1.行業(yè)介紹

要說起光伏電子行業(yè)，首先不得不先介紹光伏發(fā)電的起源。

1839年，法國科學家貝克雷爾(Becqurel)發(fā)現(xiàn)，光照能使半導體材料的不同部位之間產(chǎn)生電位差，即光生伏打效應，簡稱光伏效應。從此，全世界開始了可再生能源之光伏發(fā)電的探索與研究之路。經(jīng)過近200年的發(fā)展，全球光伏發(fā)電得到了飛速的進步，已經(jīng)成為平價用電、貧困地區(qū)用電與新能源的主要方式。

作為光伏發(fā)電的核心部件技術，光伏電池的研發(fā)與生產(chǎn)一直都是最為核心的環(huán)節(jié)，特別是生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在的巨大的差異，直接影響著光伏發(fā)電的效率。特此衍生出的光伏電池生產(chǎn)加工的一系列設備，被統(tǒng)稱為光伏電子設備，從而誕生了一個新的OEM行業(yè)，即光伏電子行業(yè)，并在新世紀后得到了迅速的發(fā)展。

1.1光伏產(chǎn)業(yè)鏈介紹

光伏電子行業(yè)主要存在于光伏產(chǎn)業(yè)鏈的中游，如圖1所示，光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要為開采與提煉光伏電池生產(chǎn)所需的原材料，并進行初步加工形成太陽能級別的硅片材料，再正式進入到中游產(chǎn)業(yè)鏈，即光伏電子設備加工過程，形成最終的太陽能電池組件，并通過下游的進一步應用，成為光伏系統(tǒng)應用產(chǎn)品如發(fā)電系統(tǒng)或其他應用產(chǎn)品。

圖1.光伏產(chǎn)業(yè)鏈

1.2光伏電池與組件制作工藝介紹

在光伏產(chǎn)業(yè)鏈中，光伏電池與組件制作工藝是最為核心的環(huán)節(jié)，也就是中游部分，該部分的優(yōu)劣將直接決定光伏產(chǎn)業(yè)鏈下游的應用狀況，也就是能否實現(xiàn)光伏系統(tǒng)有效應用。同時，該部分也是真正的光伏電子行業(yè)。

光伏電池與組件制作的工藝流程主要包括：電池片制造工藝和組件制造工藝兩個部分，詳細工藝流程如下：

圖2.光伏電池與組件制作工藝流程

在整個流程中，電池的焊接到組裝部分集中了最多的設備群體，是最為核心關鍵的部分，可以說光伏電子行業(yè)的核心設備群體就在電池的焊接到組裝部分。該部分的細分工藝如下，

圖3.光伏電池焊接到組裝細分工藝

如串焊機分揀機等設備均在這一段工藝流程中，對工業(yè)自動化整體方案需求程度也是最高，是光伏電子行業(yè)拓展的重中之重。

1.3行業(yè)主要設備

光伏電子行業(yè)的主要設備種類繁多，依據(jù)其工藝重要程度，年需求用量，工業(yè)自動化方案程度等多個維護可以列舉如表1所示：

表1：光伏電子主要設備介紹

2.禾川股份光伏電子自動化方案介紹

光伏電子行業(yè)設備整體對自動化方案需求程度是偏高的，且軸數(shù)較多，響應時效性要求較快，是國內率先導入工業(yè)以太網(wǎng)的主要行業(yè)之一。整體總結來說，其自動化應用方案具備如下幾個特點：

1)高精高速：伺服應用遠大于變頻器，必須滿足高速高精的需求；

2)多軸運動：軸數(shù)較多，運動流程較為多樣；

3)工業(yè)以太網(wǎng)導向：EtherCAT為主要通訊，節(jié)省配線節(jié)省工時保證同步周期與高響應；

4)運動控制：多軸運動控制非常常見，且搭配同動一起完成工藝需求，因此控制器多為PAC；

禾川股份具備完整的伺服產(chǎn)品系列，可滿足

EtherCAT,CANopen以及普通脈沖型的需求，具備高響應頻寬，在光伏電子行業(yè)具備廣泛的應用性。特別是EtherCAT通訊，禾川X3EB伺服可與Omron，Beckhoff，固高，研發(fā)等主流控制器順暢搭配，實現(xiàn)彈性自動化方案。

