一种用于组装太阳能电池矩阵的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于组成太阳能电池矩阵(13)的系统(11),该系统具有输送单元(16),所述输送单元(16)带有输入区域(17)和输出区域(18)。在输入区域(17)和输出区域(18)之间,串(12)在输送单元(16)上延着输送方向(19)被输送。该系统(11)还包括用于将串(12)放置到输入区域(17)的装置(31)和旋转装置(41,51,61),该旋转装置(41,51,61)用于从输送单元(16)抬起串(12),并在绕轴线旋转该串(12)后将其降到同一个输送单元(16)上。本发明进一步涉及一种使用上述系统(11)的方法。
【专利说明】—种用于组装太阳能电池矩阵的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于组装太阳能电池矩阵的系统和方法。
【背景技术】
[0002]太阳能电池串是由太阳能电池依次安放组成的链条形成的,并通过两个以上的导线相互电连接,也称为带。典型地,太阳能电池串由八到十个电池通过串联连接。这可以通过手工完成,但通常是由焊接纵梁设备来完成。由于其构成的电池通常有一个表示负极的顶面和代表正极的底面。顶面是光电活跃面(“阳面”)。因此,在一个串中,导线连接一个电池的顶面和下一个电池的底面。必然地,一个串的终端电池具有负极性或正极性。该现象涉及到所有类型的太阳能电池(包括传统的电池,背接触电池等),一个串的正极端必须与随后串的负极端连接。
[0003]在太阳能电池组件的制造中,多个串相互平行排列形成太阳能电池矩阵。然后这些串相互电连接,设置有末端连接和进一步加工成可供利用的光伏太阳能电池组件。
[0004]在本文中,术语矩阵用于两个相互连接的串,和虽然尚未连接但是已经安排在所需的位置并只能用于相互连接的串。重点是这些太阳能电池都位于它们将组成的太阳能组件的位置上。
[0005]由于太阳能电池通常是通过串联相互连接,这些串需要位于彼此相邻的具有交替电极的方向,以使它们便于连接。当所有的串都出自同一个纵梁时,这些串都具有相同的极性方向,并且当它们 位于工作区域(通常是一个工作区域)时必须被重新布置以实现上述交替方向。这可通过绕垂直轴水平方向旋转每一个从纵梁产生的第二串来完成,而在前的这些串和随后转动的串按照它们原始的极性方向被放置在工作区,从而产生一排串,其特征在于相邻的串具有相反的电极性方向。这允许这些串以蜿蜒的方式电连接。另一种方法可以是从两个或者两个以上的纵梁产生具有不同极性方向的串从而获取连续的串,然后这些串可以连续地放置在从两个纵梁的每一个纵梁产生的极性方向的工作区域上。此外,一套纵梁可以分别地传递具有顶面朝上的串和其他具有顶面朝下或底面朝上的串。
[0006]当这些串被设置成一个矩阵,这可能有必要形成它们的光电活性顶面(阳面),阳面或者朝上,或者优选地朝下到工作区域中。如果这些来自纵梁的串被设置在“错误”的向上面,这有必要将它们翻转过来,使前一个顶侧变成下侧。
[0007]从英特网上检索到(网址http://www.youtube, com/watch ? ν = v9p4DX_bp_Y)视频“太阳能电池板串的抬起和旋转”(2010年2月22日),在该视频中,沙特尔沃思公开了多个串在玻璃板上的运输。该玻璃板被抬起并旋转约180°。然而,沙特尔沃思没有提及用于从单个串形成太阳能电池矩阵的系统,没有公开如何处理单个串。这些串一起被移动和旋转。在运输和旋转时,这些串的相对位置和方向保持不变。因此,这种方法不适于安排和电连接通过串联的单个串。
[0008]EP2299502A1公开了一种用于制造太阳能电池矩阵的装置。串被转移到一个静止且相互连接的操作台,并在该操作台上被排列和旋转,其特征在于每一个第二个串通过在其纵向和横向轴线跨越的平面上旋转180 °。然后,这些串与串联连接的太阳能电池自动地相互连接形成太阳能电池矩阵。EP2299502A1没有公开这些串在静止且相互连接的操作台里是如何旋转的。
[0009]众所周知地,可以使用自动遥控装置来实现对这些串的控制。自动遥控装置的臂通过抽吸拾起和夹持这些串后,这些串被集成到太阳能电池组件生产线。与传统的自动遥控装置不同,静止系统包含一个操作手,例如众所周知的串-吸-棒。
[0010]尽管自动遥控装置可以精确地定位这些串,但这种操作也有缺陷。
[0011]其中的主要缺点之一是,自动遥控装置非常复杂,这需要投入高度专业化的技术和人员来满足其构想、实现、运行和维护,因此其价格昂贵。当然,这将使处理成本提高。并且,自动遥控装置的臂操作串必须相对地长久,因此这将造成空间消耗,从而限制生产线的灵活性。这种自由移动的自动遥控装置的另一个缺点是,他们需要很大的安全区域来防止操作人员的危险。由于自动遥控装置的臂的沉重,相比本发明的机器,它将给操作人员造成更大的危险。
