 210 mm pueden procesarse con el mismo margen de ancho.

Rango de tamaño de módulo: 10 W a 600 W

La serie se divide por formato de módulo en lugar de por tipo de célula, porque la longitud del módulo es lo que determina el recorrido de la máquina, la longitud de la cinta y el tamaño del bastidor. La SAW-100A admite módulos de hasta 800 × 450 mm, que es el extremo de vidrio-vidrio y portátil del mercado, de aproximadamente 10 W a 100 W. La SAW-300A a SAW-500A escalan por 1580 × 850, 1600 × 1150 y 1950 × 1150 mm, cubriendo los formatos convencionales de 60 y 72 células. La SAW-500L y la SAW-600A alcanzan 2500 mm de longitud, que es donde se sitúan los módulos de gran formato de vidrio simple y bifaciales.

Ese intervalo importa porque permite que una serie de máquinas sirva a un programa de productos que incluye tanto módulos de consumo pequeños como paneles de tamaño completo, en lugar de necesitar utillaje separado y formación de operarios separada para cada uno.

Gama de modelos y especificaciones

Seis modelos, divididos en dos grupos de formato. Primero los de formato pequeño y mediano:

Formato grande:

Dos notas sobre la lectura de las tablas. Las dimensiones de la máquina excluyen la torre de luz de alarma y cualquier bastidor de extensión. La SAW-600A se construye por secciones en lugar de como un solo bastidor, por lo que su huella se indica como longitud por anchura sin una altura total única.

Elección entre los modelos

La selección del modelo se reduce al módulo más grande que se pretenda fabricar y a si se necesita posicionamiento por visión:

• SAW-100A — módulos portátiles, de vidrio-vidrio y de consumo pequeños de hasta 800 × 450 mm; el único modelo con una longitud mínima de string de 200 mm y alimentación de 6 kW.

• SAW-300A — módulos de hasta 1580 × 850 mm; el bastidor de formato grande más estrecho, para líneas que nunca fabrican un panel de tamaño completo.

• SAW-400A — módulos de hasta 1600 × 1150 mm; la opción de uso general para formatos de 60 y 72 células.

• SAW-500A — módulos de hasta 1950 × 1150 mm; cubre módulos de media célula de 182 mm a longitud completa.

• SAW-500L — módulos de hasta 2500 × 1150 mm; módulos largos sobre una anchura estándar de 1150 mm, con cinco cabezales de soldadura.

• SAW-600A — módulos de hasta 2500 × 1250 mm, incluidos strings de 210 mm; el único modelo con posicionamiento por visión CCD y un ciclo de 16 s.

Si una sola máquina tiene que cubrir un programa de productos mixto, dimensiónela según el módulo más grande y acepte el menor rendimiento en formatos pequeños. Si el volumen de formato pequeño es lo bastante grande como para justificar una segunda máquina, la SAW-100A es considerablemente más económica de operar en trabajos de 10 W a 100 W que pasar esos módulos por una máquina de 2500 mm.

Estos valores son comunes a los seis modelos salvo que la tabla de modelos anterior indique lo contrario.

Parámetros técnicos

Componentes principales

La máquina utiliza una combinación de componentes nacionales e importados, seleccionados por su facilidad de mantenimiento más que por la marca:

Consumibles y mantenimiento

Tres elementos tienen un intervalo de sustitución definido, lo que simplifica el mantenimiento planificado:

Comprobaciones semanales que importan más que el calendario de consumibles: alineación del recorrido de la cinta en la ranura guía, nivel de vacío en los brazos de carga y descarga, y la prueba de la cortina de luz. Una cinta que se ha desviado en la ranura se manifiesta como un desfase de soldadura antes de manifestarse como un módulo desechado.

Strings colocados sobre las cintas bus, justo antes de que los cabezales de soldadura pasen sobre ambos extremos.

Vea la máquina en funcionamiento

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El vídeo muestra la máquina colocando strings de células y soldando las cintas bus en una sola pasada, con el brazo de carga alimentando dos strings a la vez.

La capa de strings terminada sobre el vidrio del módulo, lista para la siguiente estación de la línea.

Qué especificar al comprar

La mayoría de los errores de especificación que aparecen en la puesta en marcha provienen de datos de módulo que no se indicaron en el pedido. Tenga esto preparado antes de comparar modelos:

• Formato de módulo más grande y más pequeño que se pretenda procesar, longitud por anchura, incluido cualquier voladizo del marco. El formato más grande determina el modelo; el más pequeño decide si una sola máquina es económica.

• Tipo y grosor de célula, y si los strings BC con papel aislante forman parte del programa, lo que determina la configuración de la estación de bandejas.

• Disposición de los strings: número de strings por módulo, longitud y anchura del string, y el espaciado de las posiciones de las barras colectoras.

• Especificación de la cinta, incluido si la cinta de conexión de la caja de conexiones difiere de la cinta bus del string.

• En línea o autónoma, y si es en línea, la altura de acople y el takt de la stringer aguas arriba.

• Suministros: alimentación trifásica de cinco hilos a 6, 8 o 10 kW según el modelo, más aire seco a 0,6–0,8 MPa a 300 L/min.

• Criterios de aceptación: tasa de rotura, resistencia a la tracción de la soldadura y el estándar visual para el filo de soldadura y la posición de la cinta, acordados antes del FAT.

