JP2014082366A - Repair device and repair method of solar cell panel - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a repair device and a repair method for restoring the output of a solar cell panel used for a prescribed period.SOLUTION: A repair device of a solar cell panel includes a DC power supply 10 connected with a solar cell panel 5 so that power can be conducted, a data input section 2 for inputting the information of the solar cell panel 5, an infrared camera 1 for shooting the solar cell panel 5, a heating head 7 for emitting laser to the solar cell panel 5, a thermal image analysis section 9 for analyzing a heat-generating position occurring in the solar cell panel 5 due to electrification from the DC power supply 10 on the basis of an image captured by the infrared camera 1, a coordinate setting section 11 for setting the focus coordinate of laser emitted from the heating head 7 depending on the information of the solar cell panel 5 and the heat-generating position, and a heating head control section 12 for controlling the position and the aperture of the heating head 7 depending on the focus coordinate set in the coordinate setting section 11.

Description

本発明の実施形態は、太陽電池パネルの補修装置及び補修方法。   Embodiments of the present invention relate to a solar cell panel repair device and repair method.

近年、脱石油エネルギーの流れを受け、世界的に太陽光発電システムの導入が急増している。太陽光発電システムにおいて、太陽電池パネルは一般的に２０〜３０年の寿命といわれている。したがって、将来、寿命に達した太陽電池パネルが大量に発生するものと予想される。   In recent years, the introduction of photovoltaic power generation systems has been rapidly increasing in response to the trend of deoiling energy. In a solar power generation system, a solar cell panel is generally said to have a lifetime of 20 to 30 years. Therefore, it is expected that a large number of solar cell panels that have reached the end of their life will occur in the future.

太陽電池パネルが寿命に達して使用できなくなるのは、電気絶縁性や出力特性などの電気的特性が低下して、製品の仕様を満たさなくなるためである。電気絶縁性の低下原因は、太陽電池パネル裏面のバックシートや封止材の劣化であり、これらを交換して延命化処理する技術が開発されている。また、バックシートなどについた傷を補修部材で補修する方法が提案されている。   The reason why the solar cell panel reaches the end of its service life is that it cannot be used due to a decrease in electrical characteristics such as electrical insulation and output characteristics. The cause of the decrease in electrical insulation is the deterioration of the back sheet and the sealing material on the back surface of the solar cell panel, and a technique for extending the life by replacing them has been developed. In addition, a method for repairing a scratch on a back sheet with a repair member has been proposed.

一方、出力低下の原因の一つに、シリコン（Ｓｉ）セル同士を接続しているブスバーのはんだ付け部分のクラックによるものがある。しかし、当該はんだ付け部分は封止材に包埋されているため、はんだ補修を行なうことが困難であった。   On the other hand, one cause of the decrease in output is due to cracks in the soldered portions of the bus bars connecting the silicon (Si) cells. However, since the soldered portion is embedded in the sealing material, it is difficult to repair the solder.

結晶Ｓｉ系太陽電池パネルは、電気的特性の低下が少なく、性能に関しては再利用が可能といわれている。特にＳｉセルについては、ほとんど劣化はないといわれている。しかし、太陽電池パネルが寿命に達したときに大部分は電気的特性を評価することなく、性能劣化の少ない太陽電池パネルもそのまま廃棄されている。なお、太陽電池パネルの電気的特性を評価し、一定の基準以上の太陽電池パネルを再利用する取り組みが行なわれているが、出力低下した太陽電池パネルは廃棄されている。   Crystalline Si-based solar cell panels are said to be capable of being reused in terms of performance with little reduction in electrical characteristics. In particular, it is said that the Si cell hardly deteriorates. However, when the solar cell panel reaches the end of its life, most of the electrical cell characteristics are not evaluated, and the solar cell panel with little performance deterioration is discarded as it is. Efforts are being made to evaluate the electrical characteristics of solar cell panels and to reuse solar cell panels that exceed a certain standard, but solar cell panels with reduced output are discarded.

特開平１１−３０７７９９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-307799 特開２００８−１７１８６０号公報JP 2008-171860 A

今後大量に発生する一定期間使用された太陽電池パネルを補修し、性能回復したパネルを再利用すれば、廃棄物を大幅に減らすことができる。しかしながら、熱疲労によるはんだクラックにより出力低下した太陽電池パネルについては、出力を回復する手段がなく、再利用することは困難であった。   If solar panels that have been used for a certain period of time, which will be generated in large quantities in the future, are repaired and the panels whose performance has been recovered are reused, waste can be reduced significantly. However, a solar cell panel whose output has decreased due to solder cracks due to thermal fatigue has no means for recovering the output and has been difficult to reuse.

本発明の実施形態は上記実情を鑑みてなされたものであって、一定期間使用された太陽電池パネルについて、出力を回復するための補修装置及び補修方法を提供することを目的とする。   Embodiments of the present invention have been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a repair device and a repair method for recovering the output of a solar cell panel that has been used for a certain period of time.