[0012]传统的使用自动遥控装置来控制串的另一个缺陷是,自动遥控装置具有抽吸钳子,这会使太阳能电池暴露于机械应力从而造成太阳能电池的损坏,特别是太阳能电池非常薄的时候更容易损坏。尽管这种风险是可以通过使用足够厚的太阳能电池来控制,例如180微米厚的太阳能电池,但是随着太阳能电池厚度的下降这将成为一个巨大的问题,100微米厚的太阳能电池是现今的趋势。当太阳能电池发生形变时(即使是180微米厚的太阳能电池),会导致位于自动遥控装置钳子上的抽吸头发生微小的裂缝。在这方面,人们必须考虑到,在太阳能电池组件制造过程中,这种缺陷可能只有在产品制造完成后才会发现,这是不可预期的经济负担。
[0013]当然,众所周知地,可以从本领域中已知的手工方式控制串。然而,这也存在重大缺陷。工作的质量在很大程度上依赖于工人的技能。此外,当通过手工方式来处理时,串通常由通过来自串的第一个和最后一个电池的电导线来夹持它们进行处理。这对于太阳能电池来说显然是不利的。此外,当串从工作区域抬起时,串以弓形方式垂下,并且所有的太阳能电池暴露于由串的各自的电导线施加在串上面的力下。
【发明内容】
[0014]因此,人们希望有一种技术,该技术与自动遥控装置操作相比不是那么复杂,该技术允许节省空间的设计以利于它很容易地集成到太阳能电池组件生产线上,并且适于以安全的方式操作不同厚度的太阳能电池串。该技术的构造和操作要求应该是相当少的。同时,系统应该是自动化地获得高品质的集合的太阳能电池矩阵。这些都是本发明的目的。
[0015]这些目的通过一个用于构成太阳能电池矩阵的系统来实现。该系统具有一个输送单元,该输送单元具有一个输入区域和一个输出区域,输入区域适用于接收太阳能电池串,输出区域适用于夹持太阳能电池矩阵,其特征在于在输入区域和输出区域之间,串在输送单元上被输送,所述输送单元适用于至少在一个方向上移动串,该系统还包括:
[0016]用于将串放置到输入区域的装置,和至少一个旋转装置,该旋转装置用于从输送单元抬起串,并在单线轴上旋转该串后将该串降到同一个输送单元上。
[0017]本发明的主要构想是,当串被放置在通常是水平的输送单元上并在其上运输时,将自动遥控装置进行的不同运动和动作分成单个动作。这是对传统的自动遥控装置技术的彻底转变,并可以高效、经济地生产太阳能电池矩阵。由于本发明系统的运动限于输送单元,甚至比输送单元更小的区域,操作人员可以安全地接近并检查被处理过的串。
[0018]这可以通过一系列专用于特定任务的系统站来完成。
[0019]这样的旋转装置只能绕着一个轴旋转串。串被抬起并通过如横杆或者梁这样的附加装置被降低,这里降低基本以与抬起相同的方向完成。
[0020]首先,来自纵梁的串通过串转移站转移到输送单元上,例如,代表性地,通过传送带在生产方向上运输串。这种转移可以通过串转移输送机装置(例如传送带)完成,被布置成在输送单元之上的串转移输送装置,其快速移动处理或者运输来自纵梁的串并将其放置在输送单元之上,例如通过将串转换成与所述输送单元相结合,使得后者可以处理或者运输串。
[0021]此后,进一步的处理步骤取决于串的位置,因为串通过串转移站放置在输送单元上。
[0022]有利地,所述至少一个旋转装置是角度调节装置,角度调节装置围绕垂直轴旋转串,以调节串相对于输送方向的角度位置。
[0023]可替代地或另外地,所述至少一个旋转装置是极性定向装置,极性定向装置围绕垂直轴旋转串以改变串的极性方向。
[0024]可替代地或另外地,所述至少一个旋转装置是一个翻转装置,以围绕其纵轴旋转串,进而将串翻转。
[0025]鉴于本发明的目的在于,通过分开由传统的自动遥控装置进行的串定位步骤,来简化太阳能电池矩阵的生产过程,它是本发明的一个方面,将串以临时的而不是以最终成型的矩阵方式放置在输送单元上,,并且在此之后将其放在位置校正装置上。这些装置由旋转装置组成,该旋转装置用于从输送单元抬起串,并在单线轴上旋转该串后将该串降到同一个输送单元上,所述构思的旋转装置执行至少一个任务。
[0026]根据上述本发明的三个旋转步骤,只有唯一一个旋转步骤的进行取决于初始串位置。这个“选定”步骤可以是上述三个步骤中的任何一个。这也在本发明的范围之内,即两个旋转步骤的进行取决于所期望的最终方向。当然,本发明还提供用于进行三个或者更多的步骤。如上所述,这些步骤的顺序排列,当进行时,可以视串的初始位置和初始方向而改变。
[0027]为了完成如上所述的旋转,串从输送单元被抬起,绕垂直轴旋转并降到输送单元上。
