楊 敏，樊建華，孟 超，時 璇，常 志

(中國電子科技集團公司第二研究所，山西太原 030024)

太陽能光伏玻璃是一種通過層壓入太陽電池，能夠利用太陽輻射發(fā)電，并具有相關電流引出裝置以及電纜的特種玻璃。主要流程是：玻璃－PVB（EVA）膠膜－太陽電池－PVB（EVA）膠膜－玻璃。通過層壓密封，制作完成，具有很好的安全性。

本設備德國Asola(原名ASSGmbH)公司等國外企業(yè)已經(jīng)具備了比較成熟的技術，而我國國內(nèi)仍然是處于設計研究階段。

太陽能光伏玻璃清洗機的主要作用是清洗太陽能光伏玻璃基板（以下稱玻璃）。由于玻璃是一邊粗糙一邊光滑的，在運輸和搬運的過程中，為了防止摩擦損壞玻璃，在兩塊玻璃基板之間夾著一張紙，這樣減少了玻璃之間的摩擦，但是玻璃上面會留下細小的紙屑和灰塵，通過玻璃清洗機的清洗后，洗刷掉粘在玻璃上的灰塵和紙屑，使玻璃達到高的透光率和高的潔凈度。

整個設備采用雙層隔離的設計，傳動部分和玻璃操作區(qū)域完全隔離，節(jié)省資源，高效耐用。各個部分均可拆分，方便清潔和維護，整個設備使用PLC控制，人機界面觸摸屏顯示，并具有聲光電報警，各個部分均裝有傳感器，觸摸屏全程顯示整個設備的運行狀況。

1 工藝流程

如圖1所示，玻璃清洗機的工藝流程為：上料→噴淋+刷洗→風刀干燥→出料。

圖1 清洗機整體圖

設備主要分為4個部分：上料區(qū)、滾刷洗、噴淋區(qū)、吹干區(qū)。整個設備的傳動是由電機帶動主傳動軸，主傳動軸帶動傳動滾軸從而帶動玻璃運動。上料區(qū)全長4250mm，人工將待清洗的玻璃放在上料區(qū)后，按動在上料區(qū)頭段的手動開關，上料區(qū)傳動電機開始工作，并通過橡膠滾輪帶動玻璃進入滾刷洗區(qū)；

滾刷洗區(qū)全長1000mm，有4個滾刷（分為上下兩組），并通過噴嘴噴射水來刷洗玻璃的兩面；

噴淋區(qū)全長1000mm，裝有上下兩組噴淋噴嘴，在噴淋區(qū)出料段用橡膠壓輪來趕水。

玻璃在趕完水后進入吹干區(qū)，吹干區(qū)全長1500mm，有3組風刀，用于吹干玻璃。

1.1 傳動

設備的傳動（如圖2所示），由電機帶動分布在設備兩側的主傳動軸，傳動軸上面安裝驅動輪，驅動輪帶動傳送滾軸，滾軸上面安裝橡膠輪用來傳動玻璃。PLC控制變頻器調整速度，速度可以在觸摸屏上顯示和更改，速度范圍在0～6m/min。

1.2 上料區(qū)

上料區(qū)全長4.25m，寬2m，適合目前所有規(guī)格的玻璃基板，上料區(qū)的傳動和后面的部分是分開，上料區(qū)在沒有玻璃時是不動的，當人工把玻璃放好后，手動按鈕開始上料。（如圖3所示）。

圖2 傳動區(qū)

圖3 上料區(qū)

1.3 水處理區(qū)

水處理區(qū)包括噴淋洗、滾刷洗和水循環(huán)3個部分，噴淋是由磁力泵從設備底部的存水槽中抽水，然后噴淋清洗玻璃。噴淋洗區(qū)（如圖4所示）是噴淋水洗，通過壓力噴出水沖洗玻璃，只是在后面增加了兩個橡膠滾，用來壓走玻璃基板面上的水。滾刷洗部分（如圖5所示）是在玻璃的上下兩面分別安裝兩組滾刷，電機帶動滾刷旋轉，當玻璃進入滾刷洗區(qū)時，噴淋和滾刷同時開啟，清洗玻璃的兩面。

圖4 噴淋區(qū)

圖5 滾刷洗區(qū)

