探索太陽能領域中的機械自動化

探索太陽能領域中的機械自動化

　　1、機械自動化在我國太陽能領域中的應用現狀

　　首先，對于機械自動化在太陽能領域中的運用尚未有明確的理論研究和實際操作，沒有一套完整的系統理念，導致在實踐生產中造成不可避免的反復和迷茫。其次，由于我國沒有掌握較強的核心技術，以至于和其他發達國家相比存在著較大的差距，直接影響對尾氣的閉氣循環利用，從而也無法高效、快速、充分的利用太陽能資源。再者，隨著發展的迅猛，太陽能開發的設備規模不斷擴大，系統越發復雜，各個系統與設備之間的配合也更加精密，對我國的太陽能應用中的機械自動化、智能化、高效化、先進化提出了更高的要求。另外，由于目前我國的機械自動化的技術欠缺，導致絕大部分的生產設備需從國外引進，這樣形成了高成本、效率低、可靠性差，這樣導致我國光伏產業被打上“代工車間”的稱號。

　　2、太陽能光伏產業中機械自動化的發展應用

　　雖然近年來我國的光伏產業處于穩步上升的趨勢，但與發達國家相比還存在著很大的差距。

　　2.1機械自動化在多硅晶提純技術的比較目前，我國投資的多硅晶提純技術，絕大多是采用改良西門子技術同時采取德國設備之間的較大磨合，但國內尚未出現新的工藝技術的突破。而歐美國家已采用了新型的提純技術，幾乎滿足了太陽能光伏電池產業所需的所有多硅晶，使得極大降低多硅晶生產電耗，實現連續性大規�；�生產，提高生產效率，降低生產成本。但由于國際七大產商壟斷了先進的技術，使我國的多硅晶提純技術不能更好的完善，導致機械自動化程度與世界相差勝遠。設備的自動化沒有達到理想程度，生產效率低，尾氣循環利用技術差，使得在開發生產中的成本提高。所以，在這種狀況下，我國還要不斷創新，加強自主研發，不斷提高多硅晶提純的核心技術，更好提高機械自動化提純設備，這是目前我國多硅晶提純產商需要解決的難題之一。

　　2.2 PECVD設備的自動化程度存在的問題在開發資源利用中，用于沉積S N 層的PECVD設備，主要是因為基本溫度低，沉積速率快，成膜質量好，針孔較少，不易龜裂，在工藝成熟方面都基本與國際接軌，所以在同樣的產能下，設備的價格又低于國外設備，從而得到國內很多產商的青睞。但由于設備的自動化程度沒有國外先進的技術，導致設備的投資巨大，成本高，對氣體的純度較高，涂層過程中產生的劇烈噪音、強光輻射、有害氣體、金屬蒸汽粉塵等對人體有害，其中設備的自動裝卸片方面尤為突出。

　　2.3進一步改善硅切片設備硅片切片技術在太陽能機械設備中具有很高的要求，優質的硅片在切片之后要求表面平滑光整，沒有大量的劃痕，并且切片的尺寸誤差確保在0.5mm之內，切片上任意兩弧的弦長差值也要控制在lmm以內。隨著切片技術不斷進步，為了減少硅片消耗的硅材料，需要在保證質量的同時減少硅片的厚度，目前世界最薄的硅片已經達到了180mm，相比我國的切片只能達到200ram。由此可見，我國的硅切片設備的高度自動化和精細化還有很高的發展程度。

　　2.4全自動絲網印刷技術與國際存有很大差距目前，我國的全自動太陽能硅片絲網印刷技術并不完善，大多企業依然使用手動或半自動絲網印刷技術，與國外先進的全自動網絲印刷技術相比，在印刷過程中少了精準、速度和自動化程度，使得我國要以高昂的價格從國外購買全自動絲網印刷設備，這樣不僅增加了我國太陽能光伏產業的投資成本，也阻礙了行業的發展。

　　2.5太陽能發電系統的組成一般太陽能光伏發電系統是由光伏電池組件、逆變器、控制器和蓄電池組等部件構成，該系統的運行主要是機械組件自動化運轉和信息的智能化傳輸。目前，我國已有科研人員發明了以PLC為核心系統的模糊控制器，用來提高太陽能干燥系統自動化的操作和控制：也有學者研發了太陽能自動跟蹤設備，主要包涵裝有液體的平衡箱、太陽能轉換器、支撐結構系統、彈簧構件和自動跟蹤用具，實現了太陽能開發過程中跟蹤系統的自動智能化，并且制造結構簡單，造價低廉，適合各種規模的太陽能開發和利用。

　　2.6太陽能光伏發電系統的成本目前，國內的逆變器、控制器和蓄電池組件等部件的技術水平有限，在相應的工藝設備監管儀器、質量檢測儀器設備、運行監控設備等還未達到大規模自動智能化的流水線生產方式，以致產家還是小規模高成本的運作，需要從國外引進更先進的生產設備和加工技術，這樣又要花費大量的資金。

　　總體來說，我國太陽能光伏產業雖處在發展階段，但該產業的發展前途十分廣闊。與傳統能源的成本相比，首先要解決怎樣提高太陽能資源開采過程中的機械自動化和智能化，從而減少資源的開發利用產生的高額成本，完全提升機械自動化的水平，以高端技術來實現降低耗能，節約人力資源和成本設備，使我國的太陽能產業不斷完善。

　　3、太陽能光熱產業中的機械自動化

　　目前，在太陽能光熱領域中機械自動化運用廣泛的包括：太陽能發電機、太陽能熱水器和太陽能建筑，其中太陽能熱水器主要投入在商業運營、對機械自動化的要求不是很高;太陽能建筑是現在太陽能開發的一個新領域，成為國際關注的焦點;而太陽能發電則對自動化要求最高，主要針對能源開發的發展。

　　太陽能建筑主要是在建筑中利用太陽能供暖制冷，通過建筑構件本身與附加的獨立集成器結合收集太陽能的輻射熱能，這就要運用機械自動化控制來保持系統運行的效率，以節省大量電力、煤炭、天燃氣等能源，即便在能源短缺的地區也能大面積使用，但由于自動化設備的技術缺陷，我國太陽能建筑的使用壽命還是個問題。太陽能發電機和太陽能熱水器要用到太陽能熱發電系統，現在的熱發電統稱為聚光式太陽能發電，與傳統發電站不一樣的是，它們是通過聚集太陽輻射獲得熱能，將熱能轉化成高溫蒸汽驅動蒸汽輪機來發電的。當前太陽能熱發電按照采集方式可分為太陽能槽式發電、塔式熱發電、碟式熱發電。

　　目前，我國已有學者自主研發了自動控制式太陽能采暖裝置，主要特點是將太陽能熱水器和散熱器、泵相連，并將時間控制儀、溫度控制儀與泵相連，實現熱水器采暖裝置的高度智能控制。與一般先比，既可調節溫度控制時間，又能在系統正常工作自動調整，結合節能環保與使用方便一體化。

　　4、結語

　　我們在面臨能源危機和環境快速發展的社會，需要開發利用太陽能。而要實現太陽能低投入高生產運行，前提要提高機械自動化的自動化程度，設備要具有數據自動集成系統、原料遠程控制和追蹤系統，充分利用太陽能為人類服務。

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