Garantía y servicio

Las condiciones estándar de Ooitech para esta máquina son 12 meses desde la instalación exitosa, o 16 meses desde la fecha del conocimiento de embarque, lo que ocurra primero. Durante ese período, la mano de obra de mantenimiento y los repuestos necesarios para el mantenimiento se suministran sin cargo; los consumibles y el costo de mensajería de los repuestos no están incluidos. Si los ingenieros del cliente no pueden resolver una falla, Ooitech envía ingenieros a la planta, con los boletos de ida y vuelta, el transporte local, el hotel y la comida pagados por el comprador.

La garantía no cubre daños por uso indebido, modificaciones realizadas por personas distintas a los técnicos autorizados de Ooitech, o la operación fuera de lo indicado en el manual. Después del período de garantía, el servicio en línea y la orientación técnica continúan sin cargo, los repuestos se suministran a precios preferenciales y el trabajo en sitio se cotiza a las tarifas estándar de Ooitech. Las actualizaciones de software son gratuitas durante la vida útil de la máquina, en todos los modelos de la serie.

Preguntas frecuentes

¿Qué hace una máquina de layup y bussing?

Coloca las cadenas de celdas terminadas sobre el vidrio del módulo según el diseño del módulo y suelda las cintas de bus que recogen la corriente de esas cadenas, incluidas las cintas de conexión de la caja de unión. En esta máquina ambas operaciones ocurren en una sola pasada, sin transferir el vidrio a una segunda estación.

¿Cuántos modelos hay y cuál necesito?

Seis. SAW-100A para módulos de hasta 800 × 450 mm; SAW-300A, SAW-400A y SAW-500A para formatos convencionales de hasta 1950 × 1150 mm; SAW-500L y SAW-600A para formatos grandes de hasta 2500 mm de largo. Dimensione la máquina según el módulo más grande que vaya a fabricar y añada visión CCD, que solo tiene la SAW-600A, si trabaja con cadenas de 210 mm en el extremo superior del rango.

¿Qué rendimiento puedo esperar?

Con el ciclo nominal de 15 s, la máquina completa 240 grupos por hora, y cada grupo son dos cadenas, es decir, 480 cadenas por hora. Un módulo de seis cadenas necesita tres grupos, lo que equivale a unos 80 módulos por hora en ciclo nominal antes de considerar la disponibilidad y los cambios de producto. La producción real suele ser del 80 al 90 por ciento de esa cifra, y el stringer aguas arriba debe mantener el ritmo.

¿Puede procesar celdas BC y cadenas cortadas por la mitad de 210 mm?

Sí. Se admiten cadenas BC, con las cuatro estaciones de bandejas configurables en una disposición 2+2 que incluye una posición de retirada del papel aislante. El ancho de cadena llega a 210 mm en toda la serie, y la SAW-600A admite cadenas de 166–210 mm en módulos de hasta 2500 × 1250 mm.

¿Tiene que estar en línea con un stringer?

No. Los seis modelos funcionan de forma autónoma desde bandejas, que es la opción habitual cuando el diseño de la línea no tiene espacio para un flujo continuo. Se recomienda el modo en línea cuando el diseño lo permite, porque la carga manual de bandejas es el paso que limita la capacidad en modo autónomo.

¿Qué mantenimiento necesita?

Boquillas cada 30 días, correas de PTFE y el elemento filtrante de aire AFC30 cada 90 días, además de comprobaciones semanales de la alineación de la trayectoria de la cinta, el nivel de vacío y la cortina de luz. Las actualizaciones de software son gratuitas y las suministra Ooitech durante la vida útil de la máquina.

Lecturas adicionales

• Máquina de layup y busing SAW-100A — el modelo de formato pequeño en detalle, para módulos de hasta 800 × 450 mm.

• Por qué el bussing provoca grietas en las celdas — qué le hace la soldadura por solapamiento a una celda y de dónde se originan las grietas.

• Cómo funciona un tabber y stringer — la estación inmediatamente aguas arriba de esta máquina.

• Máquina de busing automática DH200-Y — la opción de bussing autónomo cuando el layup ya se gestiona en otro lugar.

• Máquina laminadora de paneles solares — la siguiente estación de la línea y cómo elegirla y operarla.

Acerca de Ooitech

Ooitech (Wuhan Ooi Photoelectric Technology Co., Ltd) tiene más de 15 años de experiencia en energías renovables y aplicación láser industrial, y suministra plantas de fabricación de módulos fotovoltaicos llave en mano de 5 MW a 1.2 GW para formatos de celda de M2 a M12 (156–210 mm). La empresa fabrica tabber-stringers, máquinas de layup y bussing, laminadoras, máquinas de enmarcado, probadores EL e IV y líneas de transporte completas, y ha exportado a Polonia, Hungría, Corea, México, India, Egipto, Argelia, Arabia Saudita, Siria y Kazajistán.

La serie SAW está diseñada, fabricada y respaldada por Ooitech, con software desarrollado internamente y actualizaciones gratuitas durante la vida útil de la máquina. Las piezas estáticas y móviles comparten una lista común de repuestos en toda la serie, de modo que una planta que opera más de un modelo lleva un solo conjunto de consumibles.

Para una recomendación de modelo según su lista de módulos, o para una cotización de una línea completa, envíe los datos del módulo a través del formulario de cotización y dimensionaremos la máquina en función de ellos.