実施形態の太陽電池パネルの補修装置は、太陽電池パネルに通電可能に接続した直流電源と、前記太陽電池パネルの情報を入力するデータ入力部と、前記太陽電池パネルを撮影する赤外線カメラと、前記太陽電池パネルへレーザを出射する加熱ヘッドと、前記直流電源からの通電により前記太陽電池パネルに発生した発熱箇所を前記赤外線カメラで撮影した画像から解析する熱画像解析部と、前記太陽電池パネルの情報および前記発熱箇所に応じて前記加熱ヘッドから出射するレーザの焦点座標を設定する座標設定部と、前記座標設定部で設定した焦点座標に応じて前記加熱ヘッドの位置および絞りを制御する加熱ヘッド制御部と、を備える。   The solar cell panel repair device according to the embodiment includes a DC power source connected to the solar cell panel so as to be energized, a data input unit for inputting information on the solar cell panel, an infrared camera for photographing the solar cell panel, A heating head that emits a laser to a solar cell panel, a thermal image analysis unit that analyzes a heat generation point generated in the solar cell panel by energization from the DC power source from an image captured by the infrared camera, and the solar cell panel A coordinate setting unit for setting a focal coordinate of a laser beam emitted from the heating head according to information and the heat generation point; and a heating head for controlling the position and the aperture of the heating head according to the focal coordinate set by the coordinate setting unit A control unit.

図１は、本実施形態の太陽電池パネルの補修装置により補修する太陽電池パネルの一構成例を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a solar cell panel that is repaired by the solar cell panel repair device according to the present embodiment. 図２は、赤外線カメラで撮影された画像の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image captured by an infrared camera. 図３は、本実施形態の太陽電池パネルの補修装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of the solar cell panel repairing apparatus according to the present embodiment. 図４は、本実施形態の太陽電池パネルの補修方法の一例を説明するフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of a method for repairing a solar cell panel according to this embodiment. 図５は、レーザ光を太陽電池パネルの表面ガラス側から入射して、ブスバーを加熱している様子を概略的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a state in which laser light is incident from the surface glass side of the solar cell panel and the bus bar is heated. 図６は、太陽電池パネルの裏面側に押さえ冶具を当ててレーザを照射する方法の一例を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method of irradiating a laser with a pressing jig applied to the back surface side of the solar cell panel. 図７は、太陽電池パネルの裏面側に押さえ冶具を当ててレーザを照射する方法の他の例を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a method of irradiating a laser with a pressing jig applied to the back side of the solar cell panel. 図８は、太陽電池パネルの裏面側に押さえ冶具を当ててレーザを照射する方法の他の例を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining another example of a method of irradiating a laser with a pressing jig applied to the back side of the solar cell panel. 図９は、太陽電池パネルの裏面側に押さえ冶具を当ててレーザを照射する方法の他の例を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining another example of a method of irradiating a laser with a pressing jig applied to the back side of the solar cell panel.

以下、実施形態の太陽電池パネルの補修装置及び補修方法について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a solar cell panel repair device and repair method according to an embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態の太陽電池パネルの補修装置により補修する太陽電池パネルの一構成例を概略的に示す断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of a solar cell panel to be repaired by the solar cell panel repair device of the present embodiment.

図１に示す太陽電池パネル５は、結晶Ｓｉ系太陽電池パネルであって、結晶Ｓｉセル５１と、ブスバー５２と、充填材５３と、表面ガラス５４と、裏面保護フィルム５５と、保護枠５６とを備えている。図１に示した太陽電池パネル５は、スーパーストレート型と呼ばれる結晶Ｓｉ系太陽電池パネルである。   The solar cell panel 5 shown in FIG. 1 is a crystalline Si solar cell panel, and includes a crystalline Si cell 51, a bus bar 52, a filler 53, a front glass 54, a back surface protective film 55, and a protective frame 56. It has. The solar cell panel 5 shown in FIG. 1 is a crystalline Si solar cell panel called a super straight type.

結晶Ｓｉセル５１は、単結晶シリコンあるいは多結晶シリコンにより形成され、例えば方向Ｘに沿って複数並んで配置されている。結晶Ｓｉセル５１の表面および裏面には、銀ペースト５７及びはんだペースト５８が印刷されている。   The crystalline Si cells 51 are formed of single crystal silicon or polycrystalline silicon, and a plurality of the crystal Si cells 51 are arranged along the direction X, for example. A silver paste 57 and a solder paste 58 are printed on the front and back surfaces of the crystalline Si cell 51.

ブスバー５２は、並んで配置された結晶Ｓｉセル５１の表面と裏面とを電気的に接続する。ブスバー５２は、例えば無酸素銅により形成され、その表面にはんだめっきされている。ブスバー５２と結晶Ｓｉセル５１とは、熱により溶融した夫々表面のはんだにより電気的に接合している。   The bus bar 52 electrically connects the front and back surfaces of the crystalline Si cells 51 arranged side by side. The bus bar 52 is formed of, for example, oxygen-free copper, and the surface thereof is solder-plated. The bus bar 52 and the crystalline Si cell 51 are electrically joined by solder on the respective surfaces melted by heat.

