光伏组件背板的测厚机构及测厚方法

文档序号:1919285 发布日期:2021-12-03 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 光伏组件背板的测厚机构及测厚方法 (Thickness measuring mechanism and method for photovoltaic module back plate ) 是由 王旭辉 郑璐 何银凤 韩金豆 张占升 牛力同 于 2021-09-09 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种光伏组件背板的测厚机构,包括:机架、测厚底座、激光测厚器组和测厚基准板,测厚底座设于测厚区域内,若干激光测厚器阵列设置在测厚底座的上表面,且顶端不高于非测厚区域的上表面;测厚基准板相对于机架距离可调地设于激光测厚器组正上方,以压紧进入机架与测厚基准板之间的光伏组件,且测厚基准板在机架上的正投影至少部分位于非测厚区域。本发明还公开了一种测厚方法,通过在测厚区域布置激光测厚器组,将测厚基准板同时布置在测厚区域和非测厚区域上方,通过测厚基准板的反射信号测得基准厚度,再结合背板不同区域的反射信号计算得出背板的最厚部位的厚度值,从而无需拆开背板即可对背板的厚度进行精确的测量。(The invention discloses a thickness measuring mechanism of a photovoltaic module backboard, which comprises: the thickness measuring device comprises a rack, a thickness measuring base, a laser thickness measuring set and a thickness measuring reference plate, wherein the thickness measuring base is arranged in a thickness measuring area, a plurality of laser thickness measuring device arrays are arranged on the upper surface of the thickness measuring base, and the top ends of the laser thickness measuring device arrays are not higher than the upper surface of a non-thickness measuring area; the thickness measuring datum plate is arranged right above the laser thickness measuring unit in a distance-adjustable mode relative to the rack so as to compress the photovoltaic module entering between the rack and the thickness measuring datum plate, and the orthographic projection of the thickness measuring datum plate on the rack is at least partially located in a non-thickness measuring area. The invention also discloses a thickness measuring method, which comprises the steps of arranging the laser thickness measuring unit in the thickness measuring area, arranging the thickness measuring reference plate above the thickness measuring area and the non-thickness measuring area, measuring the reference thickness by the reflection signals of the thickness measuring reference plate, and calculating the thickness value of the thickest part of the back plate by combining the reflection signals of different areas of the back plate, so that the thickness of the back plate can be accurately measured without disassembling the back plate.)

光伏组件背板的测厚机构及测厚方法

技术领域

本发明涉及光伏电池回收技术领域,尤其涉及一种光伏组件背板的测厚机构及测厚方法。

背景技术

随着光伏发电成本的持续降低以及我国节能减排压力的加大,我国组件装机量逐年增加,而伴随着早期投入的光伏组件已到达使用寿命,一大批光伏组件正面临着退役,这将会导致越来越多的废弃组件产生。光伏组件中的铝边框、硅电池片、铜、锡、贵金属银等具有相当可观的回收价值和经济利润,另一方面,合理的回收能减轻对生态环境的破坏,因此废旧光伏组件的回收利用在环境保护和资源回收方面具有重大意义。

对于退役光伏组件的处理,常见的主要是采用掩埋、焚烧的方法。然而光伏组件中的背板材料含有大量的氟元素,若直接进行掩埋或焚烧会产生大量的有害物质,对生态环境及人身的危害十分严重。因此,退役光伏组件的背板需要事先分离,对于退役光伏组件背板剥离的一般方法,是先对光伏组件进行加热,而后采用机械方法对背板进行撕扯,从而进行分离。采用这种方法加热时,仍会导致含氟背板放出大量有害气体,且撕扯过程中容易损伤硅电池层。因此,需要考虑采用物理切割的方法对退役光伏组件的背板层进行单独去除,这就需要对不同规格的光伏组件背板的厚度进行测量,而背板内部各处的厚度可能不同,从外观上无法辨别,有必要提供一种不破坏背板而直接对背板的厚度进行测量的途径。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足,本发明提供了一种光伏组件背板的测厚机构及测厚方法,可以在不拆开背板的前提下即可对背板的厚度进行测量,避免了采用传统的加热方式分离背板,有利于保护生态环境和人身安全。

