探索太陽能領(lǐng)域中的機(jī)械自動化
1、機(jī)械自動化在我國太陽能領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀
首先，對于機(jī)械自動化在太陽能領(lǐng)域中的運(yùn)用尚未有明確的理論研究和實(shí)際操作，沒有一套完整的系統(tǒng)理念，導(dǎo)致在實(shí)踐生產(chǎn)中造成不可避免的反復(fù)和迷茫。其次，由于我國沒有掌握較強(qiáng)的核心技術(shù)，以至于和其他發(fā)達(dá)國家相比存在著較大的差距，直接影響對尾氣的閉氣循環(huán)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(fā)展的迅猛，太陽能開發(fā)的設(shè)備規(guī)模不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)越發(fā)復(fù)雜，各個(gè)系統(tǒng)與設(shè)備之間的配合也更加精密，對我國的太陽能應(yīng)用中的機(jī)械自動化、智能化、高效化、先進(jìn)化提出了更高的要求。另外，由于目前我國的機(jī)械自動化的技術(shù)欠缺，導(dǎo)致絕大部分的生產(chǎn)設(shè)備需從國外引進(jìn)，這樣形成了高成本、效率低、可靠性差，這樣導(dǎo)致我國光伏產(chǎn)業(yè)被打上“代工車間”的稱號。
2、太陽能光伏產(chǎn)業(yè)中機(jī)械自動化的發(fā)展應(yīng)用
雖然近年來我國的光伏產(chǎn)業(yè)處于穩(wěn)步上升的趨勢，但與發(fā)達(dá)國家相比還存在著很大的差距。
2.1機(jī)械自動化在多硅晶提純技術(shù)的比較目前，我國投資的多硅晶提純技術(shù)，絕大多是采用改良西門子技術(shù)同時(shí)采取德國設(shè)備之間的較大磨合，但國內(nèi)尚未出現(xiàn)新的工藝技術(shù)的突破。而歐美國家已采用了新型的提純技術(shù)，幾乎滿足了太陽能光伏電池產(chǎn)業(yè)所需的所有多硅晶，使得極大降低多硅晶生產(chǎn)電耗，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性大規(guī)模化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。但由于國際七大產(chǎn)商壟斷了先進(jìn)的技術(shù)，使我國的多硅晶提純技術(shù)不能更好的完善，導(dǎo)致機(jī)械自動化程度與世界相差勝遠(yuǎn)。設(shè)備的自動化沒有達(dá)到理想程度，生產(chǎn)效率低，尾氣循環(huán)利用技術(shù)差，使得在開發(fā)生產(chǎn)中的成本提高。所以，在這種狀況下，我國還要不斷創(chuàng)新，加強(qiáng)自主研發(fā)，不斷提高多硅晶提純的核心技術(shù)，更好提高機(jī)械自動化提純設(shè)備，這是目前我國多硅晶提純產(chǎn)商需要解決的難題之一。
2.2 PECVD設(shè)備的自動化程度存在的問題在開發(fā)資源利用中，用于沉積S N 層的PECVD設(shè)備，主要是因?yàn)榛緶囟鹊停练e速率快，成膜質(zhì)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(chǎn)能下，設(shè)備的價(jià)格又低于國外設(shè)備，從而得到國內(nèi)很多產(chǎn)商的青睞。但由于設(shè)備的自動化程度沒有國外先進(jìn)的技術(shù)，導(dǎo)致設(shè)備的投資巨大，成本高，對氣體的純度較高，涂層過程中產(chǎn)生的劇烈噪音、強(qiáng)光輻射、有害氣體、金屬蒸汽粉塵等對人體有害，其中設(shè)備的自動裝卸片方面尤為突出。
2.3進(jìn)一步改善硅切片設(shè)備硅片切片技術(shù)在太陽能機(jī)械設(shè)備中具有很高的要求，優(yōu)質(zhì)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(nèi)，切片上任意兩弧的弦長差值也要控制在lmm以內(nèi)。隨著切片技術(shù)不斷進(jìn)步，為了減少硅片消耗的硅材料，需要在保證質(zhì)量的同時(shí)減少硅片的厚度，目前世界最薄的硅片已經(jīng)達(dá)到了180mm，相比我國的切片只能達(dá)到200ram。由此可見，我國的硅切片設(shè)備的高度自動化和精細(xì)化還有很高的發(fā)展程度。
2.4全自動絲網(wǎng)印刷技術(shù)與國際存有很大差距目前，我國的全自動太陽能硅片絲網(wǎng)印刷技術(shù)并不完善，大多企業(yè)依然使用手動或半自動絲網(wǎng)印刷技術(shù)，與國外先進(jìn)的全自動網(wǎng)絲印刷技術(shù)相比，在印刷過程中少了精準(zhǔn)、速度和自動化程度，使得我國要以高昂的價(jià)格從國外購買全自動絲網(wǎng)印刷設(shè)備，這樣不僅增加了我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的投資成本，也阻礙了行業(yè)的發(fā)展。