ここでは、太陽電池パネル５の出力低下の原因の一つであるはんだクラック１００の断面模式図を示している。太陽電池パネル５は屋外で使用されるため、日中は温度が上昇し、夜間は温度が下降する温度サイクルを受ける。長期間使用すると、結晶Ｓｉセル５１とブスバー５２とのはんだ接合部に熱疲労によるクラック１００が発生する。図１では結晶Ｓｉセル５１上面（表面ガラス５４側）のクラック１００を示したが、結晶Ｓｉセル５１下面（裏面保護フィルム５５側）のはんだ接合部にもクラックが発生することがある。この様なはんだクラック１００が発生した状態で、結晶Ｓｉセル５１に電流を流すと、クラック１００のない部分に電流が集中して発熱する恐れがある。   Here, the cross-sectional schematic diagram of the solder crack 100 which is one of the causes of the output fall of the solar cell panel 5 is shown. Since the solar cell panel 5 is used outdoors, it undergoes a temperature cycle in which the temperature rises during the day and falls during the night. When used for a long time, cracks 100 due to thermal fatigue occur at the solder joint between the crystalline Si cell 51 and the bus bar 52. Although FIG. 1 shows a crack 100 on the upper surface of the crystalline Si cell 51 (surface glass 54 side), cracks may also occur at the solder joint on the lower surface of the crystalline Si cell 51 (back surface protective film 55 side). If a current is passed through the crystalline Si cell 51 in a state where such a solder crack 100 has occurred, the current may concentrate on a portion without the crack 100 and heat may be generated.

充填材５３は、例えば透明な樹脂により形成され、表面ガラス５４と裏面保護フィルム５５との間において、ブスバー５２により接合した結晶Ｓｉセル５１の周囲に充填されている。   The filler 53 is formed of, for example, a transparent resin, and is filled around the crystalline Si cell 51 joined by the bus bar 52 between the front glass 54 and the back surface protective film 55.

表面ガラス５４は略直方体形状であって、複数の結晶Ｓｉセル５１へ光が入射する側に配置されている。   The surface glass 54 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and is disposed on the side where light enters the plurality of crystal Si cells 51.

裏面保護フィルム５５は略矩形状であって、複数の結晶Ｓｉセル５１を挟んで表面ガラス５４と対向するように配置されている。裏面保護フィルム５５は、例えばポリエチレンテレフタレートなどにより形成されている。   The back surface protective film 55 has a substantially rectangular shape, and is disposed so as to face the front glass 54 with the plurality of crystal Si cells 51 interposed therebetween. The back surface protective film 55 is made of, for example, polyethylene terephthalate.

保護枠５６は、表面ガラス５４と裏面保護フィルム５５とを外側から挟んで、太陽電池パネル５の周囲を囲むように配置されている。   The protective frame 56 is disposed so as to surround the periphery of the solar cell panel 5 with the front glass 54 and the rear surface protective film 55 sandwiched from the outside.

図２は、赤外線カメラで撮影された画像の一例を示す図である。ここでは、一定期間使用された太陽電池パネル５を通電して、赤外線カメラにて表面ガラス５４側から太陽電池パネル５を撮影した画像（熱画像）の一例を示す。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image captured by an infrared camera. Here, an example of an image (thermal image) obtained by energizing the solar cell panel 5 used for a certain period and photographing the solar cell panel 5 from the surface glass 54 side with an infrared camera is shown.

赤外線カメラ１で撮影された画像では、太陽電池パネル５の低温部分と高温部分との間で段階的に色が変化し、例えば、低温部分は青色、高温部分は赤色で表示され、中間の温度の部分は緑色となる。したがって、太陽電池パネル５の結晶Ｓｉセル５１にはんだクラック１００が生じている場合、赤外線カメラ１で太陽電池パネル５を撮影すると、はんだクラック１００のある部分で発熱し、はんだクラック１００およびその近傍が赤色となる。   In the image photographed by the infrared camera 1, the color changes stepwise between the low temperature portion and the high temperature portion of the solar battery panel 5, for example, the low temperature portion is displayed in blue, the high temperature portion is displayed in red, and the intermediate temperature. The part of becomes green. Therefore, when the solder crack 100 is generated in the crystalline Si cell 51 of the solar battery panel 5, when the solar battery panel 5 is photographed by the infrared camera 1, heat is generated at a portion where the solder crack 100 is present, and the solder crack 100 and its vicinity are detected. It turns red.

２本〜３本のブスバー５２が使用された結晶Ｓｉセル５１では、発熱箇所がある結晶Ｓｉセル５１のブスバー５２のはんだ接合部に、はんだクラック１００が発生している可能性が高くなる。なお、図２に示す太陽電池パネル５では、複数のはんだクラック１００が発生している。   In the crystal Si cell 51 in which two to three bus bars 52 are used, there is a high possibility that a solder crack 100 is generated in the solder joint portion of the bus bar 52 of the crystal Si cell 51 where the heat generating portion is present. In the solar cell panel 5 shown in FIG. 2, a plurality of solder cracks 100 are generated.

プリント基板などでも熱疲労によるはんだクラックが発生することがあるが、はんだクラックが発生した場合、はんだを再溶融させて補修する。しかし、太陽電池パネル５の場合、はんだ接合部の周囲には充填材５３があり、はんだゴテを当ててはんだ補修を行なうことが困難である。   Solder cracks due to thermal fatigue may occur even on printed circuit boards and the like, but when solder cracks occur, the solder is remelted and repaired. However, in the case of the solar cell panel 5, there is a filler 53 around the solder joint, and it is difficult to repair the solder by applying a soldering iron.

