Câu trả lời nhanh: Bộ máy sản xuất tấm pin mặt trời đầu tiên của bạn không cần phải là một dây chuyền tự động hoàn chỉnh — nó cần bao phủ những công đoạn bạn không thể làm thủ công, theo thứ tự giúp chất lượng luôn được kiểm soát, và để phần còn lại cho việc mua sắm theo từng giai đoạn hoặc thuê ngoài.

Máy sản xuất tấm pin mặt trời: Lựa chọn dây chuyền đầu tiên của bạn

Hầu hết những người bắt đầu xây dựng nhà máy sản xuất module đều đến với cùng một câu hỏi: thực sự tôi phải mua gì trước tiên? Câu trả lời phụ thuộc ít vào ngân sách hơn là vào việc bạn có thể thực hiện ổn định những công đoạn nào và những công đoạn nào âm thầm phá hủy năng suất khi làm kém. Một máy sản xuất tấm pin mặt trời chỉ đáng giá tiền nếu nó loại bỏ được một công đoạn mà con người không thể lặp lại một cách đáng tin cậy — ví dụ như hàn — chứ không phải một công đoạn mà một nhóm nhỏ có thể làm tốt trong năm đầu tiên.

Hướng dẫn này được viết cho người mới tham gia: người đang xác định quy mô cho dây chuyền đầu tiên, có thể là dây chuyền thứ hai, và đang cố gắng so sánh những báo giá không được trình bày theo cùng một định dạng. Để có bức tranh thương mại rộng hơn, hãy xem hướng dẫn khởi nghiệp sản xuất tấm pin mặt trời bao gồm thị trường và mô hình kinh doanh.

Chín công đoạn, và máy móc đằng sau mỗi công đoạn

Mọi module tinh thể silicon đều tuân theo cùng một thứ tự chế tạo. Các nhà máy nhỏ bỏ qua một số công đoạn bằng cách mua vật liệu đã cắt sẵn hoặc đã hàn tab sẵn; các nhà máy lớn tự động hóa tất cả. Điều quan trọng là biết mỗi máy sản xuất tấm pin mặt trời đảm nhận công đoạn nào.

• Kiểm tra và phân loại cell. Các cell đầu vào được kiểm tra và phân nhóm để một tấm pin không được chế tạo từ vật liệu không đồng nhất — sự không đồng nhất sẽ thể hiện thành tổn thất công suất mà quá trình kiểm tra sẽ quy cho toàn bộ module.
• Cắt cell. Sản phẩm half-cell và shingled yêu cầu cell phải được chia bằng laser. Nếu bạn mua cell đã cắt sẵn, bạn bỏ qua hoàn toàn trạm này ngay từ đầu.
• Hàn tab và nối chuỗi. Ribbon được hàn vào cell và các cell được nối thành chuỗi. Đây là công đoạn mà gần như không ai nên làm thủ công vượt quá sản lượng thử nghiệm, và là chiếc máy thực sự đầu tiên mà hầu hết các nhà máy mới mua.
• Xếp lớp. Kính, lớp encapsulant, các chuỗi cell, thêm encapsulant và backsheet được xếp chồng theo thứ tự. Xếp lớp thủ công hiệu quả ở quy mô nhỏ và là công đoạn cuối cùng được tự động hóa.
• Đấu busbar. Các đầu chuỗi được hàn vào bố cục busbar dẫn đến hộp nối.
• Ép laminate. Khối vật liệu được liên kết dưới chân không, nhiệt và áp suất. Đây là công đoạn ít dung sai nhất cho việc làm tùy tiện.
• Đóng khung. Khung nhôm được ép vào bằng keo kết cấu.
• Hộp nối. Hộp được hàn vào các busbar và đổ keo để mối nối được bịt kín.
• Làm sạch và kiểm tra. Tấm pin được làm sạch, sau đó kiểm tra bằng điện phát quang và đo trên thiết bị mô phỏng ánh nắng trước khi xuất xưởng.

Các phân tích quy trình và máy móc mở rộng từng mục này, và từng công đoạn và từng bước kiểm tra bao gồm các điểm kiểm tra ở giữa.

Bán tự động trước, hay chuyển thẳng sang tự động?

Câu trả lời trung thực là bán tự động là lựa chọn mua đầu tiên thông thường và tự động là lựa chọn thứ hai. Bán tự động nghĩa là máy thực hiện thao tác vật lý quan trọng trong khi người vận hành nạp, dỡ và di chuyển công việc giữa các trạm. Chi phí thấp hơn, chịu được sản lượng thấp và không đều, và — điều quan trọng với một đội ngũ mới — nó giữ cho quy trình luôn được quan sát, vì người vận hành đứng tại máy sẽ nhận ra khi có điều gì đó sai.