为了实现上述的目的,本发明采用了如下的技术方案:

一种光伏组件背板的测厚机构,包括:

机架,用于承载光伏组件,包括非测厚区域和非测厚区域包围形成的测厚区域;

测厚底座,所述测厚底座设于所述测厚区域内且上表面低于所述非测厚区域的上表面;

激光测厚器组,包括若干激光测厚器,阵列设置在所述测厚底座的上表面,且顶端不高于所述非测厚区域的上表面,用于朝上方发出激光以得出与反射面之间的距离;

测厚基准板,相对于所述机架距离可调地设置在所述激光测厚器组正上方,用于反射接收的激光,并压紧进入所述机架与所述测厚基准板之间的光伏组件,且所述测厚基准板在所述机架上的正投影至少部分位于所述非测厚区域。

作为其中一种实施方式,所述激光测厚器组至少包括设于所述测厚底座的4个角部的激光测厚器。

作为其中一种实施方式,所述激光测厚器包括靠近所述测厚底座边缘的边缘测厚器和靠近所述测厚底座中心的中心测厚器。

作为其中一种实施方式,所述机架上开设有测量孔,所述测量孔贯穿整个所述测厚区域,所述测厚底座和所述激光测厚器组嵌设于所述测量孔内。

作为其中一种实施方式,所述光伏组件背板的测厚机构还包括传输机构,所述传输机构用于朝向和/或远离所述测厚区域传输光伏组件,所述测厚基准板的朝向光伏组件来料方向所在侧在所述机架上的正投影至少部分位于所述测厚区域外。

作为其中一种实施方式,所述光伏组件背板的测厚机构还包括多根压紧连杆,所述压紧连杆竖直设于所述测厚区域的四周;所述测厚基准板相对于所述机架距离可调地设置在所述压紧连杆上。

作为其中一种实施方式,所述光伏组件背板的测厚机构还包括固定在所述机架上的伸缩机构,所述压紧连杆的底端与所述伸缩机构连接,所述压紧连杆的顶端与所述测厚基准板相对固定,在所述伸缩机构的长度改变的过程中,所述压紧连杆带动所述测厚基准板在纵向上移动而压紧光伏组件。

作为其中一种实施方式,所述伸缩机构为气缸,气缸的缸体固定在所述机架的底部,气缸的活塞杆伸出所述机架并与所述压紧连杆连接。

本发明的另一目的在于提供一种光伏组件背板的测厚方法,包括:

将去除边框的光伏组件背面朝上,送至机架上仅被测厚基准板的边缘的正投影覆盖的非测厚区域;

将测厚基准板压紧在光伏组件上表面;

测厚基准板下方正对其中部的激光测厚器组工作,根据测量结果得出第一厚度值;

将光伏组件的边缘送至机架上激光测厚器组所正对的测厚区域,根据测量结果得出第二厚度值;

将光伏组件的中部送至机架上激光测厚器组所正对的测厚区域,根据测量结果得出第三厚度值;

利用第一厚度值减去第二厚度值、第三厚度值中的较小值,即得出背板最厚部位的厚度。

作为其中一种实施方式,得出所述第三厚度值的过程中,还包括:

判断所述第二厚度值与测量值的差值是否超出预设厚度值,并剔除差值超出预设厚度值的测量值。

本发明通过在测厚区域布置激光测厚器组,将测厚基准板同时布置在测厚区域和非测厚区域上方,通过测厚基准板的反射信号测得基准厚度,再结合背板不同区域的反射信号计算得出背板的最厚部位的厚度值,从而无需拆开背板即可对背板的厚度进行精确的测量,以便在接下来对退役光伏组件处理的过程中快速地去除背板。

附图说明

图1为本发明实施例的一种光伏组件背板的测厚机构的结构示意图;

图2为本发明实施例的一种光伏组件背板的测厚机构的俯视图;