そこで本実施形態の太陽電池パネル５の補修装置では、非接触で局所加熱できるレーザを用いて、充填材５３内部の接合部の補修を行う。レーザによるはんだ付けでは、焦点を移動させることによって、加熱箇所を太陽電池パネル５の面方向（Ｘ−Ｙ方向）だけでなく、高さ方向（Ｚ方向）に制御することができるため、はんだクラック１００箇所だけを局所的に加熱することが可能である。   Therefore, in the repair device for the solar cell panel 5 of the present embodiment, the joint inside the filler 53 is repaired using a laser that can be locally heated without contact. In the soldering by laser, by moving the focal point, the heating location can be controlled not only in the surface direction (XY direction) of the solar cell panel 5 but also in the height direction (Z direction). Only 100 locations can be heated locally.

図３は、本実施形態の太陽電池パネルの補修装置の一構成例を概略的に示すブロック図である。
本実施形態の太陽電池パネルの補修装置は、赤外線カメラ１と、データ入力部２と、表示部３と、制御装置４と、加熱ヘッド移動装置６、加熱ヘッド７と、擬似太陽光ランプ８と、レーザ光反射防止覆い１００と、を備える。 FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a configuration example of the solar cell panel repairing apparatus according to the present embodiment.
The solar cell panel repair device according to the present embodiment includes an infrared camera 1, a data input unit 2, a display unit 3, a control device 4, a heating head moving device 6, a heating head 7, and a simulated sunlight lamp 8. The laser beam antireflection cover 100 is provided.

赤外線カメラ１は、制御装置４により動作を制御され、撮影した画像を制御装置へ送信する。赤外線カメラ１は、太陽電池パネル５の全体を撮影可能な位置に設置されている。   The operation of the infrared camera 1 is controlled by the control device 4, and the captured image is transmitted to the control device. The infrared camera 1 is installed at a position where the entire solar battery panel 5 can be photographed.

データ入力部２は制御装置４と接続し、タッチパネルやキーボード等の入力手段を有している。データ入力部２は、ユーザが入力した太陽電池パネル５の情報(太陽電池パネル寸法、定格出力、セル枚数、セル配置、セル寸法、ブスバー本数、ブスバー幅などのデータを入力)を制御装置４へ送信する。   The data input unit 2 is connected to the control device 4 and has input means such as a touch panel and a keyboard. The data input unit 2 inputs information about the solar panel 5 input by the user (inputs data such as solar panel dimensions, rated output, number of cells, cell arrangement, cell dimensions, bus bar number, bus bar width) to the control device 4. Send.

表示部３は、制御装置４から受信した画像を表示する液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示手段を備えている。   The display unit 3 includes display means such as a liquid crystal display device or an organic EL display device that displays an image received from the control device 4.

加熱ヘッド移動装置６は、制御装置４と接続し、制御装置４から入力された焦点位置に基づいて、太陽電池パネル５の面方向（Ｘ−Ｙ方向）において加熱ヘッド７を移動する。   The heating head moving device 6 is connected to the control device 4, and moves the heating head 7 in the surface direction (XY direction) of the solar cell panel 5 based on the focal position input from the control device 4.

加熱ヘッド７は、制御装置４と接続し、制御装置４から入力された焦点位置に基づいて、太陽電池パネル５の高さ方向（Ｚ方向）における焦点位置を調整して、太陽電池パネル５に向けてレーザを出力する。   The heating head 7 is connected to the control device 4, and adjusts the focal position in the height direction (Z direction) of the solar cell panel 5 based on the focal position input from the control device 4. A laser is output.

擬似太陽光ランプ８は太陽電池パネル５の全体を照明するように設置されている。擬似太陽光ランプ８は、制御装置４と接続し、制御装置４から入力されたタイミングで点灯および消灯する。   The simulated solar lamp 8 is installed so as to illuminate the entire solar cell panel 5. The simulated sunlight lamp 8 is connected to the control device 4 and is turned on and off at the timing input from the control device 4.

制御装置４は、熱画像解析部９と、直流電源１０と、座標設定部１１と、加熱ヘッド制御部１２と、補修終了判定部１３と、ＩＶ特性測定部（ソーラーシミュレータ）１４と、を備える。   The control device 4 includes a thermal image analysis unit 9, a DC power supply 10, a coordinate setting unit 11, a heating head control unit 12, a repair end determination unit 13, and an IV characteristic measurement unit (solar simulator) 14. .

熱画像解析部９は、赤外線カメラ１で撮影された画像を受信し、例えば図２に示すような受信した画像から太陽電池パネル５におけるはんだクラックの位置を解析して、補修すべき箇所を出力する。   The thermal image analysis unit 9 receives an image taken by the infrared camera 1, analyzes the position of the solder crack in the solar panel 5 from the received image as shown in FIG. 2, for example, and outputs a portion to be repaired To do.