[0028]所述旋转和/或定位装置可以用于在第一方向抬起串,并且绕定位在相同方向的轴旋转。
[0029]所述抬起是通过例如闩这样的抬起装置完成的。闩被定位在输送单元的间断面上,闩可以相对于它在工作水平面的静止位置被抬起和降低,并可以绕垂直轴水平地旋转。所述间断面可以是专门用于随运动方向垂直延伸的两个连续输送装置之间的适当间隙,或者可以是随运动方向水平延伸的输送装置之间的一个或多个间隙。串通过输送单元被压在闩上,并通过相对于输送单元水平面垂直运动的闩被抬起。此后,闩完成所需的旋转,例如绕与其相连结的垂直轴旋转。最后,闩再次被降低,串回到输送单元上。优选地,抬起从输送单元表面的后面完成,这里“后面”的含义是在运送串的输送单元表面的下面.[0030]在操作过程中,串可以正好位于抬起装置上,或者被夹住,例如通过机械装置、静电引力、抽吸或者其他夹持装置。夹持装置包括例如橡胶或者粘膜,这样在旋转时,串不会在抬起装置上移动。也可以应用负压,通过抽吸将串夹持在抬起装置上。
[0031 ] 角度调节装置用于精确地重新定位串,这些需要重新定位的串相对于输送方向的角度方向未被正确定位。理想情况下,这些串应被定位成使得它们的纵向轴垂直于输送方向。当然,可以允许非常小的误差。这些误差不能超过1°,优选是不超过0.5°,更优选是不超过0.1。O
[0032]极性定向装置用于重新定位串的电极性,例如所有串都是来自一个纵梁,并且所有串最初都位于带有相同极性方向的输送单元,在这种情况下有必要重新定位串的电极性。在这种情况下,通常有必要将每一个第二个串水平地绕垂直轴旋转。按照上述角度调节相同的方法通过使用闩也是可能实现的。
[0033]根据一个优选实施例,系统的极性定向装置用于从输送单元抬起串,绕垂直轴水平旋转180°,并将串降回到输送单元上。这样,均来自同一纵梁、被转移到输送单元并以相同的电极性方向放置在输送单元上的串,可以重新排列,即每一个第二个串以水平180°进行重新定位。
[0034]绕垂直轴约180°的旋转可以与角度调节装置结合。这种结合运动可以通过用两个设备实施。因此,绕垂直轴约180°的旋转可以通过快速的、精确度较差的设备(优选是具有一个大的旋转角的设备)来实施,精确定位可以通过慢的、具有一个较小旋转角度的更加精确的调节装置来实施。
[0035]相对于使用自动遥控装置(该自动遥控装置具有臂,臂具有抽吸钳子)来操作串,这种操作方式是更能胜任于从薄的太阳能电池形成串,因为可以避免在抽吸作用下太阳能电池的任何形变(及相应的机械损毁)。需要引起注意的是在串的180°的旋转中,通过抽吸被夹持在自动遥控装置上的串暴露在相对于夹持设备的剪切力下,周围的空气需要相对高地抽吸力以确保平滑地没有危险地处理串的滑落。当通过闩来支持和夹持串的小运动时,对于它们的操作需要较小的力,使得为这些目的而使用抽吸危险也较小。
[0036]使用在一个平面上延伸的输送单元的另一个优点是(翻转站除外),串只围绕垂直于太阳能电池平面的轴旋转。这对太阳能电池来说将导致相比于自动遥控装置所引起的气压更小的气压或力。后者不是非常适于实施绕该轴旋转,并且只能在太阳能电池本身的平面上运输太阳能电池。由于太阳能电池非常的轻,作用于太阳能电池上的气压可以比重力大。这意味着移动时,必须要牢固的夹持太阳能电池。
[0037]再次,为了高效和经济的串操作,本发明系统可以包含一个在输送单元任何步骤中的串临时横向定位,即在输送方向上排成直线的串没有被精确的定位。为了校正任何干扰的串的角误差,可以设置串临时横向定位装置,更好地在至少一个旋转装置的输送方向的下游设置串临时横向定位装置,用于从输送单元抬起串,将其横向转移到输送方向,并将串降到相同的输送单元上。这可以再次通过例如位于输送单元上的间断面上闩来完成,例如在两个连续的传送带之间。此闩支撑传入的串,当闩被抬起和横向转移到输送方向时夹持传入的串,并将串返回到输送单元上经校正的横向位置。
[0038]在一个优选实施例中,本发明系统包括至少两个旋转装置,每一个旋转装置都用于从输送单元抬起串,绕一个单轴旋转该串,并将串降低到同一输送单元上。这允许进行单个串的多个空间操作。两个旋转装置被彼此间隔开,其中所述输送单元的一部分延伸在两个旋转装置之间。
[0039]在一个优选实施例中,其中一个旋转装置的单旋转轴相对于另一个旋转装置的单旋转轴是倾斜的,优选地,基本倾斜90°。这使得在两个连续的旋转步骤中适用不同旋转轴的单个串的正确定位可以实现。
[0040]在一个优选实施例中,所述输送单兀上,所述串的纵轴基本是与输送方向成横向地被输送着。这可以节省运输空间,使得单个串在其(纵向)组装方向上被运输。