图3为本发明实施例的一种光伏组件背板的测厚方法示意图。

具体实施方式

在本发明中,术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

参阅图1和图2,本发明实施例提供了一种光伏组件背板的测厚机构,包括机架1、测厚底座2、激光测厚器组3以及测厚基准板5,其中,机架1用于承载光伏组件,包括非测厚区域1a和非测厚区域1a包围形成的测厚区域1b,测厚底座2设于测厚区域1b内且上表面低于非测厚区域1a的上表面。激光测厚器组3包括若干激光测厚器,阵列设置在测厚底座2的上表面,且顶端不高于非测厚区域1a的上表面,用于朝上方发出激光以得出与反射面之间的距离。测厚基准板5相对于机架1距离可调地设置在激光测厚器组3正上方,用于反射接收的激光,并压紧进入机架1与测厚基准板5之间的光伏组件,且测厚基准板5在机架1上的正投影至少部分位于非测厚区域1a。

通过在测厚区域布置激光测厚器组,将测厚基准板同时布置在测厚区域和非测厚区域上方,通过测厚基准板的反射信号测得基准厚度,再结合背板不同区域的反射信号计算得出背板的最厚部位的厚度值,从而无需拆开背板即可对背板的厚度进行精确的测量,以便在接下来对退役光伏组件处理的过程中通过物理切割等方式快速地去除背板。

为了精准全面地测得光伏组件各个部位的厚度值,本实施例的激光测厚器组3至少包括设于测厚底座2的4个角部的激光测厚器,而且最好是具有靠近测厚底座2边缘的边缘测厚器和靠近测厚底座2中心的中心测厚器,激光测厚器不少于两排,例如,图2示出的是三排三列矩形阵列布置的形式,测厚区域1b、测厚底座2均呈矩形。可以理解的是,在其他实施方式中,测厚区域1b也可以呈圆形、椭圆形、多边形(大于四边)等形状,激光测厚器也以相应的阵列方式排布在对应的形状轮廓内。

可选地,机架1上开设有测量孔10,测量孔10贯穿整个测厚区域1b(即孔的截面积即为测厚区域1b的面积),测厚底座2和激光测厚器组3嵌设于测量孔10内,或者,测厚底座2位于机架1下方,只需要保证激光测厚器组3正对测厚区域1b即可。

当光伏组件没有进入测厚区域1b前,可以通过测厚基准板5将光伏组件的一端夹持于非测厚区域1a,激光测厚器组3与测厚基准板5之间无遮光物体,因此测量的是激光测厚器组3与测厚基准板5之间的距离,记作第一厚度值S1;当光伏组件的边缘从非测厚区域1a进入测厚区域1b时,通过利用测厚基准板5将光伏组件的边缘压紧在机架1的测厚区域1b,测厚底座2边缘的激光测厚器正对上方的光伏组件,激光测厚器发出的激光可以透过光伏组件正面(光伏组件翻转180°后,背板朝上,正面的玻璃盖板则为底面)的玻璃盖板直接照射到背板表面,激光测厚器即可测得光伏组件边缘的背板内表面与激光测厚器组3之间的距离,记作第二厚度值S2;当光伏组件的中部进入到正对测厚区域1b的中部时,激光测厚器发出的激光可以穿过玻璃盖板到达光伏组件的相应背板区域,激光测厚器即可测得光伏组件中部区域的背板内表面与激光测厚器组3之间的距离,记作第三厚度值S3。最后,利用第一厚度值S1减去第二厚度值S2、第三厚度值S3中的较小值,即得出背板最厚部位的厚度,该厚度即可作为下一步切割背板的依据。

需要说明的是,考虑到退役光伏组件背板的不平整度,各激光测厚器测得的数据可能不一致,第一厚度值S1优选为多个激光测厚器测得数据的平均值。而第二厚度值S2、第三厚度值S3分别取多个激光测厚器测得数据的最小值。又考虑到第二厚度值S2、第三厚度值S3在测量过程中可能受到光伏组件表面或内部异物的影响,需要剔除一些明显异常的测量数据。尤其是第三厚度值S3,当激光测厚器组发出的光照射在表面污渍、电池、焊带、背板等位置时,均可以得出测量数据,因此需要排除污渍、电池、焊带等的测量数据。为此,本实施例可以设定一个预设厚度值S0,该预设厚度值S0为第二厚度值S2与第三厚度值S3的差异阈值,可以作为第三厚度值S3的异常值剔除的参考依据。当第二厚度值S2与测量值的差值超出预设厚度值S0时,则认为测量值偏离过大,为异常数据,需要将其剔除。