直流電源１０は、熱画像解析部９からの制御信号に基づいて熱画像を取得するために太陽電池パネル５に通電可能に接続して、太陽電池セルに電流を流す。熱画像解析部９は、直流電源１０により太陽電池パネル５を通電して所定時間経過した後、赤外線カメラに熱画像を取得する信号を送り、熱画像から発熱箇所を解析して特定する。熱画像解析部９は、発熱箇所の座標を座標設定部１１へ通知する。   The direct current power source 10 is connected to the solar battery panel 5 so as to be energized in order to acquire a thermal image based on a control signal from the thermal image analysis unit 9, and causes a current to flow through the solar battery cell. The thermal image analysis unit 9 sends a signal for acquiring a thermal image to the infrared camera after energizing the solar battery panel 5 with the DC power source 10 and passes a predetermined time, and analyzes and identifies the heat generation location from the thermal image. The thermal image analysis unit 9 notifies the coordinate setting unit 11 of the coordinates of the heat generation location.

座標設定部１１は、熱画像解析部９から受信した太陽電池パネル５における補修箇所(発熱箇所)の位置と、データ入力部２から受信した太陽電池パネル５の情報とに基づいて、加熱ヘッド７から出力するレーザの焦点座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を設定して出力する。   The coordinate setting unit 11 is based on the position of the repair location (heat generation location) in the solar cell panel 5 received from the thermal image analysis unit 9 and the information on the solar cell panel 5 received from the data input unit 2. The focal coordinates (X, Y, Z) of the laser output from are set and output.

加熱ヘッド制御部１２は、座標設定部１１から受信したレーザ焦点のＸ座標とＹ座標とに基づいて、加熱ヘッド移動装置６により加熱ヘッド７のＸ座標とＹ座標とを移動し、レーザ焦点のＺ座標に基づいて加熱ヘッド７の絞りを設定し、所定の焦点座標へレーザを照射する。   The heating head control unit 12 moves the X coordinate and Y coordinate of the heating head 7 by the heating head moving device 6 based on the X coordinate and Y coordinate of the laser focus received from the coordinate setting unit 11, thereby adjusting the laser focus. The aperture of the heating head 7 is set based on the Z coordinate, and the laser is irradiated to a predetermined focal coordinate.

補修終了判定部１３は、座標設定部１１からの信号に基づいて、補修が終了したか否かを判定し、補修が終了したときにＩＶ特性測定部１４へ通知する。例えば、補修終了判定部１３は、座標設定部１１で設定され、未だ加熱ヘッド制御部１２へ出力されていない焦点座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）があるか否かにより、補修が終了したか否か判断してもよく、座標設定部１１が補修を終了したときに補修終了判定部１３へ通知するように構成し、補修終了判定部１３がこの通知を受信したか否かを判断してもよい。   The repair end determination unit 13 determines whether or not the repair is completed based on the signal from the coordinate setting unit 11, and notifies the IV characteristic measurement unit 14 when the repair is completed. For example, the repair end determination unit 13 determines whether or not the repair is completed depending on whether or not there are focal coordinates (X, Y, Z) that are set by the coordinate setting unit 11 and are not yet output to the heating head control unit 12. The coordinate setting unit 11 may be configured to notify the repair end determination unit 13 when the repair is completed, and the repair end determination unit 13 may determine whether the notification has been received. Good.

ＩＶ特性測定部１４は、擬似太陽光ランプ８及び太陽電池パネル５に接続している。ＩＶ特性測定部１４は、補修終了設定部１３から補修終了の通知を受信すると、擬似太陽光ランプ８を点灯して太陽電池パネル５のＩＶ特性を測定する。   The IV characteristic measurement unit 14 is connected to the pseudo solar lamp 8 and the solar cell panel 5. When the IV characteristic measurement unit 14 receives the notification of the completion of repair from the repair end setting unit 13, the IV characteristic measurement unit 14 turns on the pseudo solar light lamp 8 and measures the IV characteristics of the solar cell panel 5.

なお、本実施形態の太陽電池パネル５の補修装置は、安全のために、装置全体をレーザ光反射防止の覆い１１０で囲っている。   In addition, the repair apparatus of the solar cell panel 5 of this embodiment surrounds the whole apparatus with the cover 110 of laser beam reflection prevention for safety.

続いて、本実施形態の太陽電池パネルの補修方法について説明する。
図４は、本実施形態の太陽電池パネルの補修方法の一例を説明するフローチャートである。 Then, the repair method of the solar cell panel of this embodiment is demonstrated.
FIG. 4 is a flowchart for explaining an example of a method for repairing a solar cell panel according to this embodiment.

まず、ユーザがデータ入力部２を操作して、太陽電池パネル５の寸法、定格出力、セル枚数、セル配置、セル寸法、ブスバー本数、ブスバー幅などのデータを入力する。データ入力部２はデータを制御装置４の座標設定部１１へ送信する（ステップＳＴ１）。   First, the user operates the data input unit 2 to input data such as the dimensions, rated output, number of cells, cell arrangement, cell dimensions, bus bar number, bus bar width, etc. of the solar battery panel 5. The data input unit 2 transmits data to the coordinate setting unit 11 of the control device 4 (step ST1).