[0041]如上所述,通常需要旋转每一个第二个串。因此,旋转装置用于从输送单元抬起单个串,绕一个单轴旋转该单个串,并将串降低到同一输送单元。本发明旋转步骤的构想在于基于该事实来改变相对于其相邻(在前的串和/或在后的串)的至少一个串的一个单个串的极性方向。
[0042]在本发明系统的一个优选实施例中,极性定向装置在输送方向上,且位于角度调整装置和横向定位装置的上游。通过后者的操作,可以修正任何之前已经发生的位置误差。然而,通过串转移装置将来自纵梁的串转移到输送单元上,串被定位在输送单元上之后,也有可能使极性再定位步骤成为第一旋转。通过这样,在极性再定位之后的任何定位误差都可以被校正。
[0043]根据本发明的另一个实施例,旋转装置和横向定位装置被组合成一个单一的设备。这使得系统更简洁,并且特别适合于系统中只有小的初始位置发生偏差的地方。当闩用于实施角度和横向调整时,这个定位在输送单元的间断面上的闩用于抬起串,横向地转移它到与输送方向呈横向,并且绕与其相连结的垂直轴旋转,以便校正任何有误的角度定位。
[0044]至于由翻转装置提供的翻转步骤,例如当串的初始位置是太阳能电池的顶面(向阳面)朝向上,而希望改成顶面相对输送单元朝向下时,翻转步骤是必须的。在这种情况下,旋转装置同样提供例如H,它可以参与并夹持串以使串被旋转。然后闩夹持的串绕它的纵轴旋转,被旋转的串在翻转位置上被重新放置在输送单元上。夹持在闩上的串可以通过抽吸、机械力、静电力或者其他任何合适的方式来实现。如上所述,采用的夹持力不需要非常强,基于这个原因,例如通过真空提供的抽吸是合理的选择。整理串时使串的顶面向下可以保护太阳能电池的这一面不受表面损毁,例如划痕。因此,输送单元表面应使用可以避免任何表面损毁的材料来制造,例如橡胶或者类似橡胶的材料。
[0045]考虑到本发明的目的是提供一种有效和经济的用于将太阳能电池串组装为矩阵的系统,它也可以适用于仅在串最终将组装成矩阵之前调整串的空间。由于在最终的矩阵里的串间距非常小,在整个串操作期间保持这种狭窄的间距是很麻烦的。因此,根据另一个优选实施例,系统包括间隔装置,优选是间隔装置在横向定位装置的输送方向的下游。该间隔装置用于从输送单元抬起串,并且不旋转或不转移串就将串降低到同一输送单元,该输送单元在串被抬起时可以移动。
[0046]在这个处理步骤中从输送单元上被抬起的传入带再次被放置到输送单元,其间距与串在最终的矩阵中的位置相适应。
[0047]为了使所期望的串定位尽可能精确,定位传感器可以被集成到前述装置,这些传感器用于监督、控制和/或检测串的正确定位。传感器可以使用例如光传感器(摄像机、光射线监测装置)、电感式传感器和电容式传感器。
[0048]每一个站可以设置用于监测系统运行的其他监测装置,优选地用于监测系统中的每一个步骤。
[0049]本发明系统的另一个优选实施例,提供了一种包括极性定位装置、翻转装置和间隔装置的系统。极性定位装置用于从输送单元抬起串,绕垂直轴水平旋转约180°,并将串降低返回到输送单元上。间隔装置用于整理串所需的相互距离。
[0050]本发明系统被认为是一个能满足灵活操作条件的设备。各种站的功能操作简单,这可以安全、有效和经济地处理串排列形成太阳能电池矩阵。
[0051]本发明的进一步的优点、特征和细节是从下述基于本发明实施例图解所做的描述得出。因此权利要求和说明书中所述的特征与本发明的各个的特征或者任意组合的特征相关。
[0052]参考符号列表构成本公开的一部分。这些数字是相互关联、综合形式的描述。相同的附图标记指代相同的组成部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0053]图1示出了本发明系统的一个可实现的设计的立体图;
[0054]图2示出了串转移站的立体图;
[0055]图3示出了在密闭的转移输送装置位置图2中的串转移站的细节图,没有示出串;
[0056]图4示出了在敞开的转移输送装置位置图3中的串转移站;
[0057]图5示出了翻转站的立体图;
[0058]图6示出了图5中翻转站的细节;
[0059]图7示出了极性旋转站的立体图;
[0060]图8示出了图7中极性旋转站的细节;
[0061]图9示出了角度和横向调整站的细节;和
[0062]图10示出了输送设备的立体图。
[0063]参考符号列表
[0064]11系统41翻转站
[0065]12 一个串42 41的第一闩
[0066]13 矩阵43 41的第二闩
[0067]14控制箱44 马达
[0068]15 控制箱45 轴
[0069]16输送单 元46抬起机械装置
[0070]17输入区域47 41的纵轴
