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自动化清洗技术在光伏发电产业中的应用 北钢联 导语：光伏组件的自动化消费，对我国改善能源开展环境，推进能源消费和利用有众多战略意义。 硅是重要的半导体材料，在光伏技术飞速开展的今天，利用硅材料所消费的太阳能电池可以直接把太阳能转化为电能。截至2016年底，我国光伏发电新增装机容量3454万千瓦，累计装机容量7742万千瓦，新增和累计装机容量均为全球第一。光伏组件的自动化消费，对我国改善能源开展环境，推进能源消费和利用有众多战略意义。 图1硅料及产品应用示意图 硅料清洗的必要性及现状 在消费太阳能单晶、多晶硅片的经过中，通过切割、加工等工序，将圆柱硅料切方，会产生头尾边皮和各类剩余料。其外表在加工经过中残留了切割液、金属离子、指纹等各类杂质。 图2硅料外表的常见附着物 企业为追求精益化消费，往往会选择回收废料，二次制作成纯洁的硅棒。这些废料需要进展采集、清洗、回炉、熔炼等工序，对硅料干净度要求极高杂质率0.05%，一旦剩余料中溶入了杂质，回炉烧结经过中会污染整炉硅棒，并无法可靠检测，后续工艺制成的电池组对太阳能电站的发电效率影响极大约降低发电效率的8%12%。 图3待清洁的边角料及剩余料 所以，在太阳能电池板的制取经过中，硅料的清洗是核心工艺，直接影响光伏发电的性能。在实际消费经过中，为了保持硅料的干净程度，工人必须穿着干净服、手套、面罩等衣物，防止污染产品，操纵极其繁琐。清洗硅料用到的硝酸、氢氟酸、氢氧化钠等强酸强碱化学品，在反响经过中会产生氮氧化物气体，不但损害工人身体安康，清洗干净度由于人为操纵的因素也无法保证，效率更是无从谈起。对于消费企业来讲，所产生的废水废料还面临着严重的环保问题。 自动化清洗技术的实际应用 为去除硅料外表的笔迹、胶印、灰尘、金属离子等杂质，该技术集成了超声波、碱洗、水洗等工艺。在传统的清洗工序中，胶印的清理，极大的增加了工人的劳动强度，不同于常规清洗，该技术的特色是可通过自动化毛刷洗去胶印。胶印的来源是局部消费企业为硅棒添加了溯源标签，粘贴于切割面上。 设备自保护及兼容性 为防止碱洗液及酸洗液对设备造成腐蚀，采用不锈钢304钢板2.0mm包覆，接触面、输送辊道采用PP板5.0mm做内衬PP板可同时耐酸碱，各类管路使用PP-R材质，能有效延长设备使用周期。该设备根据工艺需要，不仅可进展碱洗，同时兼容硅料酸洗。 酒精、超声、清水全方位自动化清洗工艺 第一道：酒精刷洗利用“相似相溶的原理能溶解油性记号笔的笔迹，由于酒精毒性较小，易于回收，价格较低，所以选取酒精作为洗液。在酒精主槽内，用自动化毛刷刷洗硅料外表；同时酒精具有减小胶水附着力的功能，通过物理刷洗可去除胶印； 第二道：超声碱洗，通过超声波的震荡、爆破、剥离作用去除硅料外表的硬性杂质。 第三道：清水喷淋漂洗，不同于传统的浸泡清洗方式。原因：在水槽中直接漂洗，硅料出水面时，水面上的杂质会附着在硅料上。喷淋漂洗时，直接冲走杂质，污水经过数层滤芯的过滤可重复使用。 图4自动化清洗线示意图 超柔性及扩展性 各清洗槽及配件以模块化设计为主，预留各类接口，采用组合式框架构造。根据需要改良工艺后，新增的机械构造可以交融至现有的设备中。碱洗机清洗槽全部用PP板制造，碱洗中可以参加酸洗工艺。 平安防护及可持续性 整线全密封操纵，废弃液体统一回收处理。酒精操纵工序密闭，空气接触量少，酒精循环泵采用气动隔膜泵，无电源，不具备引燃条件；在酒精主槽入料时，辅助排风管，风机吸收酒精挥发的气体，气体引入至水槽，被水稀释。并配有酒精回收装置，是防爆型设备，不规划在车间内，独立放置，平安系数高。 图5硅料自动化清洗车间 自动化清洗技术拓展化应用前景 硅料清洗自动化技术的实现，是北钢联在光伏新能源产业的又一技术打破。通过应用新工艺、新设备，进步了硅料的清洗质量和效率，降低了用工本钱及劳动强度，单线清洗效率可达4.8T/天，1名工人可同时监控3条自动化清洗线，并减少了清洗液的浪费，到达环保无污染的要求。该技术还具有极大的开展潜力，不仅适用于硅料清洗，还可经过改良广泛适用于各类块料、棒料及同属性工艺的产品清洗。