続いて、ＩＶ特性測定部１４が、擬似太陽光ランプ８を点灯して、太陽電池パネル５のＩＶ特性を測定する（ステップＳＴ２）。具体的には太陽電池パネルに擬似太陽光を照射し、太陽電池パネルに接続した負荷を変化させて取得したＩＶカーブから最大出力を求める。   Subsequently, the IV characteristic measurement unit 14 turns on the simulated solar lamp 8 and measures the IV characteristic of the solar cell panel 5 (step ST2). Specifically, the solar cell panel is irradiated with simulated sunlight, and the maximum output is obtained from the IV curve obtained by changing the load connected to the solar cell panel.

ＩＶ特性測定部１４は、ステップＳＴ２で求めた最大出力が所定の出力以上ある場合には、補修は行なわずに終了する（ステップＳＴ３）。このとき、ＩＶ特性測定部１４は、例えば表示部３に補修を行わずに処理を終了する旨を表示してユーザへ通知する。   If the maximum output obtained in step ST2 is greater than or equal to the predetermined output, the IV characteristic measurement unit 14 ends without performing repair (step ST3). At this time, for example, the IV characteristic measurement unit 14 displays on the display unit 3 that the process is to be terminated without performing repairs, and notifies the user.

ステップＳＴ２で求めた最大出力が所定の出力以下の場合、熱画像解析部９は、ＩＶ特性測定部１４からの信号に基づいて、直流電源１０に太陽電池パネル５に通電する信号を送る。（ステップＳＴ４）。このとき、直流電源１０の電圧は太陽電池パネル５の開放電圧相当とし、電流は太陽電池パネル５の最適動作電流相当あればよい。   When the maximum output obtained in step ST <b> 2 is less than or equal to the predetermined output, the thermal image analysis unit 9 sends a signal for energizing the solar cell panel 5 to the DC power supply 10 based on the signal from the IV characteristic measurement unit 14. (Step ST4). At this time, the voltage of the DC power source 10 may correspond to the open circuit voltage of the solar cell panel 5, and the current may correspond to the optimum operating current of the solar cell panel 5.

続いて、太陽電池パネル５を通電して所定時間経過した後、熱画像解析部９は赤外線カメラ１で撮影した画像を取得する（ステップＳＴ５）。熱画像解析部９は、取得した画像から太陽電池パネル５におけるはんだクラック１００の位置を解析し、座標設定部１１へ出力する。このとき、熱画像解析部９は必要に応じて取得した画像を表示部３へ送信して表示する。   Subsequently, after energizing the solar cell panel 5 and a predetermined time has elapsed, the thermal image analysis unit 9 acquires an image photographed by the infrared camera 1 (step ST5). The thermal image analysis unit 9 analyzes the position of the solder crack 100 in the solar cell panel 5 from the acquired image, and outputs it to the coordinate setting unit 11. At this time, the thermal image analysis unit 9 transmits the acquired image to the display unit 3 for display as necessary.

座標設定部１１は、熱画像解析部９から取得したはんだクラック１００の位置、および、データ入力部２から入力された太陽電池パネル５の情報に基づいて加熱ヘッド７の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を設定する（ステップＳＴ６）。座標設定部１１は、設定した座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を加熱ヘッド制御部１２へ出力する。なお、はんだクラック１００が複数ある場合には、座標設定部１１は複数のはんだクラックに対応する複数の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を設定し、順次加熱ヘッド制御部１２へ出力する。   The coordinate setting unit 11 determines the coordinates (X, Y, Z) of the heating head 7 based on the position of the solder crack 100 acquired from the thermal image analysis unit 9 and the information of the solar cell panel 5 input from the data input unit 2. ) Is set (step ST6). The coordinate setting unit 11 outputs the set coordinates (X, Y, Z) to the heating head control unit 12. When there are a plurality of solder cracks 100, the coordinate setting unit 11 sets a plurality of coordinates (X, Y, Z) corresponding to the plurality of solder cracks and sequentially outputs them to the heating head control unit 12.

加熱ヘッド制御部１２は、受信した座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に基づいて、加熱ヘッド移動装置６および加熱ヘッド７を制御して、加熱ヘッド７から出射するレーザの焦点位置を所定の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とする（ステップＳＴ７）。   The heating head control unit 12 controls the heating head moving device 6 and the heating head 7 based on the received coordinates (X, Y, Z), and sets the focal position of the laser emitted from the heating head 7 to predetermined coordinates ( X, Y, Z) (step ST7).

加熱ヘッド７を所定の位置に移動した後、加熱ヘッド制御部１２は、加熱ヘッド７からレーザを出射して、所定の座標（Ｘ、Ｙ、Ｘ）のはんだを再溶融する（ステップＳＴ８）。   After moving the heating head 7 to a predetermined position, the heating head controller 12 emits a laser from the heating head 7 to remelt the solder at predetermined coordinates (X, Y, X) (step ST8).

図５は、レーザ光を太陽電池パネル５の表面ガラス５４側から入射して、ブスバー５２を加熱している様子を概略的に示す図である。
ここでは、加熱ヘッド７から出力するレーザ光をブスバー５２の方向Ｘにおける幅相当に絞り、ブスバー５２が延びる方向（方向Ｙ）に沿って移動させながら、はんだを再溶融させる。これにより、はんだクラック１００が補修される。 FIG. 5 is a diagram schematically showing a state in which the laser beam is incident from the surface glass 54 side of the solar cell panel 5 and the bus bar 52 is heated.
Here, the laser light output from the heating head 7 is narrowed down to a width corresponding to the width of the bus bar 52 in the direction X, and the solder is remelted while moving along the direction (direction Y) in which the bus bar 52 extends. Thereby, the solder crack 100 is repaired.

