Aplikácia trojosových servorobotov v priemysle fotovoltiky s novou energiou

Aplikácia trojosových servorobotov v priemysle fotovoltiky s novou energiou

Na pozadí zrýchlenej globálnej energetickej transformácie sa fotovoltaický priemysel rozširuje priemerným ročným tempom rastu v dvojciferných číslach. Správy z odvetvia naznačujú, že globálny trh s automatizáciou solárnych fariem dosiahol v roku 2023 hodnotu 7,8 miliardy dolárov a predpokladá sa, že do roku 2030 prekročí 18 miliárd dolárov. Za týmto explozívnym rastom sa skrýva neúnavné úsilie fotovoltaického výrobného priemyslu o presnosť, efektívnosť a stabilitu. Trojosové servo robotys ich jedinečnými technologickými výhodami sa stávajú kľúčovými automatizačnými zariadeniami spájajúcimi celý reťazec fotovoltaického priemyslu.

Presnosť a efektivita: Hlavné požiadavky fotovoltického priemyslu na roboty

Výrobný proces fotovoltaických produktov siaha od spracovania kremíkového materiálu, výroby článkov, balenia modulov až po prevádzku a údržbu elektrárne. Každá fáza kladie prísne nároky na automatizačné zariadenia. Hrúbka kremíkových doštičiek sa znížila z tradičných 160 μm na menej ako 100 μm; tento papierovo tenký materiál sa ľahko poškodí aj malými nárazmi. Každé 0,1 % zvýšenie účinnosti konverzie článkov si vyžaduje kontrolu na mikrónovej úrovni vo výrobnom procese. Konzistencia balenia modulov priamo určuje stabilitu výroby energie elektrárne počas jej 25-ročnej životnosti.

Trojosové servo roboty vďaka presnej koordinácii v rozmeroch X, Y a Z a riadeniu servosystému v uzavretej slučke dokonale spĺňajú tieto požiadavky. V porovnaní s tradičnými pneumatickými alebo krokovými zariadeniami dosahuje ich opakovateľnosť ±0,02 mm s minimálnym časom zodpovedania iba 1,4 sekundy. Pri dosahovaní vysokorýchlostnej prevádzky kontrolujú mieru zlomenia kremíkových doštičiek pod 0,03 %, čo je oveľa menej ako 1,2 % pri manuálnej prevádzke. Táto dvojitá výhoda „vysoká presnosť + vysoká rýchlosť“ z nich robí kľúčovú súčasť automatizovaných výrobných liniek pre fotovoltaiku.

Úplná penetrácia procesu: Tri základné scenáre použitia trojosových servorobotov

1. Výroba kremíkových doštičiek: Presná ochrana od kremíkových tyčí až po doštičky

V procese výroby kremíkových doštičiek, od rezania polykryštalických kremíkových ingotov cez krájanie monokryštalických kremíkových tyčí až po procesy predbežného spracovania, ako je čistenie a textúrovanie, zohrávajú trojosové servo roboty kľúčovú úlohu pri prenose materiálu. Vďaka systému pohonu s krokovým motorom riadeným PLC... Robot môže adaptívne sa prispôsobuje v trojrozmernom priestore. V kombinácii s prispôsobeným koncovým efektorom s vákuovou prísavkou dokáže plynulo uchopiť kremíkové doštičky rôznych špecifikácií.

Na výrobnej linke tenkých kremíkových doštičiek spoločnosti First Solar v USA pracuje trojosový servo robot v spojení s laserovým rezacím zariadením na dosiahnutie okamžitého prenosu a triedenia kremíkových doštičiek po rezaní. To zlepšuje efektivitu spracovania tohto procesu o 40 % a znižuje mieru odštiepenia hrán kremíkových doštičiek o 65 %. Táto vysoko efektívna spolupráca nielenže znižuje medzikroky vyrovnávacej pamäte, ale tiež znižuje riziko kontaminácie vďaka úplne bezkontaktnému procesu, čím sa kladie pevný základ pre následnú výrobu článkov.

2. Výroba buniek: Prevádzka na mikrónovej úrovni zaisťuje účinnosť konverzie

Výroba článkov je jadrom fotovoltaickej výroby. Najmä s rozsiahlym zavádzaním vysokoúčinných technológií článkov, ako sú HJT a TOPCon, sa kladú vyššie nároky na úroveň automatizácie procesov, ako je tlač elektród, povlakovanie a laserové dopovanie. Aplikácia trojosové servo roboty v tomto procese sa odráža najmä v presnom dokovaní a koordinácii parametrov medzi procesnými zariadeniami.

