基本信息
- 项目名称：
- 一种新型太阳能电池组件层压机混合加热系统及应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文设计了一种新型混合控温太阳电池组件层压机加热系统。该加热系统由油电混合加热系统、油温自动测控系统和温度设定与显示系统等组成，其基本原理是在工作台加热管内安装有加热芯，并利用导热油作为导热介质对工作台进行加热。 2010年12月经秦皇岛新禹机械设备有限公司现场测试试用，结果表明该系统结构简单、温控均匀性好，对提高层压组件的层压质量具有较高的实用价值和应用前景。
- 详细介绍：
- 太阳能电池组件层压机的加热温度是保证太阳能电池组件层压质量的关键参数。为解决目前现有工作台的加热系统对工作台表面温度均匀性控制不够精确，易在电池内部产生气泡、影响产品质量和使用寿命的问题，本文设计了一种新型混合控温太阳电池组件层压机加热系统。该加热系统由油电混合加热系统、油温自动测控系统和温度设定与显示系统等组成，其基本原理是在工作台加热管内安装有加热芯，并利用导热油作为导热介质对工作台进行加热。导热油在油泵的作用下在S形加热管道内做单向循环流动，起到温度补偿的作用，从而减小了工作台表面的温度梯度，提高温控均匀性。此外，系统利用单片机实现对油温进行多点实时监测与控制，其温度均匀性控制精度可达±1.2℃以内；利用触摸屏完成对控制参数的设定与显示，使温度控制更加方便和精确，从而实现提高工作台表面温度均匀性和稳定性的目的。 2010年12月经秦皇岛新禹机械设备有限公司现场测试试用，结果表明该系统结构简单、温控均匀性好，对提高层压组件的层压质量具有较高的实用价值和应用前景
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 层压温度控制是保证太阳能电池组件层压机层压质量的关键，对太阳能电池的质量和使用寿命有重大影响。针对现有层压机加热系统温度均匀性差以及传热效果差的缺点，设计了一种能有效提高工作台表面温度一致性的层压机混合加热系统。
科学性、先进性及独特之处
- 改变传统的用电加热板或加热油单独对太阳能层压机工作台进行加热的方法，设计了一种油电混合加热系统，利用电加热器直接安装在管路中加热提高其传热效果，利用循环油对加热温度进行补偿，该方法可以有效提高层压机工作台的温度均匀性，尤其适用于大面积加热系统。同时该系统采用触摸屏显示和输入控制参数，并通过温度测控仪控制电加热系统加热，实现工作台加热温度的精确控制。
应用价值和现实意义
- 目前现有工作台的加热系统对工作台表面温度均匀性控制不够精确，从而在电池内部产生气泡、影响产品质量和使用寿命。所设计的一种混合控温太阳电池组件层压机加热系统可以利用电热丝对工作台进行加热，同时利用油液作为导热介质进行加热温度补偿，能够使加热均匀性得到有效控制（其温度均匀性控制精度可达±1.2℃以内），对提高层压组件层压质量具有较高的实用价值和应用前景。
学术论文摘要
- 太阳能电池组件层压机是生产太阳能电池的重要设备，主要是将经过加热的玻璃、EVA胶及半导体硅片等几层物质压合在一起。层压机的加热温度是保证太阳能电池组件质量的关键参数，加热温度控制精度对层压机的层压质量具有重要的影响。为解决目前现有工作台的加热系统对工作台表面温度均匀性控制不够精确，易在电池内部产生气泡、影响产品质量和使用寿命的问题，设计了一种混合控温太阳电池组件层压机加热系统，系统由油电混合加热系统、油温自动测控系统和温度设定与显示系统等组成，其基本原理是利用电热丝对工作台进行加热，利用油液作为导热介质进行加热温度补偿，从而使加热均匀性得到有效控制，同时利用单片机进行温度测控，其温度均匀性控制精度可达±1.2℃以内。经秦皇岛新禹机械设备有限公司现场测试试用，结果表明该系统结构简单、温控均匀性好，对提高层压组件的层压质量具有较高的实用价值和应用前景。
获奖情况
- 作品在2010年12月河北科技师范学院第六届挑战杯获得校一等奖
鉴定结果
- 目前该混合加热系统已应用于秦皇岛新禹机械设备有限公司太阳能电池封装层压设备中，实践应用表明，混合加热系统对提高太阳能电池层压质量具有较高的实用价值，效果显著
参考文献
- [1] 石磊、陈立东.太阳能电池组件层压机加热系统的设计与实验[J].河北科技师范学院报，2009,23(4):32-35. [2] 杨振江.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社.2001年. [3] 胡汉才.单片机原理及接口技术[M].北京: 清华大学出版社，2004. [4] 赵清林、顾和荣、张纯江. 太阳能电池层压机的单片机控制系统设计[J].自动化与仪表，2002(4):33-35. [5] 江磊、陈新楚.新型专家系统PID控制器的设计[J]. 江苏电气，2006(4):7-10.
同类课题研究水平概述
- 加热系统是太阳能电池层压机的一个重要部分，加热温度是影响层压组件层压质量的一个重要性能指标。目前现有太阳能电池组件层压机主要采用电加热系统（碳素加热板）或油加热系统。电加热系统是直接把电加热器（碳素加热板）固定在工作台内部或工作台下面，工作台的温度由电加热器、温度传感器和加热功率控制器来完成，由于电加热器和工作台表面是固态与固态之间传热，其缺点是：a）传热效果受两体间接触情况影响较大；b）工作台表面温度均匀性不易控制；c）温度梯度较大且不均匀；d）容易造成电加热器损坏和工作台变形。而油加热系统是由热油泵、导热油、电加热器、温度传感器和加热功率控制器等组成的。其工作台的加热和温度控制主要是利用导热油或其他介质进行间接加热，其传热效果较好，但由于导热油介质在单向流动过程中具有一定的温度梯度，工作台的表面产生温差较大，整体温度均匀性较差。 为此，本文设计了一种混合控温太阳能电池组件层压机加热系统，该系统是在工作台加热管内安装有加热芯，并利用导热油作为导热介质对工作台进行加热。导热油在油泵的作用下在S形加热管道内做单向流动，起到温度补偿的作用，减小了工作台表面的温度梯度，从而达到较高的温度均匀性。此外，系统利用温度测控仪对油温进行实时监测与控制，并利用触摸屏完成对控制参数的设定与显示，使温度控制更加方便和精确，从而实现提高工作台表面温度均匀性和稳定性的目的。该系统具有电加热系统和加热油加热的双重优点。