2.1禾川股份EtherCAT伺服串焊機應用

如圖4所示，禾川股份EtherCAT伺服X3EB搭配業(yè)內領先的PAC控制器應用于串焊機。

圖4.禾川股份EtherCAT伺服串焊機應用架構

1)工藝特色

i.優(yōu)質率提高：兼容156*156156*78等，能夠在四柵、五柵、六柵及半片電池間切換，提高整個電池片串的優(yōu)質率；

ii.碎片率降低：主柵線定位準確，電池片傳輸和焊接過程可靠，大幅度降低碎片率；

iii.高重合精度：高速以太網(wǎng)高響應定位，確保主柵線與焊帶重合精度；

2.2禾川股份EtherCAT伺服分揀機應用

如圖5所示，禾川股份EtherCAT伺服X3EB

搭配業(yè)內領先的PAC控制器應用于分揀機。

圖5.禾川股份EtherCAT伺服分揀機應用架構

1)工藝特色

i.高行業(yè)覆蓋：實現(xiàn)對單晶、多晶等多種工藝硅片的尺寸、線痕、翹曲表面缺陷、裂痕、電能等特性一站式高速全檢和分級；

ii.高穩(wěn)定性：非接觸”0”損傷、分選、檢測；

iii.高效率：自動采集并實時上傳檢測分選數(shù)據(jù)和設備狀態(tài)數(shù)據(jù)，控制與維護便捷直接高效；

2.3禾川股份EtherCAT伺服光伏電子行業(yè)優(yōu)勢

禾川股份EtherCAT伺服在光伏電子行業(yè)得到了廣泛的應用，主力機型為X3EB系列，其針對光伏電子行業(yè)的主要特色為：

i.高響應伺服驅動器：2.5KHZ響應頻寬，快速跟隨系統(tǒng)指令；

ii.伺服調試便捷：陷波調整與共振抑制功能，簡易PI調試；

iii.工業(yè)以太網(wǎng)通訊：100MEtherCAT總線，高速率；

iv.最短伺服電機：實現(xiàn)機構電機安裝最大空間節(jié)省；

3.X3EB高性能總線型伺服介紹

X3EB是禾川股份重點的EtherCAT總線型伺服，從伺服驅動器與伺服電機兩個角度來評價X3EB均可體現(xiàn)其針對OEM行業(yè)的極強的易用性。

3.1高性能通用型伺服驅動器

X3EB伺服驅動器接口示意圖如下所示。其具

備CompactDesign風格，具備高美觀性、高響應性、高通訊同步精度與高易用性。

圖6.禾川X3EB接口示意圖

i.高美觀性：LCD顯示，高清視覺體現(xiàn)，多軸操作尤其震撼；

ii.高響應性：2.5kHZ頻寬，位置跟隨性強、速度運行平順、力矩輸出平穩(wěn)；

iii.高通訊同步精度：最高可達10ns同步誤差+-20ns同步抖動；

iv.高易用性：豐富的通訊協(xié)議、可編輯內部定位控制、豐富的濾波與共振抑制功能、控制模式混合切換、實時搶斷定位、勢能補償功能、多段力矩設定、全閉環(huán)、摩擦補償、在線慣量識別等功能；

3.2高速高精&自主化伺服電機

X3EB伺服電機具備健全的慣量、禾川自主化編碼器、豐富的結構以及行業(yè)內最小長度等極具優(yōu)勢的特色。

i.行業(yè)內最小長度：X3EB伺服驅動器可搭配X1/X3平臺與X2/X6平臺禾川伺服電機，且X2/X6平臺在設計架構上更加專注在OEM領域需求，實現(xiàn)長度最短設計，極大的方便OEM客戶的安裝和空間節(jié)省。如下表2所示，X2/X6平臺相比X1/X3平臺在長度、重量等核心環(huán)節(jié)上均實現(xiàn)明顯的下降。

表2：禾川伺服電機平臺對比

ii.禾川自動化編碼器：伺服電機搭配禾川自主研發(fā)磁性編碼器，具備區(qū)間精度補正算法，有效抑制干擾，并具備耐振動、耐油污、耐灰塵。已大批量市場驗證，穩(wěn)定可靠；

iii.豐富的結構設計：IP65IP67防護等級，改善機身結構與定轉子工藝；

圖7.禾川X2/X6伺服電機結構示意圖

iv.健全的慣量：具備50W-2KW區(qū)間最健全的慣量體系，支持扁平型、低速大扭矩型，可覆蓋所有應用場合需求；

圖8.禾川伺服電機慣量分布圖(帶抱閘)

圖9.禾川伺服電機慣量分布圖(不帶抱閘)

4.結論

近年來，隨著我國的新能源政策的持續(xù)制定，光伏發(fā)電與應用得到全面的強化和持續(xù)的改善，因此光伏電子行業(yè)具備極大的潛力。

光伏電子行業(yè)作為新型OEM行業(yè)市場，具備方案整合程度高、服務周期長、性價比突出等特點，需要專注專精的產(chǎn)品方案才能持續(xù)滿足光伏電子行業(yè)客戶的需求。

浙江禾川科技股份有限公司所推出的X3EB高速EtherCAT總線型伺服，憑借自身的高速、高精、自主化設計等優(yōu)勢，在光伏電子領域得到了廣泛應用，已經(jīng)進入全國TOP10級別OEM客戶，且應用效果優(yōu)異，成為行業(yè)內的首選伺服系列之一。