水循環(huán)：本設備使用的是電導率低于5μs/cm的純水，在水處理每個工位的下面都有一個存水槽（如圖6所示），用磁力泵抽水，并配備有過濾系統(tǒng)，水處理工位底部有管道將噴淋后的水回流回純水槽，在滾刷洗存水槽安裝有電導率探頭，當電導率高于30μs/cm時，PLC控制排水電磁閥打開，將滾刷洗水槽中的水排出，水槽中安裝有高低雙液位開關，當水槽中的水達到低液位的時候，停止排水。噴淋洗存水槽與滾刷洗存水槽是聯(lián)通的，當滾刷洗存水槽的水排除后，噴淋洗存水槽的水會補流進滾刷洗存水槽，噴淋洗存水槽內(nèi)安裝有高低雙液位開關，當水槽內(nèi)的水位低于液位開關時，注水開關打開，重新注入新水。這樣即保證設備的正常運行，又能最大程度地節(jié)省純水。

圖6 水循環(huán)圖

1.4 吹干區(qū)

玻璃在洗干凈后進入吹干區(qū)，見圖1中虛線部分，吹干區(qū)有3組風刀，有3個風機帶動，吹干洗好的玻璃。同一組風道的上下間距是可調的，可以適應不同厚度的玻璃。風機的進風口安裝有高效過濾器，過濾空氣中的灰塵，杜絕二次污染。

1.5 電器設計

設備使用PLC控制，觸摸屏顯示狀態(tài)，上料之后全自動運行，設備控制全部在觸摸屏上實現(xiàn)，采用+GF+品牌的電導率測試探頭和顯示器，數(shù)據(jù)準確，控制穩(wěn)定，風機采用延時啟動設計，避免線電流瞬間過大造成設備的損害。風機安裝熱繼電器，當風機負載時，PLC會停止該風機的工作，并報警，在觸摸屏上顯示報警內(nèi)容。

在出料口安裝自檢測探頭，當玻璃積壓時，PLC會停止整條設備的傳動，但各個部分仍然工作，直到出料口玻璃被傳送走后，傳動繼續(xù)，傳動的啟動停止都可以設定時間，使傳動實現(xiàn)軟啟動、軟停止，減少玻璃在傳動過程中的震動。

2 設備特點

本設備整個操作過程簡節(jié)明了，極易上手，適應市面上所有尺寸的太陽能電池玻璃，設備在使用過程中，無論是清洗的效果還是玻璃的傳送速度，都能夠滿足廠家使用的要求。且水循環(huán)系統(tǒng)的設計比較新穎。

3 設備問題

由于是新品設備，經(jīng)過現(xiàn)場實際使用后，設備存在以下問題：

（1）設備的主傳動軸和傳動滾軸之間鏈接用的是塑料齒輪，材料經(jīng)過幾次嘗試更換，最終選擇PVDF，這種材料質地堅硬，耐磨損，韌性強，但是在長時間的使用過程中，此種塑料齒輪的壽命也只有1年的時間。

（2）在水循環(huán)系統(tǒng)中，滾刷洗和噴淋洗都需要有磁力泵把水從存水槽抽到噴淋管路中，沖洗玻璃后，水又回流回存水槽，由于玻璃的數(shù)量比較大，水槽中的雜質比較多，雜質經(jīng)常堵塞磁力泵，導致設備無法運行，只能拆下水泵清洗泵頭里面的雜質后才能重新使用，費時費工。

（3）風刀吹干區(qū)域中，三道風刀的設計是能否完全吹干玻璃，但是在實際運用中，只用一道風刀就能吹干玻璃，后面兩道風刀有點累贅和浪費。

4 改進方案

為了能讓設備更好的運行，增加工作效率，對于出現(xiàn)的問題，做出相應的改進：

（1）傳動系統(tǒng)選用鏈條直接帶動，傳動軸上安裝尼龍材料齒輪，電機帶動鏈條，鏈條帶動傳動軸，傳送滾軸上面也用尼龍齒輪，改進后能夠零件使用壽命，而且能保證速度，減少傳動鏈接的動能損失，節(jié)省材料。

（2）關于雜質的問題，把泵的位置做成活動的，泵的進出口都用軟管連接，設備連續(xù)工作一天后，必須清洗泵頭，更換存水槽中的臟水。

（3）風刀改成一組，增加風機的功率。

（4）整個設備還可以縮短，上料區(qū)縮短到500mm，滾涮洗只需一組滾刷，一組噴淋，噴淋洗也只用一組噴淋頭即可，再加上已經(jīng)縮短了的吹干區(qū)，整個設備總長度可以控制在3000mm以內(nèi)。在設備正常使用的前提下，節(jié)省了材料，節(jié)省了空間。

5 結束語

玻璃清洗機在我國屬于一個新型的設備，隨著光伏產(chǎn)業(yè)鏈的日益壯大，太陽能玻璃清洗機的運用會越來越多，所以高效、節(jié)能的清洗設備會越來越受到客戶的需求。

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