在实际测量过程中,退役光伏组件往往是放置在各个处理工序之间运输,因此,本实施例的光伏组件背板的测厚机构还包括传输机构,该传输机构可用于朝向测厚区域1b传输光伏组件,或者远离测厚区域1b传输光伏组件,或者同时包括朝向测厚区域1b传输光伏组件的部分和从测厚区域1b朝远离测厚区域1b的方向传输光伏组件的部分,为了实现在非测厚区域1a夹持光伏组件,测厚基准板5的朝向光伏组件来料方向所在侧在机架1上的正投影应至少部分位于测厚区域1b外,即至少部分位于非测厚区域1a,即可保证光伏组件不进入测厚区域1b即可被测厚基准板5压紧在机架1上。

为了固定测厚基准板5,光伏组件背板的测厚机构还可以包括多根压紧连杆4,压紧连杆4竖直设于测厚区域1b的四周,测厚基准板5相对于机架1距离可调地设置在压紧连杆4上。压紧连杆4优选成对地布置在测厚区域1b的相对两侧并位于非测厚区域1a。例如,光伏组件背板的测厚机构还包括固定在机架1上的伸缩机构6,压紧连杆4的底端与伸缩机构6连接,压紧连杆4的顶端与测厚基准板5相对固定,在伸缩机构6的长度改变的过程中,压紧连杆4带动测厚基准板5在纵向上移动而压紧光伏组件。或者,也可以将测厚基准板5可滑动地套设在压紧连杆4上,测厚基准板5上方与压紧连杆4的末端之间采用压缩弹簧套设在压紧连杆4上,利用压缩弹簧套朝下挤压测厚基准板5即可将光伏组件压紧在机架1上。

可选地,伸缩机构6为气缸,气缸的缸体固定在机架1的底部,气缸的活塞杆伸出机架1并与压紧连杆4连接。通过控制伸缩机构6工作,可以自由调节测厚基准板5的高度并锁紧。

如图3所示,本实施例还提供了一种光伏组件背板的测厚方法,包括:

S01、将去除边框的光伏组件背面朝上,送至机架1上仅被测厚基准板5的边缘的正投影覆盖的非测厚区域1a;

S02、将测厚基准板5压紧在光伏组件上表面。

S03、测厚基准板5下方正对其中部的激光测厚器组3工作,根据测量结果得出第一厚度值S1;其中,考虑到退役光伏组件背板的不平整度,各激光测厚器测得的数据可能不一致,第一厚度值S1为多个激光测厚器测得数据的平均值。

S04、将光伏组件的边缘送至机架1上激光测厚器组3所正对的测厚区域1b,根据测量结果得出第二厚度值S2,其中,第二厚度值S2取多个激光测厚器测得数据的最小值。考虑到第二厚度值S2在测量过程中可能受到光伏组件表面或内部异物的影响,需要剔除一些明显异常的测量数据。

S05、将光伏组件的中部送至机架1上激光测厚器组3所正对的测厚区域1b,根据测量结果得出第三厚度值S3,其中,第三厚度值S3取多个激光测厚器测得数据的最小值。

当激光测厚器组发出的光照射在表面污渍、电池、焊带、背板等位置时,均可以得出测量数据,因此需要排除污渍、电池、焊带等的测量数据。为此,本实施例设定一个预设厚度值S0,该预设厚度值S0为第二厚度值S2与第三厚度值S3的差异阈值,可以作为第三厚度值S3的异常值剔除的参考依据。在得出第三厚度值S3的过程中,还需要判断第二厚度值S2与测量值的差值是否超出预设厚度值S0,并剔除差值超出预设厚度值S0的测量值。当第二厚度值S2与测量值的差值超出预设厚度值S0时,则认为测量值偏离过大,为异常数据,需要将其剔除。

S06、利用第一厚度值S1减去第二厚度值S2、第三厚度值S3中的较小值,即得出背板最厚部位的厚度,该厚度即可作为下一步切割背板的依据。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

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