続いて、補修終了判定部１３により、すべての補修が終了したか否か判断する（ステップＳＴ９）。   Subsequently, the repair end determination unit 13 determines whether all repairs have been completed (step ST9).

ステップＳＴ９で全ての補修が終了していないと判断した場合、座標設定部１１から加熱ヘッド制御部１２へ補修されていないはんだクラックの座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が出力され、ステップＳＴ７及びステップＳＴ８の処理を行う。   If it is determined in step ST9 that all repairs have not been completed, the coordinates (X, Y, Z) of solder cracks that have not been repaired are output from the coordinate setting unit 11 to the heating head control unit 12, and step ST7 and step ST9 are performed. The process of ST8 is performed.

ステップＳＴ９で全ての補修が終了したと判断した場合、補修終了判定部１３がＩＶ特性測定部１４へ通知し、ＩＶ特性測定部１４が擬似太陽光８を点灯して太陽電池パネル５のＩＶ特性を測定し、ＩＶ特性測定部１４により、再度ＩＶ特性を測定して出力が回復したことを確認する（ステップＳＴ１０）。   When it is determined in step ST9 that all repairs have been completed, the repair end determination unit 13 notifies the IV characteristic measurement unit 14, and the IV characteristic measurement unit 14 turns on the simulated sunlight 8 and the IV characteristics of the solar battery panel 5 The IV characteristic measurement unit 14 measures the IV characteristic again and confirms that the output has been recovered (step ST10).

上記のように、本実施形態の太陽電池パネル補修方法及び装置によれば、一定期間使用して出力が低下した太陽電池パネルの出力を回復させることが可能であり、その結果、太陽電池パネルを再利用可能として廃棄物を大幅に減らすことができる。   As described above, according to the solar cell panel repairing method and apparatus of the present embodiment, it is possible to recover the output of the solar cell panel that has been used for a certain period of time and the output is reduced. Recyclables can greatly reduce waste.

すなわち、本実施形態の太陽電池パネル５の補修装置及び補修方法によれば、一定期間使用された太陽電池パネルについて、出力を回復するための補修装置及び補修方法を提供することができる。   That is, according to the repair device and the repair method of the solar cell panel 5 of the present embodiment, it is possible to provide a repair device and a repair method for recovering the output of the solar cell panel that has been used for a certain period.

なお、はんだの融点は、共晶はんだの場合１８３℃であるため、はんだが溶融する温度では周囲の封止樹脂が溶融したり、発泡したりしてセル５１が浮くことがある。例えば充填材５３に気泡が残ると表面ガラス５４側から入射する光が気泡で分散して結晶Ｓｉセル５１の発電効率が低下することがある。   Since the melting point of the solder is 183 ° C. in the case of eutectic solder, the surrounding sealing resin may be melted or foamed at the temperature at which the solder melts, and the cell 51 may float. For example, if bubbles remain in the filler 53, light incident from the surface glass 54 side may be dispersed by the bubbles and the power generation efficiency of the crystalline Si cell 51 may be reduced.

図６乃至図８は、太陽電池パネルの裏面側に押さえ冶具を当ててレーザを照射する方法の他の例を説明する図である。   6 to 8 are diagrams for explaining another example of a method of irradiating a laser by applying a pressing jig to the back surface side of the solar cell panel.

そこで本実施形態では、例えば図６に示すように、太陽電池パネル５の裏面に押さえ治具２００を配置して結晶Ｓｉセル５１の浮きを防止してもよい。   Therefore, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 6, a holding jig 200 may be disposed on the back surface of the solar cell panel 5 to prevent the crystal Si cell 51 from floating.

また、図６に示すように押さえ治具２００を当てると、押さえ治具２００から熱が逃げ、レーザによりはんだが溶融しにくくなることがある。そこで、図７に示すように、押さえ治具２００の先端にヒータ３００等の加熱手段あるいは断熱手段を取り付けてもよい。このことにより、レーザ照射により効率的にはんだを加熱することができる。   In addition, when the holding jig 200 is applied as shown in FIG. 6, heat may escape from the holding jig 200 and the solder may not be easily melted by the laser. Therefore, as shown in FIG. 7, a heating means such as a heater 300 or a heat insulating means may be attached to the tip of the holding jig 200. As a result, the solder can be efficiently heated by laser irradiation.

