用于控制光伏模塊的內部壓力的方法和設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于控制光伏模塊的內部壓力的方法，該光伏模塊的類型為包括內部容積，該內部容積相對于環境大氣壓具有負壓，并且在該內部容積中，光伏電池和電互連導體之間的電接觸僅借助于壓力來形成，正如文件W0-A-03/038 911、W0-A-2004/095586 或 TO-A-2012/072 792 中所設想的。
【背景技術】
[0002]在此類型的光伏模塊的制造過程中，重要的是電池和電互連導體之間的電連接以可靠且持久的方式建立。出于此原因，從文件W0-A-03/038 911和W0-A-2004/095 586中已知的技術使用邊緣密封件，該邊緣密封件可確保模塊的內部容積和外部大氣之間的密封。實際上，模塊的內部容積和環境大氣之間的壓力差造成一個力，該力使得互連導體和光伏電池之間通過壓力形成接觸。
[0003]因此，光伏模塊內負壓的值是這種模塊的一個重要參數。對于本發明的目的，負壓的概念是相對概念并且對應于比模塊的環境的絕對壓力小的絕對壓力。
[0004]為了建立前述類型的光伏模塊內的負壓，需要考慮這種模塊的工作溫度范圍(通常在一 40°C和+90°C之間)。模塊中的負壓相對于環境壓力不足將限制甚至消除互連導體和電池之間的壓力接觸力，在模塊的溫度高時，由于模塊中氣體的膨脹造成其內部壓力的增大，會導致電接觸失敗。相反地，極強的負壓產生相當可觀的壓力接觸力，在模塊的溫度低時，伴隨著損壞光伏電池的風險。
[0005]另外，模塊的內部壓力應當根據模塊的工作或使用場合進行適當調整，尤其是當模塊被安裝在外部壓力相對較低的高海拔處時，這是為了使模塊的內部和外部之間的壓力差保持在同一給定范圍，從而避免上文中提到的問題。
[0006]模塊中負壓的形成發生于在生產線上制作模塊的過程中。形成這樣的負壓是已知實踐，當模塊的全部內部組件被設定在模塊的前板和背板之間的正確位置時，將該組裝放置在壓力機中，壓力機自身包含在鐘形罩真空室中。鐘形罩真空室被引入負壓，直至對應于設定點值的壓力。當鐘形罩內的壓力達到設定點值時，模塊被按壓，以便邊緣密封件能夠確保模塊被緊密密封以防空氣和水。鐘形罩隨后恢復至大氣壓并且模塊被釋放。
[0007]在該按壓步驟中，關鍵在于確保模塊中實際形成的負壓的值與設定點值一致。該負壓的實際值主要取決于該設定點壓力、鐘形罩真空室內部的溫度和按壓力模塊的強度。即便這些參數先驗地相對易于檢測和控制，但結果是，所使用的傳感器從未完全可靠，并且鐘形罩真空室內溫度、壓力機或者模塊的生產線的環境的不均勻可能為模塊內部的真實負壓增加某些不確定性。因而重要的是具有可用的檢測控制裝置，為了執行檢測控制操作，該檢測控制裝置被用于在模塊的生產過程中直接檢測并控制模塊的內部壓力。
[0008]為此，已知在實際中通過使用壓力傳感器來測量光伏模塊的內部壓力，壓力傳感器被插入到模塊內部并且通過RFID (rad1 frequency identificat1n，射頻識別)與外部通信。該技術方案需要將額外的元件引入模塊，而這存在傳感器隨著時間的推移漏氣的潛在問題。該漏氣可能引起壓力增大并且損害模塊的可靠性。此外，由于包含了傳感器而改變了模塊的美感，造成模塊在銷售方面的問題。另外，當模塊的內部厚度、也就是模塊的前板和背板的相對表面之間的距離很小時(通常大約為1mm)，需要使用很薄且因而是專用的傳感器，因此，其成本價格相當高。作為一個變型，有可能通過在模塊的前板和背板的相對表面中提供凹槽來使用更厚的傳感器。盡管該方案使得有可能使用更常規并因而經濟的傳感器，但需要改進這些板，該板例如由玻璃制成。這并不容易并且需要使用特定類型的玻璃，因此無法測試其他玻璃類型。另外，這些凹槽的實施使得前板或背板局部變弱。
[0009]本發明尤其通過提供新的控制方法來解決這些缺陷，這一新的控制方法用于檢測和控制光伏模塊的內部壓力，該方法不需要使用傳感器并且提供了在可接受的精確度內確定模塊的內部壓力的能力，實現了對電互連導體和電池之間的使其相關聯的接觸力的良好的可預見度。
【發明內容】
[0010]為此，本發明涉及一種控制方法，該控制方法用于檢測和控制光伏模塊的內部電壓。該光伏模塊包括前板、背板、光伏電池、用于電池之間的電互連的導體、以及邊緣密封件。其中，導體在由模塊內部的負壓造成的力的作用下與電池壓力接觸。根據本發明，該方法包括以下步驟:
[0011]a)逐漸地造成模塊周圍的一定量氣體的壓力的逐步減小；
[0012]b)在步驟a)期間，對代表互連導體對電池的實際按壓的物理參數進行檢測；
[0013]c)根據物理參數的變化確定模塊的內部壓力的值。
[0014]得益于本發明，當檢測到物理參數的變化時，認為模塊的內部壓力等于存在于模塊周圍的該一定量氣體的壓力，以間接方式實現對模塊的內部壓力的檢測，而不必使用包含在模塊中的傳感器。
[0015]根據本發明的有利而非強制方面，這種方法可以包括以下特征中的一個或多個，這些特征依照任何技術上可能的結合來考慮:
