太阳能光伏玻璃薄型化工艺及装备开发核心探索

太阳能光伏玻璃薄型化工艺及装备开发核心探索

王文勇

广西南玻新能源材料科技有限公司 广西北海 536000

摘要 新能源是现阶段我国工业发展的重要方向，其中，光伏发电是重要的产业类型，能够有效的利用太阳能，具有环保、清洁的特点。在光伏发电产业发展当中，光伏玻璃是光伏组件当中的重要组成部分，其应用情况将直接关系到发电效果。在本文中，将就太阳能光伏玻璃薄型化工艺及装备开发进行一定的研究。

关键词：太阳能；光伏玻璃；薄型化；工艺装备；

0 引 言

光伏发电是我国新能源发展当中的重要产业，在光伏发电当中，所具有的环境相对复杂，也因此对光伏玻璃的厚度与强度具有着较高的要求。超薄光伏玻璃的生产制造一直是行业发展当中的重点与难点问题，不仅包括有基本的技术工艺，同时也包括有生产过程的智能化与精度控制效果，对于多个技术、学科之间的融合要求很高。我国某企业针对行业难题，从多个方面进行了技术创新，并获得了显著的研究成果。

1 创新技术及应用

1.1 环保、长料性压延玻璃氧化物组成体系

超薄光伏玻璃在实际应用当中，具有着高温快速成型与高强度的特点，以此为特点，针对性设计氧化物组成。在体系当中，以系统的方式对光伏玻璃当中网络构成与组分情况进行了研究，充分掌握玻璃网络当中，中间体、形成体与外部体这几者间比例情况可能会对玻璃最终性能与结构所产生的影响，对玻璃的液料性、压延性能与熔化温度等参数进行延长。同时，对具有更高含量的CeO2复合澄清剂材料进行研究，对原有材料当中处在的微气泡问题进行了有效的解决，大幅度提升了透过率，以此保证所生产出的原片在各项性能指标方面都能够满足生产商应用要求。经过测量，该产品厚度为1.5mm，处于行业领先水平。

1.2 高透热玻璃液多级澄清高效熔窑结构

在现今行业发展当中，光伏玻璃逐渐向着高透、高强的方向发展。该类材料具有着较高的液铝硅含量，但在底表层位置具有着较小的温差，在均匀性与垂直对流性能方面存在不足。在降低厚度的情况下，产品在面对气泡时的容忍度也受到了较大的影响。在超薄玻璃生产当中，其与普通光伏玻璃相比在澄清均化方面存在着较大的难度，该情况的存在，也将直接影响到产品的生产质量。

在池底位置，存在一定的滞止区域，将影响到玻璃液的流动。对于该项问题，在多维度的背景下研究流场以及温度场分布，以此为基础形成分级汇流的熔窑结构，能够对玻璃液均匀程度起到较好的提升效果，对低温状态下，玻璃液的滞止比重进行降低，前移滞止区域，以此保证能够充分澄清处于滞止区当中的玻璃液，有效的提升气泡澄清水平。

同时，底层位置在生产过程当中，将存在一定的玻璃液回流问题，也将会对成形流的质量产生影响。对于该问题，研究出了窄浅限流调温技术，该技术在应用当中，在具有传统技深层水包与宽卡脖效率的基础上，对生产当中从底层位置流入的玻璃液量进行了有效的控制，使玻璃液得以高质量的形成，以此对深层水包在应用当中存在的能量消耗问题进行减少。在窄卡脖结构当中，在同时应用多台阶结构的情况下，能够有效提升玻璃液在表层位置的温度，这对于澄清指数的提升也具有着十分积极的意义。

1.3 高压超薄压延成形工艺技术及装备

超薄光伏玻璃在制作当中具有着较快的成型速度与温度，在实际生产过程当中，需要同时对多倍压力进行施加，以此保证压延辊在稳定性方面具有较好的表现。同时，超薄的玻璃板具有着较小的单位面积载量，很容易在生产中存在形变的问题，需要能够以协同的方式科学控制生产当中的温度、厚度与速度等因素。在研究当中，全面分析了玻璃在压延当中温度场、压力场与温度场的分布，细致分析了高压、高温你状态下辊体的热量变化与变形情况，同时根据生产经验，形成了立体多级、超压力压延成套技术，形成了复合的系统温度场体系，使压延机设备在响应、转速与压力方面都处于较高的水平，保证能够以稳定的方式生产超薄光伏玻璃，控制质量，对以往生产过程当中可能出现的玻璃辊印、边部翘曲等缺陷问题进行了有效的控制。