[0071]18输出区域48主动旋转单元
[0072]19输送方向(箭头)49被动旋转单元
[0073]20传感器50串支撑盘
[0074]21输送设备
[0075]22输送设备51极性定位站[0076]23输送设备52 51的闩
[0077]24输送设备53抬起马达
[0078]25输送设备54箭头(Z轴)
[0079]26传送带55马达/齿轮系统
[0080]27 21的马达56活跃夹紧系统
[0081]28 21的轮轴57垂直轴
[0082]31转移站61调整站
[0083]32桥梁结构62 61的闩
[0084]33第一转移输送装置63串支撑盘
[0085]34第二转移输送装置64第一马达/齿轮系统
[0086]35传送带装置 65第二马达/齿轮系统
[0087]36传送带装置 66第三马达/齿轮系统
[0088]67 垂直轴
[0089]68 水平轴
[0090]A 纵梁
[0091]71间隔站【具体实施方式】
[0092]下面的附图是本发明系统的一个可能的设计。
[0093]图1示出了本发明的一个实施例系统11,系统11用于形成太阳能电池矩阵。系统11是模块化的,并且可以根据要完成的工序和/或本地的可能性或需要来分别地进行排列。系统11包括一个输送单兀16,该输送单兀16用于在至少一个输送方向(箭头19)上输送串12,输送方向具有在一末端的输入区域17和在另一末端输出区域,输入区域17适用于接受太阳能电池的串12,输出区域适用于夹持太阳能电池的矩阵13。在本实施例中,总共由5个输送设备21-25形成输送单元16,它们都是相同的基本结构并且排列成直线。在输送设备21一25之间设置有间距,并且每一个输送设备将串12从一个站向下一个站输送。控制箱14和控制箱15标示控制系统的位置,控制系统用于系统11的操作。输送设备21—25之间的间距很小,以使输送到输送单元16之上的串12总是被I或2个输送设备21—25稳稳地支撑,通过这种方式,串12可以停在或者沿着输送单元的任何位置。
[0094]从附图10可以更好的看出,输送设备21—25的每一个都可以由多个小传送带26以横向方向构成,传送带26由马达27和一个共有轮轴来驱动。可替换地,传送带26或各输送设备分别地驱动。
[0095]优选地,位于分离的输送设备21 — 25之间的间距位置上的各种站都位于输送方向19上。
[0096]返回参照图1,转移站31设置在输入区域17之上,用于将串12放置在输入区域17上。串12从焊接纵梁A经转移站31被转移到输送设备21上,然后被运往翻转站41,翻转站41作为翻转装置被排列在输送设备22和输送设备23之间,翻转站41绕其纵向中心轴旋转串12将串12翻转。先前串12的顶部将到达串12的底部。在很多情况下,从转移站31到达的串12其顶面(向阳面)向上并被翻转,然后以使这一面面向输送表面。翻转站41形成第一旋转装置。如果来自纵梁A的串12的顶面向下或者生产的矩阵13为顶面向下,则该翻转站41可以省略。
[0097]翻转站41的下游接着极性定向站51,极性定向站51排列在输送设备23和输送设备24之间。极性定向站51作为极性定向装置,用于绕垂直轴将串12旋转约180°,以改变相对于旋转前方向的极性方向。在该应用中,垂直是指垂直于输送单兀16的输送表面的延伸方向。如果串12仅来自I个纵梁A,那么串12均通过转移站31被放置在输送单元16上,具有相同极性方向,即带有相同电荷的电极点的方向相同。在每一个第二个串旋转180°后,该串偶极子相对于其电方向交替。极性定向站51形成第二旋转装置。
[0098]因此,如附图1所示的系统至少有翻转站41和极性定向站51两个旋转装置。每一个旋转装置用于从输送单元16抬起单个串12,绕单个旋转轴旋转该串12,并将其降到同一输送单元16。如上所述,通常需要旋转每一个第二个串。用这种方法,可以改变相对于其相邻串(在前的串和/或在后的串)的至少一个串的一个单个串的方向。
[0099]如图6—8所示,其中一个旋转装置(翻转站41)的单旋转轴相对于另一个旋转装置(极性定向站51)的单旋转轴倾斜90°。这使得在两个连续的旋转步骤中适用不同旋转轴的单个串可以正确定位。
[0100]如图1所示,旋转装置被彼此隔开,其中所述输送单元16的一部分延伸在旋转装置之间。
[0101]所述输送单兀16上,所述串12随其纵轴基本是横向被输送到输送方向19(如图1所示)。
[0102]在输送方向19的下一个站是作为角度调节装置和横向定位装置的调整站61。调整站61用于围绕垂直轴旋转串12,进而调节其相对于输送方向19的角度位置。从而,相对于输送方向的串的角位置所缺乏的精确度被校正,以符合尽可能精确的需要达到90°,或者用不同的方式放置使其精确地平行于处于其下游的串12。此外,作为横向定位装置的调整站61用于在横向方向上转移串12至输送方向19,以使相对于输送方向19的串12排成直线或者使串12与其紧接。这里的旋转和横向定位装置被组合成一个单一的设备。
