Движимая целями достижения пика выбросов углерода и углеродной нейтральности, фотоэлектрическая (ФЭ) индустрия стала ключевым двигателем глобального развития новых источников энергии. Производство ФЭ-продуктов, от очистки кремниевых материалов до герметизации модулей, представляет собой высокотехнологичную производственную линию со строгими требованиями к точности, чистоте и стабильности. Являясь четвертым по значимости источником энергии, пронизывающим всю промышленную цепочку, система сжатого воздуха является жизненно важным элементом, обеспечивающим высокую производительность и непрерывность производства ФЭ-продукции. Воздушные компрессоры, особенно безмасляные, глубоко интегрированы в каждое ключевое звено промышленной цепочки ФЭ-индустрии благодаря своим стабильным, чистым и эффективным характеристикам подачи воздуха, обеспечивая незаменимую энергетическую поддержку для каждого процесса фотоэлектрического преобразования.

Производственный процесс

1. Производство кремниевых пластин: источник чистого воздуха закладывает основу для оптоэлектроники.

Кремниевые пластины являются основной подложкой фотоэлектрических элементов, и качество их поверхности напрямую определяет эффективность фотоэлектрического преобразования элементов. Этот процесс предъявляет чрезвычайно высокие требования к сухости и чистоте сжатого воздуха — любые мельчайшие примеси, масляные пятна или влага могут вызвать царапины и загрязнение кремниевых пластин, что приведет к увеличению количества бракованных изделий.

Обработка кремниевых слитков/блоков: При формовании и обработке монокристаллических/поликристаллических кремниевых слитков воздушные компрессоры обеспечивают стабильное питание пневматических роботизированных манипуляторов и устройств для зажима кристаллов, что позволяет добиться точной обработки и позиционирования кремниевых материалов. Одновременно с этим, чистый воздух высокого давления используется для продувки и очистки поверхности кремниевых слитков от отходов резки и пыли.

Резка и очистка кремниевых пластин: пневматические системы управления натяжением и пневматические сопла многопроволочных пил используют стабильный сжатый воздух. В важнейших процессах текстурирования и очистки безмасляный сжатый воздух служит вспомогательным газом, взаимодействуя с химическими растворами для травления, очистки и сушки поверхности кремниевой пластины, обеспечивая формирование однородной бархатистой структуры на поверхности пластины и создавая прочную основу для высокоэффективного поглощения света в последующих процессах.

Контроль качества: Для данного процесса необходимо выбирать безмасляные воздушные компрессоры класса 0, чтобы гарантировать содержание масла в сжатом воздухе ≤0,01 ppm, исключая риск загрязнения маслом из источника и защищая ценные материалы кремниевых пластин.

2. Производство солнечных элементов: точное управление повышает эффективность фотоэлектрических элементов.

Производство солнечных элементов является технологическим ядром производственной цепочки фотоэлектрической промышленности и включает в себя ряд сложных процессов, таких как диффузия, нанесение покрытий, печать и спекание. В этом процессе сжатый воздух выступает не только в качестве источника энергии, но и в качестве технологического газа, непосредственно участвующего в реакциях, и его качество напрямую влияет на эффективность преобразования и выход годной продукции солнечных элементов.

Диффузия и PECVD: В процессах диффузии фосфора и бора сжатый воздух приводит в действие пневматические клапаны и приборы для точного контроля потока и включения/выключения технологических газов (например, POCl3). В процессе плазменно-усиленного химического осаждения из газовой фазы (PECVD) чистый и сухой воздух используется для управления газовым контуром и продувки полости в процессе осаждения антиотражающих пленок нитрида кремния, обеспечивая равномерные и плотные слои пленки.

Трафаретная печать и спекание: это самый энергозатратный процесс в производстве солнечных элементов. Воздушные компрессоры обеспечивают питание пневматических платформ и систем контроля давления скребков высокоточных печатных машин, гарантируя точную печать серебряно-алюминиевой пасты на поверхности кремниевой пластины. Одновременно с этим, воздух высокого давления используется для очистки и сушки трафаретов в процессе печати, а также для транспортировки и охлаждения заготовок до и после печи спекания.

Основные требования: Производство требует круглосуточной непрерывной работы, что предъявляет высокие требования к воздушным компрессорам с исключительной стабильностью (колебания давления ≤±0,1 бар) и превосходной энергоэффективностью. Безмасляные винтовые воздушные компрессоры с постоянными магнитами и регулируемой частотой вращения являются идеальным выбором для этого процесса, поскольку они могут динамически регулироваться в зависимости от потребления воздуха в режиме реального времени, эффективно снижая энергопотребление воздушных компрессоров, на которое приходится 15-25% от общего энергопотребления производства.

3. Герметизация фотоэлектрических модулей: стабильность и надежность, гарантирующие срок службы изделия.