2.5太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成一般太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是由光伏電池組件、逆變器、控制器和蓄電池組等部件構(gòu)成，該系統(tǒng)的運(yùn)行主要是機(jī)械組件自動化運(yùn)轉(zhuǎn)和信息的智能化傳輸。目前，我國已有科研人員發(fā)明了以PLC為核心系統(tǒng)的模糊控制器，用來提高太陽能干燥系統(tǒng)自動化的操作和控制：也有學(xué)者研發(fā)了太陽能自動跟蹤設(shè)備，主要包涵裝有液體的平衡箱、太陽能轉(zhuǎn)換器、支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、彈簧構(gòu)件和自動跟蹤用具，實(shí)現(xiàn)了太陽能開發(fā)過程中跟蹤系統(tǒng)的自動智能化，并且制造結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，適合各種規(guī)模的太陽能開發(fā)和利用。
2.6太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本目前，國內(nèi)的逆變器、控制器和蓄電池組件等部件的技術(shù)水平有限，在相應(yīng)的工藝設(shè)備監(jiān)管儀器、質(zhì)量檢測儀器設(shè)備、運(yùn)行監(jiān)控設(shè)備等還未達(dá)到大規(guī)模自動智能化的流水線生產(chǎn)方式，以致產(chǎn)家還是小規(guī)模高成本的運(yùn)作，需要從國外引進(jìn)更先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備和加工技術(shù)，這樣又要花費(fèi)大量的資金。
總體來說，我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)雖處在發(fā)展階段，但該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前途十分廣闊。與傳統(tǒng)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(jī)械自動化和智能化，從而減少資源的開發(fā)利用產(chǎn)生的高額成本，完全提升機(jī)械自動化的水平，以高端技術(shù)來實(shí)現(xiàn)降低耗能，節(jié)約人力資源和成本設(shè)備，使我國的太陽能產(chǎn)業(yè)不斷完善。
3、太陽能光熱產(chǎn)業(yè)中的機(jī)械自動化
目前，在太陽能光熱領(lǐng)域中機(jī)械自動化運(yùn)用廣泛的包括：太陽能發(fā)電機(jī)、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(yè)運(yùn)營、對機(jī)械自動化的要求不是很高;太陽能建筑是現(xiàn)在太陽能開發(fā)的一個(gè)新領(lǐng)域，成為國際關(guān)注的焦點(diǎn);而太陽能發(fā)電則對自動化要求最高，主要針對能源開發(fā)的發(fā)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(gòu)件本身與附加的獨(dú)立集成器結(jié)合收集太陽能的輻射熱能，這就要運(yùn)用機(jī)械自動化控制來保持系統(tǒng)運(yùn)行的效率，以節(jié)省大量電力、煤炭、天燃?xì)獾饶茉矗幢阍谀茉炊倘钡牡貐^(qū)也能大面積使用，但由于自動化設(shè)備的技術(shù)缺陷，我國太陽能建筑的使用壽命還是個(gè)問題。太陽能發(fā)電機(jī)和太陽能熱水器要用到太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，現(xiàn)在的熱發(fā)電統(tǒng)稱為聚光式太陽能發(fā)電，與傳統(tǒng)發(fā)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(zhuǎn)化成高溫蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機(jī)來發(fā)電的。當(dāng)前太陽能熱發(fā)電按照采集方式可分為太陽能槽式發(fā)電、塔式熱發(fā)電、碟式熱發(fā)電。
目前，我國已有學(xué)者自主研發(fā)了自動控制式太陽能采暖裝置，主要特點(diǎn)是將太陽能熱水器和散熱器、泵相連，并將時(shí)間控制儀、溫度控制儀與泵相連，實(shí)現(xiàn)熱水器采暖裝置的高度智能控制。與一般先比，既可調(diào)節(jié)溫度控制時(shí)間，又能在系統(tǒng)正常工作自動調(diào)整，結(jié)合節(jié)能環(huán)保與使用方便一體化。
4、結(jié)語
我們在面臨能源危機(jī)和環(huán)境快速發(fā)展的社會，需要開發(fā)利用太陽能。而要實(shí)現(xiàn)太陽能低投入高生產(chǎn)運(yùn)行，前提要提高機(jī)械自動化的自動化程度，設(shè)備要具有數(shù)據(jù)自動集成系統(tǒng)、原料遠(yuǎn)程控制和追蹤系統(tǒng)，充分利用太陽能為人類服務(wù)。
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