[0016]-步驟a)通過將模塊放置在受控的壓力外殼中并逐步使該外殼內部的壓力從大氣壓力開始逐步減小。
[0017]-在步驟c)期間確定的壓力的值對應于使物理參數變化的壓力，該變化是由至少一個互連導體和一個光伏電池之間的壓力接觸力的減小引起的。
[0018]-在步驟b)期間檢測的參數是模塊的阻抗，同時在步驟b)期間，在模塊中注入電流并且檢測該電流的分量的變化。
[0019]-在步驟b)期間注入的電流是恒定電壓的，并且被檢測的分量為所述電流的強度。
[0020]-在步驟b)期間注入的電流是恒定強度的，并且被檢測的分量為模塊的端子處的電壓。
[0021]-在步驟b)期間所檢測的參數為模塊的前板和/或背板的幾何參數。
[0022]-在步驟b)期間所檢測的參數代表前板或背板的平整性。
[0023]-在步驟b)期間，參數由光學裝置檢測，尤其通過由前板或背板反射或偏轉的至少一個光束的位移來檢測。
[0024]-在步驟c)期間，當所檢測的物理參數的值相對于原始值變化預定百分數時，模塊的內部壓力被認為等于模塊周圍的一定量氣體的壓力，該百分數介于1%和5%之間并優選等于2%。
[0025]而且，本發明涉及一種用于控制和控制光伏模塊的內部壓力的控制設備，該模塊包括前板、背板、光伏電池，用于所述電池之間的互連的電互連導體、以及邊緣密封件，所述導體在由模塊內部的負壓造成的力的作用下與電池壓力接觸。根據本發明，該控制設備包括:
[0026]-模塊容納外殼，用于將模塊容納在一定量氣體內，所述外殼具有用于使該一定量氣體的壓力減小的裝置(4);
[0027]-參數檢測裝置，用于對代表互連導體在電池上的實際按壓的物理參數進行檢測；以及
[0028]-壓力確定裝置，用于根據來自檢測裝置的輸出信號確定模塊的內部壓力。
【附圖說明】
[0029]根據僅以示例并參考附圖對依照本發明的方法和設備的數個實施例進行的以下說明，將更好地理解本發明并且本發明的其他優點更加清楚明顯。
[0030]圖1為根據本發明的第一實施例的設備的原理示意圖；
[0031]圖2為與使用圖1中所示的設備的電流計檢測的電流根據該設備中容納的模塊周圍的氣體的壓力而變化相關的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0032]圖1中表示的設備I被用于容納光伏模塊100。光伏模塊100包括半透明的前板102，該前板102，例如由玻璃制成，在工作配置中被轉向太陽。模塊100還包括背板104，背板104可以由玻璃或者其他透明或不透明材料制成。模塊100還包括多個光伏模塊106，光伏模塊106由硅基材料生產并且借助于互連帶108相互連接，互連帶108自身由諸如銅之類的導電材料制成。這些帶108在模塊100的內部容積VlOO內將電池106相互電互連。帶108被設置為僅僅貼靠在電池106的端子(未示出)上。
[0033]模塊100還包括邊緣密封件110，邊緣密封件110使容積VlOO與外部隔離并且被沿著板102和104的邊緣設置。
[0034]電池106和帶108之間的電連接在按壓力E1的作用下完成，按壓力E1由板102和104施加并且將帶108推向電池106的端子。該力E1是包圍模塊100的環境大氣與容積VlOO中存在的空氣或氣體的壓力PlOO之間的壓力差的結果。隨著模塊100的使用，環境大氣的壓力可以被認為是等于或大體等于1000毫巴(mbar)。
[0035]為了使按壓力E1足夠強以確保電池106和帶108之間的有效電連接，環境大氣和容積VlOO之間的壓力差足夠大是很重要的，但是，不能過于大。
[0036]如上所述，通過在放置于鐘形罩內部的壓力機內、在局部真空下制造模塊100來獲得該壓力差。
[0037]當模塊100已經被制造時，能夠對其進行檢測和控制以確定容積100內的有效壓力P100。該檢測和控制操作在一個生產批次的某些模塊上進行，例如每一百個中的一個模塊上。
[0038]通過操作實施一方法來實現該檢測和控制，根據該方法將模塊100引入封閉的外殼2，該外殼2的內部容積被標記為V2。該容積V2包含分布在模塊100周圍的一定量Q2氮氣。外殼2被連接到能夠逐步清除外殼2中氣體的真空泵4上，其效果是導致該一定量氮氣Q2的壓力減小。
[0039]參考值P2表示在外殼2的容積V2內圍繞模塊100的一定量氮氣Q2的壓力。
[0040]舉例來說，假定壓力PlOO的標稱值為700毫巴。
[0041]當模塊100被引入外殼2時，壓力P2等于大氣壓力，在此認為大氣壓力為1000毫巴。泵4的啟動可以逐步減小壓力P2。
[0042]設備I還包括連接至模塊100的兩個端子的測量電路6，這兩個端子一般被用于將模塊100連接到電力傳輸系統上，電力傳輸系統被用于輸送電池106生成的電力。為了保持附圖中的清晰而并未在圖1中示出這些端子。電路6包括被連接在模塊100的兩個端子之間的電壓發生器62，并且插入了同樣屬于電路6的電流計64。因此，發生器62向模塊100提供恒定電壓的電流，該電流的強度16由電流計64測量。可以考慮，發生器62被初始設定以便在模塊正常工作時為模塊100傳遞強度等于I安培的電流