[0103]在此之后,校正角度和横向定位后的串12通过作为间隔装置的间隔站71被排列。间隔站71被设想用于调整相邻的串12之间的距离,以符合最终的太阳能电池矩阵13所预期的位置。这个目标由连续的输送设备24之前的恰当运动和输送设备25之后的间隔站71来完成,这样来自间隔站71的串12从输送设备25被转移,然后间距站71具有合适的间距。到达间隔站71的串12被抬起,这样当来自输送设备25的串12移动到正确的相对位置时,它不会被转移。串12处于正确位置,然后被抬起的串13降到输送单元16上,从而实现所期望的在前的串12的相对位置。因为最终位置的串12到达输出区域18,在这里,现成的串矩阵13开始进一步处理形成太阳能电池模块。通常在第一步骤中,串12这时被相互连接。
[0104]所有的抬起基本上是以垂直于输送单元16表面的形式完成。
[0105]串12由一系列的太阳能电池组成,太阳能电池之间(在输送方向19上,如图中的细线所示)有小的间隙,一系列的太阳能电池通过两条导线(在交叉方向上,如图中的细线所示)电连接。如附图所示,每一个串12包括12个太阳能电池,但是串所含的太阳能电池数量可以不同,这取决于模块的布局。虽然调节站61前的相邻串之间的间距相对较大,但是在此后的输出区域18所示的矩阵中间距变窄。优选地,本发明系统11不需要根据串12中的太阳能电池数目变化而改变。如果用抽吸盘夹持串12中的太阳能电池,太阳能电池的数量不可以低于抽吸头的数量,因为没有被太阳能电池覆盖的抽吸盘将会进入过多的空气,致使用于夹持串12的系统压力太低。由于本发明的串12从下面被支撑,制造较短的串12不会导致任何问题。这使得本发明系统11尤其适合于交互地制造不同形状的模块。
[0106]如图所示的安排在翻转站41上的传感器系统20用于监督、控制和/或检测串12的正确定位。类似的传感器系统可以适用于在所有站的后面监督串12的位置。
[0107]根据本发明,站可以被放置在任何顺序。如图1所示的顺序被认为是非常有益的。
[0108]图2至图4示出了翻转站31的更多细节。翻转站31包括在输送单元16之上的桥梁结构32。在所述桥梁结构32里,第一转移输送装置33被安排在朝着系统11的主输送方向19的横向方向上,第一转移输送装置33接收从纵梁A到达的串12,并将串12输送到第二转移输送装置34,第二转移输送装置34以与第一转移输送装置33相同的方向排列。第二转移输送装置34包括两个独立的传送带装置35和36 (每一个传送带装置均由两个小传送带组成)。第二转移输送装置在其关闭位置接收串12 (如图3所示)。作为抬起装置的转移或夹持梁37在第二转移输送装置34的方向上被抬起。然后,如图4所示,传送带装置35和传送带装置36被降低并被分开地移动到敞开位置(即两个传送带之间的间隙变宽)从而释放串12,释放的串12与转移梁37结合后被下降,这样串12进入输送单元16并与输送单元16结合。串12可以立即通过输送单元16被从一个站输送到下一个站。转移梁37被设计成延伸到输送单元16。在所示的实施例中,这是通过在两个输送设备21和22之间形成间隙来实现。如果不存在间隙,转移梁37将具有更为复杂的结构以相应地从事同样的工作或操作。同样的考虑适用于每一个转移梁或夹持梁,或者系统11的每一个站的闩。根据优选实施例,转移梁或夹持梁被设计成如图9所示的那样。
[0109]图5和图6示出了翻转站41,翻转站41包括第一闩42和位于第一闩42之上的第二闩43。在翻转站的初始状态,第二闩43位于输送单元16的工作区域之上,第一闩42位于输送单元16的两个连续的输送设备22和23之间的间隙之下,这样翻转站可以支撑从相邻的输送设备22下游而来的串12。第一闩42的宽度和前述间隙的宽度均比串12的宽度小很多。当串12通过输送设备22的上游被携带,并被精确定位在输送设备22上游和输送设备23下游之间的间隙上时,它弥补这个间隙。在这种情况下,作为抬起装置的第一闩42朝向上面的第二闩43被垂直地抬起。为了抬起第一闩42,设置马达42和轮轴45,马达42和轮轴45作用于与第一闩42相连接的两个抬起机械装置46。通过这样,串12在两个闩42和43之间被夹紧。在这种情况下,闩42和43进一步被抬起一获得间隙一然后绕纵轴47旋转。为了该旋转,在闩42和43的一个末端之上设置主动旋转单元48,在闩42和43的另一个末端之上设置被动旋转单元49。