さらに、図８に示すように、充填材５３がはんだ溶融時の熱で損傷した箇所に、封止用フィルムＦＬＭを貼付して補修してもよい。充填材５３に熱可塑性樹脂を用いる場合には、図９に示すようにヒータ３００付き押さえ治具２００を使用して、局所加熱と同時に封止用フィルムＦＬＭを貼付してもよい。   Furthermore, as shown in FIG. 8, a sealing film FLM may be applied to a portion where the filler 53 has been damaged by heat at the time of melting of the solder for repair. When a thermoplastic resin is used for the filler 53, a sealing film FLM may be attached simultaneously with local heating using a holding jig 200 with a heater 300 as shown in FIG.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

ＦＬＭ…封止用フィルム、１…赤外線カメラ、２…データ入力部、３…表示部、４…制御装置、５…太陽電池パネル、５１…結晶Ｓｉセル、５２…ブスバー、５３…充填材、５４…表面ガラス、５５…裏面保護フィルム、５６…保護枠、５７…銀ペースト、５８…はんだペースト、６…加熱ヘッド移動装置、７…加熱ヘッド、８…擬似太陽光ランプ、８…擬似太陽光、９…熱画像解析部、１０…直流電源、１１…座標設定部、１２…加熱ヘッド制御部、１３…補修終了判定部１４…ＩＶ特性測定部、１００…クラック、２００…治具、３００…ヒータ（加熱手段）。   FLM ... sealing film, 1 ... infrared camera, 2 ... data input unit, 3 ... display unit, 4 ... control device, 5 ... solar cell panel, 51 ... crystalline Si cell, 52 ... bus bar, 53 ... filler, 54 DESCRIPTION OF SYMBOLS: Front glass, 55 ... Back surface protective film, 56 ... Protection frame, 57 ... Silver paste, 58 ... Solder paste, 6 ... Heating head moving device, 7 ... Heating head, 8 ... Simulated sunlight lamp, 8 ... Simulated sunlight, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Thermal image analysis part, 10 ... DC power supply, 11 ... Coordinate setting part, 12 ... Heating head control part, 13 ... Repair completion determination part 14 ... IV characteristic measurement part, 100 ... Crack, 200 ... Jig, 300 ... Heater (Heating means).

Claims (5)

太陽電池パネルに通電可能に接続した直流電源と、
前記太陽電池パネルの情報を入力するデータ入力部と、
前記太陽電池パネルを撮影する赤外線カメラと、
前記太陽電池パネルへレーザを出射する加熱ヘッドと、
前記直流電源からの通電により前記太陽電池パネルに発生した発熱箇所を前記赤外線カメラで撮影した画像から解析する熱画像解析部と、
前記太陽電池パネルの情報および前記発熱箇所に応じて前記加熱ヘッドから出射するレーザの焦点座標を設定する座標設定部と、
前記座標設定部で設定した焦点座標に応じて前記加熱ヘッドの位置および絞りを制御する加熱ヘッド制御部と、を備える太陽電池パネルの補修装置。 A direct current power source connected to the solar panel so as to be energized;
A data input unit for inputting information of the solar cell panel;
An infrared camera for photographing the solar panel;
A heating head for emitting a laser to the solar cell panel;
A thermal image analysis unit for analyzing a heat generation point generated in the solar cell panel by energization from the DC power source from an image taken by the infrared camera;
A coordinate setting unit for setting the focal coordinates of the laser emitted from the heating head in accordance with the information on the solar cell panel and the heat generation location;
A repair device for a solar cell panel, comprising: a heating head control unit that controls a position and a diaphragm of the heating head in accordance with the focal coordinates set by the coordinate setting unit. 前記加熱ヘッドから出射したレーザにより加熱される太陽電池パネルの箇所を、裏面側から支持する押さえ冶具をさらに備える請求項１記載の太陽電池パネルの補修装置。   The repair apparatus of the solar cell panel of Claim 1 further equipped with the pressing jig which supports the location of the solar cell panel heated with the laser radiate | emitted from the said heating head from a back surface side. 前記押さえ冶具は、前記太陽電池パネルの裏面を加熱する加熱手段をさらに備える請求項２記載の太陽電池パネルの補修装置。   The solar cell panel repair device according to claim 2, wherein the pressing jig further includes a heating unit that heats a back surface of the solar cell panel. 前記押さえ治具は、前記太陽電池パネルの裏面を加熱する加熱手段と、前記加熱手段と前記太陽電池パネルの裏面との間で押圧されて前記太陽電池パネルの裏面に貼付する封止用フィルムと、をさらに備える請求項２記載の太陽電池パネルの補修装置。   The pressing jig includes a heating unit that heats the back surface of the solar cell panel, and a sealing film that is pressed between the heating unit and the back surface of the solar cell panel and is attached to the back surface of the solar cell panel. The apparatus for repairing a solar cell panel according to claim 2, further comprising: 太陽電池パネルに通電可能に直流電源を接続して通電する工程と、
赤外線カメラで前記太陽電池パネルの画像を取得する工程と、
前記直流電源からの通電により前記太陽電池パネルに発生した発熱箇所を前記赤外線カメラで撮影した画像から解析する工程と、
前記発熱箇所に基づいて加熱ヘッドから出射するレーザの焦点座標を設定する工程と、
前記焦点座標に合わせて前記加熱ヘッドの位置および絞りを制御する工程と、を備えた太陽電池パネルの補修方法。 Connecting a DC power supply to the solar panel so that it can be energized,
Obtaining an image of the solar cell panel with an infrared camera;
A step of analyzing from the image captured by the infrared camera the heat generation point generated in the solar cell panel by energization from the DC power source;
Setting the focal coordinates of the laser emitted from the heating head based on the heat generation location;
And a step of controlling the position and aperture of the heating head in accordance with the focal coordinates.
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