Застосування тривісних сервороботів у фотоелектричній галузі нової енергетики

Застосування тривісних сервороботів у фотоелектричній галузі нової енергетики

На тлі прискореного глобального енергетичного переходу, фотоелектрична галузь зростає із середньорічним темпом зростання, що вимірюється двозначними числами. Галузеві звіти показують, що обсяг світового ринку автоматизації сонячних ферм досяг 7,8 мільярда доларів у 2023 році та, за прогнозами, перевищить 18 мільярдів доларів до 2030 року. За цим вибуховим зростанням стоїть невпинне прагнення фотоелектричної промисловості до точності, ефективності та стабільності. Тривісні сервороботи, з їхніми унікальними технологічними перевагами, стають ключовим обладнанням для автоматизації, що об'єднує весь ланцюг фотоелектричної галузі.

Точність та ефективність: основні вимоги фотоелектричної галузі до роботів

Процес виробництва фотоелектричної продукції охоплює все: від обробки кремнієвих матеріалів, виготовлення елементів, упаковки модулів до експлуатації та обслуговування електростанції. Кожен етап висуває суворі вимоги до автоматизованого обладнання. Товщина кремнієвих пластин зменшилася з традиційних 160 мкм до менш ніж 100 мкм; цей тонкий, як папір, матеріал легко пошкоджується навіть від незначних ударів. Кожне збільшення ефективності перетворення елементів на 0,1% вимагає контролю на мікронному рівні в процесі виробництва. Узгодженість упаковки модулів безпосередньо визначає стабільність виробництва електроенергії електростанцією протягом її 25-річного терміну служби.

Тривісні сервороботи, завдяки точній координації вимірів X, Y та Z, а також замкнутому циклу керування сервосистемою, ідеально відповідають цим вимогам. Порівняно з традиційним пневматичним або кроковим обладнанням, їхня повторюваність досягає ±0,02 мм, з мінімальним часом спрацьовування лише 1,4 секунди. Досягаючи високошвидкісної роботи, вони контролюють коефіцієнт поломки кремнієвих пластин нижче 0,03%, що значно нижче, ніж 1,2% при ручному управлінні. Ця подвійна перевага «висока точність + висока швидкість» робить їх основним компонентом автоматизованих виробничих ліній фотоелектричних систем.

Повне проникнення в процес: три основні сценарії застосування тривісних сервороботів

1. Виробництво кремнієвих пластин: прецизійний захист від кремнієвих стрижнів до пластин

У процесі виробництва кремнієвих пластин, від різання полікристалічного кремнієвого злитка до нарізання монокристалічного кремнієвого стрижня, а потім до процесів попередньої обробки, таких як очищення та текстурування, тривісні сервороботи відіграють вирішальну роль у переміщенні матеріалу. Використовуючи систему керування кроковим двигуном з ПЛК, Робот може адаптивно налаштовуватися у тривимірному просторі. У поєднанні зі спеціалізованим вакуумним присоском він може плавно захоплювати кремнієві пластини різних характеристик.

На виробничій лінії тонких кремнієвих пластин компанії First Solar у США тривісний серворобот працює разом з обладнанням для лазерного різання, щоб забезпечити негайне переміщення та сортування кремнієвих пластин після різання. Це підвищує ефективність обробки цього процесу на 40% та зменшує коефіцієнт відколювання країв кремнієвих пластин на 65%. Ця високоефективна співпраця не тільки зменшує проміжні буферні етапи, але й знижує ризик забруднення завдяки повністю безконтактному процесу, закладаючи міцну основу для подальшого виробництва елементів.

2. Виробництво клітин: робота на мікронному рівні забезпечує ефективність перетворення

Виробництво елементів є основою фотоелектричного виробництва. Особливо з широким впровадженням високоефективних технологій елементів, таких як HJT та TOPCon, висуваються підвищені вимоги до рівня автоматизації таких процесів, як друк електродів, покриття та лазерне легування. Застосування тривісні сервороботи в цьому процесі головним чином відображається в точній стикувальній схемі та узгодженні параметрів між технологічним обладнанням.