Dây chuyền hoàn toàn tự động có ý nghĩa khi sản lượng đã được cam kết và lao động là ràng buộc thay vì vốn. Chúng được đền đáp với vật liệu đầu vào ổn định và trừng phạt sự biến động: một robot xếp lớp tự động được cấp encapsulant cắt không đồng đều sẽ dừng thường xuyên hơn so với một người.

Ooitech chế tạo cả hai, và các cấu hình khởi điểm được ghi chép dưới dạng dây chuyền bán tự động 5 MW và dây chuyền bán tự động 60 MW cho quy mô trung bình.

Những gì bạn có thể thuê ngoài trong năm đầu tiên

Thuê ngoài không phải là thỏa hiệp; đó là cách mua thời gian trong khi bạn học xem công đoạn nào thực sự giới hạn bạn. Các công đoạn thường được thuê ngoài nhất lúc khởi đầu là cắt cell (mua half-cell đã cắt sẵn), chuẩn bị ribbon (mua ribbon đã cắt và tạo hình sẵn), và lắp ráp phụ khung hoặc hộp nối nếu nhà cung cấp địa phương giao hàng sẵn sàng để lắp.

Điều không nên thuê ngoài là kiểm tra. Một nhà máy không thể đo được sản lượng của chính mình là đang mua trong mù mờ, và dữ liệu lỗi là vòng phản hồi duy nhất mà một dây chuyền mới có. Nếu ngân sách buộc phải chọn, hãy giữ thiết bị kiểm tra và hoãn việc tự động hóa.

Yêu cầu về cơ sở vật chất trên thực tế

Thay vì chỉ nói về diện tích sàn, hãy nghĩ theo những gì tòa nhà phải cung cấp. Bạn cần một môi trường trong nhà được kiểm soát, vì màng keo (encapsulant) và tế bào quang điện rất nhạy cảm với độ ẩm và bụi. Bạn cần khả năng chịu tải sàn phù hợp cho máy ép laminate, thiết bị nặng nhất và nhạy cảm với rung động nhất trên dây chuyền. Bạn cần công suất điện đáp ứng tải nhiệt của máy hàn nối (stringer) và máy ép laminate, chứ không phải tổng tải kết nối của mọi động cơ. Bạn cần khí nén ở áp suất ổn định, hệ thống thoát nước hoặc bể chứa cho nước làm mát ở một số cấu hình, và một bố cục cho phép tấm pin cỡ lớn di chuyển giữa các trạm mà không phải xoay qua cửa ra vào.

Hãy quy hoạch dòng chảy vật liệu trước khi định vị máy: kính vào ở một đầu, tấm pin thành phẩm ra ở đầu kia, với máy ép laminate được đặt sao cho cả phía xếp lớp lẫn phía đóng khung đều không bị ùn tắc. Việc lập kế hoạch chi phí ở giai đoạn này được trình bày trong tổng quan chi phí nhà máy.

Nhân sự và trình độ kỹ năng

Một dây chuyền bán tự động thường được vận hành bởi một đội nhỏ: công nhân vận hành ở khâu xếp lớp, đóng khung và hộp đấu nối; một người phụ trách công thức (recipe) của máy hàn nối và máy ép laminate; một kỹ thuật viên xử lý sự cố điện và cơ khí trên tất cả các trạm; và một người chịu trách nhiệm về vật liệu đầu vào và dữ liệu kiểm tra đầu ra. Vai trò cuối cùng này là vai trò mà các nhà máy mới thường bỏ trống nhất, và đó chính là lý do những tế bào lỗi bị đưa vào những tấm pin tốt suốt nhiều tuần trước khi có ai phát hiện.

Đào tạo quan trọng hơn số lượng nhân sự. Một máy sản xuất tấm pin mặt trời được bàn giao kèm đào tạo vận hành và hỗ trợ sau bán hàng sẽ truyền đạt kiến thức quy trình cùng với thiết bị; một máy chỉ được giao như một thùng hàng thì không. Hãy hỏi bất kỳ nhà cung cấp nào về việc đào tạo bao gồm những gì, diễn ra ở đâu và bằng ngôn ngữ nào.

Chia giai đoạn từ một dây chuyền sang dây chuyền thứ hai

Dây chuyền thứ hai rẻ nhất thường chính là dây chuyền thứ nhất được nhân bản. Sao chép một cấu hình mà bạn đã hiểu rõ giúp tránh một đường cong học tập thứ hai và cho phép bạn chia sẻ phụ tùng, công thức và nhân sự đã được đào tạo. Trước khi cam kết đầu tư dây chuyền thứ hai, hãy xác nhận rằng dây chuyền thứ nhất thực sự ổn định — nghĩa là năng suất có thể dự đoán được và thời gian dừng máy có nguyên nhân xác định rõ. Thêm công suất trên một quy trình không ổn định sẽ nhân lên sự bất ổn chứ không phải sản lượng.