主动旋转单元48包括更进一步的马达。通过这样,活动串12的上面变成其下面。其后,当闩42和43再次降到其初始位置时,被翻转的串12被重新放置在上游输送设备22和下游输送设备23之间的间隙上,并进一步通过下游输送设备23沿着输送设备19被拿取。为了支撑和运输串12,闩42和43至少有一个可以设置串支撑盘50,串支撑盘50宽于闩42和43它们自身。串支撑盘50可以设置成沿其纵向延伸,这样其自由端能够进入各自的输送设备22和/或23的传送带之间的间距。可选的,串支撑盘50小于输送设备22和23之间的间隙。闩42和/或43的表面可以设置有夹持装置,以防止在翻转站41操作时有任何不希望的串12的活动。优选地,夹持装置与太阳能电池可以具有相对高的摩擦力,或者夹持装置可以积极地夹持太阳能电池,例如通过涡流、(电)磁体、负压装置。同样的考虑适用于,每一个转移梁或夹持梁或者系统11的每一个站的闩。
[0110]图7和图8示出了包括闩52的极性定向站51。极性定向站51用于支撑和夹持串12,串12的极性方向可以被改变。作为翻转站41的极性定位站51被安排在连续的输送设备23和24之间的间隙上。间隙小于串12的宽度,因此串12可以在这个间隙上建桥。当串被定位在其上时,闩通过抬起马达53的作用,在箭头54的方向上被垂直地抬起。此后,承担串12的闩52通过马达/齿轮箱系统55的作用绕垂直轴57旋转180°,然后,被降低的串12可以通过下游输送设备24被进一步被输送。位于闩52的两末端的活跃夹紧系统56可以用来将串12夹持在其位置上。闩52的表面可以设置有夹持装置,以防止在极性定位站51操作时有任何不希望的串12的活动,见上。需要注意的是,如果串12设置有交互的极性,极性定位站51可以省略。例如,这可能是这种情况,即如果使用两个纵梁,每一个纵梁在各自的方向上传送各自的串12。
[0111]图9示出了调整站61。调整站61允许串12有角度调节和/或横向定位。调整站61被安排在连续的输送设备24和25之间的间隙上。包括円62的调整站61在输送方向19上是小的,并且具有一系列的串支撑盘63,串支撑盘63比闩62宽。夹紧系统本质上不要求这种定位调整。闩62可以在不同方向被转移,以使串12精确对准。第一,闩62通过第一马达/齿轮系统64沿垂直轴67被抬起。然后,闩62可以通过第二马达/齿轮系统绕垂直轴67被回转。此外或者可选地,闩62以沿水平轴68的方向横向移动,水平轴68基本上平行于输送表明。为了精确对准,设置第三马达/齿轮系统65。通过这样,任何缺乏精确度的串的位置可以被校正,然后使串16完美地平行排列。之后,闩62被降低,被对准的串12可以通过输送设备25被输送到输出区域18。
[0112]在本实施例中所有的马达可以是电动的伺服马达,并且可以由手动操纵装置来代替。
[0113]实施例中所示的转移站31、翻转站41、极性定位站51和调整站61均表明它们是位于连个输送设备之间。它们也可以如图2所示,位于相对于转移站31的一个输送设备的中央。
【权利要求】
1.用于组成太阳能电池矩阵(13)的系统,该系统具有输送单元(16),所述输送单元(16)带有输入区域(17)和输出区域(18),所述输入区域(17)适用于接收太阳能电池串(12),所述输出区域(18)适用于夹持太阳能电池矩阵(13),其特征在于在输入区域(17)和输出区域(18)之间,串(12)在输送单元上(16)被输送,所述输送单元(16)适用于在至少一个输送方向(19)上移动串(12),该系统(11)还包括: 用于将串(12)放置到输入区域(17)的装置(31),和至少一个旋转装置,该旋转装置用于从输送单元(16)抬起串(12),并在绕单一轴线旋转该串(12)后将其降到同一个输送单元(16)上。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于所述至少一个旋转装置是角度调整装置(61),该角度调整装置(61)绕垂直轴(67)旋转串(12)以调整串(12)相对于输送方向(19)的角度位置。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于所述至少一个旋转装置是极性定向装置(51),该极性定向装置(51)围绕垂直轴(57)旋转串(12)以改变串(12)的极性方向,优选安排在角度调整装置的上游。
4.根据权利要求1至3任何一项所述的系统,其特征在于所述至少一个旋转装置是翻转装置(41),该翻转装置(41)将所述串(12)绕其纵轴旋转从而将其翻转。