Процесс модульного производства представляет собой сборку солнечных элементов в готовые фотоэлектрические модули, основной целью которого является достижение эффективной, стабильной и долговечной инкапсуляции. Сжатый воздух в основном обеспечивает пневматическую энергию и точное управление для обеспечения качества инкапсуляции и эффективности производства.

Сварка и компоновка солнечных элементов: Пневматические всасывающие сопла используют вакуум (приводимый в действие воздушными компрессорами через вакуумные генераторы) для точного захвата и перемещения хрупких солнечных элементов для сварки и компоновки, предотвращая образование микротрещин, вызванных механическим контактом в процессе.

Ламинирование и герметизация: В ламинаторах чистый сжатый воздух используется для обеспечения равномерного пневматического давления и контроля нагрева/охлаждения, гарантируя идеальное склеивание пленки EVA, стекла и подложки, удаление внутренних пузырьков воздуха и формирование герметичной и прочной цельной структуры. Любые масляные пятна могут вызвать дефекты ламинирования, отслаивание или ускоренное старение, поэтому подача воздуха без масла имеет решающее значение.

Сборка и тестирование рам: Для автоматической склейки, клепки и крепления рам из алюминиевого сплава используются пневматические инструменты. Для проверки герметичности и очистки поверхности готовых модулей используется воздух под высоким давлением, что гарантирует соответствие качества конечной продукции заводским стандартам.

4. Строительство, эксплуатация и техническое обслуживание фотоэлектрических электростанций: всесторонняя поддержка обеспечивает долгосрочную выработку электроэнергии.

В конечном итоге ценность производственной цепочки в сфере фотоэлектрической энергетики реализуется на уровне электростанции. Воздушные компрессоры также являются незаменимым оборудованием при строительстве, а также в долгосрочной эксплуатации и техническом обслуживании фотоэлектрических электростанций.

Строительство электростанций: При строительстве свайных фундаментов для опор фотоэлектрических систем крупные мобильные воздушные компрессоры обеспечивают ударную силу для буровых установок, что позволяет эффективно выполнять буровые работы в сложных условиях местности, таких как горные районы и пустыня Гоби.

Ежедневная эксплуатация и техническое обслуживание: Персонал, занимающийся эксплуатацией и техническим обслуживанием электростанции, использует портативные воздушные компрессоры для привода пневматических гаечных ключей при креплении опор, техническом обслуживании оборудования и других работах. Что еще более важно, воздух высокого давления, создаваемый воздушными компрессорами, используется для бесконтактной продувки и очистки фотоэлектрических панелей, эффективно удаляя пыль, песок и птичий помет с поверхности, что позволяет восстановить и стабилизировать эффективность выработки электроэнергии фотоэлектрическими системами.

5. Основные критерии выбора воздушных компрессоров в фотоэлектрической промышленности

Ввиду специфических производственных условий в фотоэлектрической отрасли, выбор воздушных компрессоров должен соответствовать трем основным стандартам:

Максимальная чистота, гарантия отсутствия масла: отдавайте приоритет безмасляным винтовым воздушным компрессорам (сухим безмасляным или безмасляным с водяной смазкой), имеющим сертификат ISO 8573-1 класса 0, чтобы полностью исключить загрязнение продукции маслом, пылью и водой.

Высокая эффективность и энергосбережение, «зеленый» симбиоз: выбор моделей с первоклассной энергоэффективностью и частотно-регулируемым приводом на основе постоянных магнитов позволяет адаптироваться к колебаниям нагрузки на линиях производства фотоэлектрических панелей и значительно снизить затраты на электроэнергию. Система рекуперации отработанного тепла позволяет использовать тепловую энергию, выделяемую при сжатии, для технологического нагрева, что еще больше повышает общую энергоэффективность.

Стабильность и надежность, непрерывная работа: остановки производственных линий фотоэлектрических элементов приводят к огромным потерям, поэтому воздушные компрессоры должны обладать высокой надежностью и интеллектуальными возможностями управления. Взаимодействие с полным комплектом оборудования для постобработки, таким как системы сушки и фильтрации, обеспечивает бесперебойную и высококачественную подачу воздуха в течение всего года.

От очистки кремниевых материалов до выработки электроэнергии на электростанциях, воздушные компрессоры обеспечивают каждое звено производственной цепочки фотоэлектрической отрасли чистым, стабильным и эффективным сжатым воздухом, выступая в качестве невидимого краеугольного камня, гарантирующего высокое качество и высокую эффективность фотоэлектрической продукции. Поскольку фотоэлектрическая отрасль быстро развивается в направлении высокоэффективных, крупногабаритных и N-типовых технологий, требования к системам сжатого воздуха становятся все более жесткими. Выбор профессионально адаптированного решения с безмасляным воздушным компрессором является не только необходимым условием для обеспечения производительности, но и ключевой стратегической инвестицией для фотоэлектрических предприятий, позволяющей внедрять экологически чистые технологии производства, снижать эксплуатационные расходы и повышать конкурентоспособность.