Lộ trình chia giai đoạn thay thế là nâng cấp trạm thắt cổ chai trên dây chuyền một (thường là máy hàn nối hoặc máy ép laminate) và mua thêm một đơn vị của trạm đó thay vì cả một dây chuyền mới. Quyết định đó nên dựa trên nơi tấm pin thực sự bị ùn tắc, chứ không phải nơi báo giá trông đơn giản nhất.

Cần chuẩn bị gì trước khi máy móc đến

Sự chậm trễ lắp đặt thường đến từ công trình xây dựng chứ không phải thiết bị. Trước khi giao hàng, hãy chuẩn bị và làm phẳng sàn, đưa điện và khí nén đến đúng vị trí, đánh dấu bố cục trên mặt đất, thiết lập kho chứa vật liệu có kiểm soát độ ẩm khi cần, và tuyển dụng đội vận hành sẵn sàng nhận đào tạo khi hàng đến. Xác nhận ai chịu trách nhiệm dỡ hàng và cẩu lắp — đây là điểm thiếu sót thường gặp giữa nhà cung cấp và người mua — và xác nhận thông số tiện ích theo thực tế tại công trường thay vì theo bảng dữ liệu.

Cách so sánh báo giá một cách công bằng

Hai báo giá cho một máy sản xuất tấm pin mặt trời hiếm khi mô tả cùng một phạm vi, đó là lý do con số thấp nhất thường không phải là kết quả rẻ nhất. Hãy chuẩn hóa chúng trước khi so sánh: giá đó chỉ cho máy hay cho cả dây chuyền đã chạy thử nghiệm thu; dụng cụ và phụ tùng chuyển đổi có được bao gồm không; đào tạo có được bao gồm không; danh mục phụ tùng thay thế và chi phí của nó là gì; điều khoản thanh toán và giao hàng ra sao; và bảo hành thực sự bao gồm những gì.

Sau đó yêu cầu mỗi nhà cung cấp nêu rõ bằng văn bản những gì máy của họ giả định về vật liệu đầu vào và về trạm trước và sau nó. Những nhà cung cấp trả lời chính xác được điều đó đã suy nghĩ về tích hợp, và tích hợp chính là nơi người mua lần đầu mất nhiều thời gian nhất. Một cách có hệ thống để đọc các con số được trình bày trong hướng dẫn giá, giải thích điều gì khiến giá máy sản xuất tấm pin mặt trời tăng hoặc giảm mà không đưa ra con số cụ thể.

Câu hỏi thường gặp

Tôi có cần cả một dây chuyền để khởi đầu, hay có thể bắt đầu với một máy?

Bạn có thể bắt đầu với một máy duy nhất, và nhiều nhà máy khởi đầu với máy hàn nối vì hàn thiếc là bước ít phù hợp nhất với lao động thủ công. Vấn đề là mọi lần mua sau đó đều phải khớp với kích thước tấm pin và phương thức xử lý của thiết bị bạn đã sở hữu.

Thiết bị bán tự động có phải là ngõ cụt?

Không. Các trạm bán tự động vẫn hữu ích như công suất đệm hoặc công suất phụ sau khi thêm một dây chuyền tự động, và nhiều nhà máy vận hành cả hai song song cho các loại sản phẩm khác nhau.

Việc lắp đặt và chạy thử nghiệm thu mất bao lâu?

Điều đó phụ thuộc vào số lượng trạm, mức độ sẵn sàng của công trình xây dựng và sự sẵn có của đội ngũ bạn cho việc đào tạo, nên bất kỳ nhà cung cấp nào đưa ra thời hạn cố định trước khi xem công trường đều chỉ đang phỏng đoán. Thay vào đó, hãy yêu cầu một kế hoạch theo từng giai đoạn với các phụ thuộc được nêu rõ.

Sai lầm phổ biến nhất khi làm dây chuyền đầu tiên là gì?

Mua tự động hóa trước khi hiểu rõ quy trình. Một bước thủ công hoặc bán tự động sai một cách rõ ràng sẽ dạy cho đội ngũ điều gì đó; một bước tự động sai một cách khó thấy chỉ tạo ra hàng lỗi với tốc độ đều đặn.

Nếu bạn muốn một cấu hình phù hợp với tòa nhà, ngân sách và sản phẩm mục tiêu của mình, hãy gửi cho chúng tôi thông tin chi tiết và chúng tôi sẽ chuẩn bị báo giá bao gồm các trạm, dụng cụ, đào tạo và phạm vi hỗ trợ sau bán hàng.