5.根据权利要求1至4任何一项所述的系统,其特征在于所述系统包括至少两个旋转装置,每一个旋转装置用于从输送单元(16)抬起串(12),绕单轴旋转所述串(12),并将所述串(12)降到同一输送单元(16)上。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于所述其中一个旋转装置的单旋转轴相对于另一个旋转装置的单旋转轴是倾斜的,优选基本倾斜90°。
7.根据权利要求1至6任何一项所述的系统,其特征在于所述串(12)在所述输送单元(16)上被输送时,其纵轴基本是横向于输送方向(19)。
8.根据权利要求1至7任何一项所述的系统,其特征在于所述旋转装置用于从输送单元(16)抬起单个串(12),绕单轴旋转所述单个串(12),并将其降到同一输送单元(16)上。
9.根据权利要求1至8任何一项所述的系统,其特征在于进一步包括横向定位装置(61),该横向定位装置(61)用于从所述输送单元(16)抬起所述串(12),将所述串(12)转移到横向于输送方向(19),并将所述串(12)降低到相同的输送单兀(12)上,最好在输送方向(19)的方向上在至少一个旋转装置的下游设置横向定位装置(61)。
10.根据权利要求1至9任何一项所述的系统,其特征在于所述旋转和横向定位装置(61)被组合成一个单一的设备。
11.根据权利要求1至10任何一项所述的系统,其特征在于所述至少一个旋转装置包括抬起装置,该抬起装置用于将串(12)相对于输送单元(16)抬起,优选从后面抬起,其中更优选地夹持装置被设置在抬起装置上。
12.根据权利要求1至11任何一项所述的系统,其特征在于进一步包括间隔装置(71),该间隔装置(71)用于在所期望的间距上拿取串(12),最好在输送方向(19)的方向上,在角度调整和/或横向定位装置出1)的下游设置间隔装置(71)。
13.根据权利要求4至12任何一项所述的系统,其特征在于设置多个旋转装置,作为第一旋转装置的翻转站(41)位于输送方向(19)的方向上,在进一步设置的旋转装置(51,61)的上游。
14.根据权利要求3至13任何一项所述的系统,其特征在于所述极性定位装置(51)作为第二旋转装置用于从输送单元(16)抬起串(12),将其绕垂直轴(57)水平旋转约180°,并将串(12)降回到输送单元(16)上,优选地,极性定位装置(51)位于输送方向(19)的方向上作为第三旋转装置在调整装置(61)的上游。
15.根据权利要求1至14任何一项所述的系统,其特征在于定位传感器(20)被集成到至少一个旋转装置,所述定位传感器(20)用于监督、控制和检测串(12)的正确定位。
16.根据权利要求1至15任何一项所述的系统,其特征在于所述输送单元(16)包括单个传送带或多个传送带(26)被彼此相邻地安排在输送方向(19)上和/或在垂直于输送方向(19)的方向上。
17.根据权利要求1至16任何一项所述的系统,其特征在于包括作为旋转装置的极性定向装置(51),翻转站(41)和间隔装置(71),所述极性定向装置(51)用于从输送单元(16)抬起串(12),将其绕垂直轴(57)水平旋转约180。,并将串(12)降回到输送单元(16)上,所述间隔装置(71)用于按照所需的相互距离整理串(12)。
18.根据权利要求1至17任何一项所述的系统,其特征在于包括转移站(31),该转移站(31)用于将来自纵梁(A)的串(12)放置在输送单元(16)上,该转移站(31)包括转移输送装置(33,34),该转移站(31)优选为传送带,该转移站被布置成与输送单元成十字交叉并在输送单元(16)之上,转移输送装置(33,34)用来将串(12)自纵梁(A)输送并将其放置在输送单元(16)之上,这样输送单元(16)可以处理或者运输串。
19.用于使用上述权利要求1至18任何一项的系统(11)来组成太阳能电池矩阵(13)的方法,包括步骤 将来自纵梁㈧的串(12)通过用于放置串(12)的装置(31)转移到所述输送单元(16)的所述输入区域(17)上; 通过在所述输送方向(19)上的所述输送单元(16)将所述串(12)移动到至少一个所述旋转装置(41,51,61),所述旋转装置(41,51,61)用于将串(12)带到所需的方向; 通过所述至少一个旋转装置(41,51,61)将所述串(12)从所述输送单元(16)提起; 通过所述至少一个旋转装置(41,51,61)绕单轴旋转串(12);和 将串(12)降到所述同一输送单元(16)上。
【文档编号】H01L31/18GK104011880SQ201280055355
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2011年11月11日
【发明者】格哈德·肯德尔, 马蒂斯·鲁 申请人:佐蒙特股份有限公司