    1.3.1 反馈式高压压延成套工艺

在传统压延成型生产过程当中，普遍存在着稳定性不足与压力场较小的问题。针对此问题，设计开发了自加压控制系统，能够在生产中闭环控制压力调节过程，保证在高压场条件下，能够以精准、稳定的方式实现辊压分布目标，且能够起到提升成行速度、降低载热量的效果。

    1.3.2 基于开放热力学系统的温度场复合调控体系

熔窑溢流口作为热力学系统具有着开放性特征，该位置玻璃液在横向温差方面将同时受到风、冷却水、环境与加热元件等系列因素的影响。在生产当中，温度场均匀情况也十分关键，将会对玻璃板厚度是否均匀产生影响。在该情况下，直接加热这种传统的方式则无法满足生产需求。在该情况下，积极开发出横向分区控温技术，同时包括有多腔体的冷却工艺，在生产当中能够更为有效的控制横向温差。根据生产实验发现，该技术与传统生产方式相比，大幅度降低了横向温差，这对于玻璃生产当中的厚度均匀性控制具有着十分积极的意义。

    1.3.3 超薄光伏压延机

研究大辊径压延辊，以此能够对产品生产中超高压力作用下延辊承压不足、变形较大且温度不均匀的问题进行解决，以有效的方式控制压力波动、横向温差与环境。同时，结合生产实际建立高动态特征的矢量控制系统，保证能够以闭环的方式控制过渡辊、压延辊与退火窑等部分的传动速度，对上下压延辊速度进行同步控制，有效的提升控制精度，实现全生产线的动态响应。同时，设计开发多速比、高转速的传动系统，实现多级速差目标的精准实现，较好的满足压延成型需求。

1.4 “低变形传输、立体网状温度控制” 退火技术和“缺陷反馈,优化切割”成套工艺

在超薄光伏玻璃生产当中，在进入到退火工段之后，将以快速的方式下降温度，加大横向温差、影响到分布的均匀性，可能因此无法有效的控制变形量。在研究当中，深入分析了变形点变化情况，以此为基础生产处低变形技术，包括有承载支撑技术、变速传输技术与我网状稳控技术，根据生产实验，有效的降低了玻璃板生产当中的弓形弯曲度以及波形弯曲度。同时，光伏玻璃在生产中也长期存在着自动化不高的问题。针对该问题，在做好光伏玻璃缺陷分析检测、动态反馈的基础上，结合性的优化切割、堆垛系统与调配跟踪技术，以此形成多技术之间的柔性控制与闭环控制，对冷端生产线的联动目标进行实现，有效的提升了产品良品率。

1.5 超薄光伏玻璃智能工厂架构

设计出超薄光伏玻璃的制造执行系统与分布式控制系统，集成在自动识别系统与生产管理系统当中。同时，实现系统的流程设计，保证从开始的粉料入仓到最终的生产成品流程中，形成高效、自动的流程体系，智能连接设备、系统与人这几项主体。同时，将制造系统与物联网、互联网技术进行了深度融合，结合生产需求建立智能化信息平台与控制平台，建立起建材信息平台与生产数据系统，在引入高端技术的基础上，对玻璃制造的传统模式进行改变，保证无论是能源管理、生产管理还是供应链管理等环节都具有智能化的特点，以此为基础形成环保、高效的生产体系。

2 结 语

在研究当中，通过多方面技术的研究形成了系列的研究成果，较好的实现了超薄光伏玻璃的稳定、高质量生产。在未来工作当中，要继续把握行业发展需求，继续从多个方面强化技术攻关，在市场中占据优势，进一步体现出我国的光伏生产竞争力。

参考文献

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