V procese nanášania povlakov HJT článkov metódou PECVD na doskové povrchy musí robot presne presúvať kremíkový plátok do povlakovacej komory. Jeho chyba polohovania priamo ovplyvňuje rovnomernosť vrstvy filmu. V riešení európskeho výrobcu zariadení trojosový servo robot prostredníctvom komunikácie v reálnom čase s hlavným riadiacim systémom zariadenia riadi presnosť umiestnenia kremíkových plátkov v rozmedzí ±0,05 mm, čo pomáha hromadnej výrobe HJT článkov dosiahnuť priemernú účinnosť konverzie presahujúcu 25 %. V procese tlače elektród umožňuje robot v spojení so systémom rozpoznávania obrazu vysokorýchlostné otáčanie a polohovanie článkov, čím sa zvyšuje kapacita tlače o 30 %.

3. Balenie modulov a prevádzka a údržba elektrárne: Posilnenie počas celého životného cyklu

V procese balenia modulov je trojosový servo robot zodpovedný za automatizované stohovanie materiálov, ako je fotovoltaické sklo, EVA fólia, reťazce článkov a spodné vrstvy, ako aj za montáž a lepenie rámov. Jeho kolaboratívne schopnosti s viacerými stupňami voľnosti sa dokážu prispôsobiť výrobným potrebám modulov rôznych veľkostí, od štandardných 166 mm modulov až po ultra veľké 210 mm moduly, pričom pre rýchle prepínanie je potrebné len nastaviť program, čím sa výrazne znižujú náklady na úpravu výrobnej linky.

V oblasti prevádzky a údržby elektrární postupne nahrádzajú manuálnu prácu čistiace a kontrolné roboty vybavené trojosovými servosystémami. Robotické ramenoZariadenia sa môžu flexibilne pohybovať po fotovoltaických paneloch a čistiť moduly pomocou vysokotlakových vodných pištolí alebo kefiek, pričom súčasne identifikujú poruchy v miestach spaľovania pomocou detekčných modulov koncových efektorov. Údaje ukazujú, že automatizované čistiace systémy môžu zvýšiť výrobu energie z modulov o 5 % – 8 % a zároveň znížiť náklady na údržbu o 42 % v porovnaní s manuálnym čistením. Pri plne automatizovanom nasadení fotovoltaickej elektrárne Sudair s výkonom 600 MW v Saudskej Arábii znížilo použitie takýchto robotických ramien ročné straty výroby energie v elektrárni o 37 %.

Technologická integrácia: Budúci smer vývoja fotovoltaických robotických ramien

Keďže sa fotovoltaický priemysel transformuje smerom k „vysokej účinnosti, tenším doštičkám a inteligencii“, trojosové servo robotické ramená sa vyvíjajú v troch smeroch: po prvé, integrácia s technológiou digitálnych dvojčiat na optimalizáciu trajektórií pohybu prostredníctvom virtuálnej simulácie, čím sa skráti čas ladenia zariadení o 50 %; po druhé, integrácia systémov videnia s umelou inteligenciou na dosiahnutie detekcie a klasifikácie povrchových defektov kremíkových doštičiek v reálnom čase, čím sa zlepší výťažnosť procesu; a po tretie, vývoj modelov so silnejšou odolnosťou voči poveternostným vplyvom, ktoré sa prispôsobia potrebám údržby elektrární v extrémnych prostrediach, ako sú púšte a náhorné plošiny, s rozsahom prevádzkových teplôt rozšíreným na -40 ℃ až 85 ℃.

Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC) vyvíja komunikačný protokol pre automatizáciu fotovoltaiky, ktorý ďalej podporí prepojenie medzi trojosovými servorobotmi a systémami výroby fotovoltaiky. V budúcnosti nebudú tieto automatizované zariadenia len samostatnými výkonnými jednotkami, ale stanú sa aj kľúčovými uzlami v digitálnej transformácii fotovoltaického priemyslu a poskytnú solídnu podporu globálnym cieľom v oblasti čistej energie.

Funkcia jedného robota Robot#Servomotorový robot#Štvorosový robot#Servo štandard#Robot M#Priemyselný robot

Webová stránka:https://www.zhiyirobotics.com/

E-mail:sales@zhiyirobotics.com