У процесі покриття PECVD пластинчастого типу на високоякісні транзисторні елементи робот повинен точно транспортувати кремнієву пластину в камеру для покриття. Його похибка позиціонування безпосередньо впливає на однорідність шару плівки. У рішенні європейського виробника обладнання тривісний серворобот, через зв'язок у режимі реального часу з головною системою керування обладнанням, контролює точність розміщення кремнієвих пластин у межах ±0,05 мм, допомагаючи масовому виробництву високоякісних транзисторних елементів досягти середньої ефективності перетворення понад 25%. У процесі друку електродів робот, у поєднанні із системою розпізнавання зору, забезпечує високошвидкісне перевертання та позиціонування елементів, збільшуючи продуктивність друку на 30%.

3. Пакування модулів та експлуатація й обслуговування електростанції: повне розширення можливостей життєвого циклу

У процесі пакування модулів тривісний серворобот відповідає за автоматизоване укладання таких матеріалів, як фотоелектричне скло, плівка EVA, ланцюжки елементів та задні шари, а також за складання та склеювання каркасів. Його можливості спільної роботи з кількома ступенями свободи можуть адаптуватися до виробничих потреб модулів різних розмірів, від стандартних модулів 166 мм до надвеликих модулів 210 мм, вимагаючи лише коригування програми для швидкого перемикання, що значно знижує витрати на модифікацію виробничої лінії.

У сфері експлуатації та технічного обслуговування електростанцій роботи для очищення та інспекції, оснащені тривісними сервосистемами, поступово замінюють ручну працю. Ці Роботизована рукаможуть гнучко переміщатися по фотоелектричних панелях, працюючи за допомогою водяних пістолетів високого тиску або щіток для очищення модулів, одночасно виявляючи дефекти гарячих точок за допомогою модулів виявлення кінцевих ефекторів. Дані показують, що автоматизовані системи очищення можуть збільшити вироблення енергії модулями на 5-8%, одночасно знижуючи витрати на обслуговування на 42% порівняно з ручним очищенням. Під час повністю автоматизованого розгортання фотоелектричної електростанції Sudair потужністю 600 МВт у Саудівській Аравії застосування таких роботизованих рук зменшило річні втрати виробництва електроенергії станцією на 37%.

Технологічна інтеграція: майбутній напрямок розвитку фотоелектричних роботизованих рук

Оскільки фотоелектрична галузь трансформується в бік «високої ефективності, тонших пластин та інтелекту», тривісні серворобоподібні маніпулятори розвиваються у трьох напрямках: по-перше, інтеграція з технологією цифрових двійників для оптимізації траєкторій руху за допомогою віртуального моделювання, що скорочує час налагодження обладнання на 50%; по-друге, інтеграція систем штучного інтелекту для досягнення виявлення та класифікації дефектів поверхні кремнієвих пластин у режимі реального часу, що покращує продуктивність процесу; та по-третє, розробка моделей з більшою стійкістю до погодних умов для адаптації до потреб технічного обслуговування електростанцій в екстремальних умовах, таких як пустелі та плоскогір'я, з діапазоном робочих температур від -40℃ до 85℃.

Міжнародна електротехнічна комісія (МЕК) розробляє протокол зв'язку для автоматизації фотоелектричних систем, який сприятиме подальшому взаємозв'язку між тривісними сервороботами та системами виробництва фотоелектричних систем. У майбутньому це автоматизоване обладнання буде не лише окремими виконавчими блоками, але й стане ключовими вузлами цифрової трансформації фотоелектричної галузі, забезпечуючи надійну підтримку глобальних цілей чистої енергії.

Функція одного робота Робот#Серводвигун-робот#Чотириосьовий робот#Сервостандарт#Робот M#Промисловий робот

Вебсайт:https://www.zhiyirobotics.com/

Електронна пошта:sales@zhiyirobotics.com