Приложение на триосни серво роботи в новата енергийна фотоволтаична индустрия

Приложение на триосни серво роботи в новата енергийна фотоволтаична индустрия

На фона на ускорения глобален енергиен преход, фотоволтаичната индустрия се разраства със среден годишен темп на растеж от двуцифрени числа. Докладите за индустрията показват, че размерът на световния пазар за автоматизация на слънчеви ферми е достигнал 7,8 милиарда долара през 2023 г. и се очаква да надхвърли 18 милиарда долара до 2030 г. Зад този експлозивен растеж се крие неуморният стремеж на фотоволтаичната производствена индустрия към прецизност, ефективност и стабилност. Триосни серво роботи, с техните уникални технологични предимства, се превръщат в ключово оборудване за автоматизация, свързващо цялата верига на фотоволтаичната индустрия.

Прецизност и ефективност: Основните изисквания на фотоволтаичната индустрия към роботите

Производственият процес на фотоволтаични продукти обхваща всичко - от обработка на силициев материал, производство на клетки, опаковане на модули до експлоатация и поддръжка на електроцентрали. Всеки етап поставя строги изисквания към автоматизираното оборудване. Дебелината на силициевите пластини е намаляла от традиционните 160μm до под 100μm; този тънък като хартия материал лесно се поврежда дори от леки удари. Всяко увеличение от 0,1% на ефективността на преобразуване на клетките изисква контрол на микронно ниво в производствения процес. Последователността на опаковането на модулите определя пряко стабилността на производството на енергия на електроцентралата през нейния 25-годишен живот.

Триосните серво роботи, чрез прецизна координация в размерите X, Y и Z и управление със затворен контур на серво система, перфектно отговарят на тези изисквания. В сравнение с традиционното пневматично или стъпково задвижвано оборудване, тяхната повторяемост достига ±0,02 мм, с минимално време за задействане от само 1,4 секунди. Докато постигат високоскоростна работа, те контролират процента на счупване на силициевите пластини при работа под 0,03%, далеч по-ниско от 1,2% при ръчната работа. Това двойно предимство на „висока прецизност + висока скорост“ ги прави основен компонент на автоматизираните производствени линии за фотоволтаици.

Пълно проникване в процеса: Три основни сценария на приложение на триосни серво роботи

1. Производство на силициеви пластини: Прецизна защита от силициеви пръчки до пластини

В производствения процес на силициеви пластини, от рязане на поликристален силициев блок до нарязване на монокристален силициев прът и след това до предварителни процеси на обработка, като почистване и текстуриране, триосните серво роботи играят ключова роля в трансфера на материала. Използвайки PLC-контролирана задвижваща система със стъпков двигател, Роботът може адаптивно се настройва в триизмерно пространство. В комбинация с персонализиран вакуумен вендузен ефектор, той може плавно да захваща силициеви пластини с различни спецификации.

В производствената линия за тънки силициеви пластини на First Solar в САЩ, триосен серво робот работи съвместно с оборудване за лазерно рязане, за да постигне незабавно прехвърляне и сортиране на силициевите пластини след рязане. Това подобрява ефективността на обработката на този процес с 40% и намалява процента на отчупване на ръбовете на силициевите пластини с 65%. Тази високоефективна колаборация не само намалява междинните буферни стъпки, но и намалява риска от замърсяване чрез напълно безконтактен процес, полагайки солидна основа за последващо производство на клетки.

2. Производство на клетки: Работата на микронно ниво осигурява ефективност на преобразуването

Производството на клетки е ядрото на фотоволтаичното производство. Особено с широкото разпространение на високоефективни клетъчни технологии като HJT и TOPCon, се поставят по-високи изисквания към нивата на автоматизация на процеси като печат на електроди, нанасяне на покрития и лазерно легиране. Приложението на триосни серво роботи в този процес се отразява главно в прецизното скачване и координация на параметрите между технологичното оборудване.

В процеса на нанасяне на покритие с PECVD от пластинчат тип на HJT клетки, роботът трябва точно да транспортира силициевата пластина в камерата за нанасяне на покритие. Грешката в позиционирането му влияе пряко върху равномерността на филмовия слой. В решение на европейски производител на оборудване, триосен серво робот, чрез комуникация в реално време с основната система за управление на оборудването, контролира точността на поставяне на силициевите пластини в рамките на ±0,05 мм, помагайки на масовото производство на HJT клетки да постигне средна ефективност на преобразуване над 25%. В процеса на печат на електроди, роботът, заедно със система за визуално разпознаване, позволява високоскоростно обръщане и позициониране на клетките, увеличавайки капацитета за печат с 30%.

3. Опаковка на модули и експлоатация и поддръжка на електроцентрала: Овластяване за целия жизнен цикъл

В процеса на опаковане на модули, триосният серво робот е отговорен за автоматизираното подреждане на материали като фотоволтаично стъкло, EVA фолио, клетъчни низове и задни листове, както и за сглобяването и залепването на рамките. Неговите възможности за сътрудничество с множество степени на свобода могат да се адаптират към производствените нужди на модули с различни размери, от стандартни 166 мм модули до ултра големи 210 мм модули, изисквайки само програмни настройки за бързо превключване, което значително намалява разходите за модификация на производствената линия.

В областта на експлоатацията и поддръжката на електроцентрали, роботите за почистване и инспекция, оборудвани с триосни серво системи, постепенно заместват ръчния труд. Тези... Роботизирана ръкамогат да се движат гъвкаво по фотоволтаичните панели, работейки с водни пистолети под високо налягане или четки за почистване на модулите, като едновременно с това идентифицират дефекти в горещи точки чрез модули за откриване на крайни ефектори. Данните показват, че автоматизираните системи за почистване могат да увеличат производството на енергия от модулите с 5%-8%, като същевременно намалят разходите за поддръжка с 42% в сравнение с ръчното почистване. При напълно автоматизираното внедряване на фотоволтаичната електроцентрала Sudair с мощност 600 MW в Саудитска Арабия, прилагането на такива роботизирани ръце намали годишните загуби на производство на електроенергия на централата с 37%.

Технологична интеграция: Бъдещата посока на развитие на фотоволтаичните роботизирани ръце

Тъй като фотоволтаичната индустрия се трансформира към „висока ефективност, по-тънки пластини и интелигентност“, триосните серво роботизирани ръце се развиват в три посоки: Първо, интегриране с технологията за цифрови близнаци за оптимизиране на траекториите на движение чрез виртуална симулация, намалявайки времето за отстраняване на грешки в оборудването с 50%; второ, интегриране на системи за зрение с изкуствен интелект за постигане на откриване и класифициране на повърхностни дефекти на силициевите пластини в реално време, подобрявайки добива на процеса; и трето, разработване на модели с по-силна устойчивост на атмосферни влияния, които да се адаптират към нуждите от поддръжка на електроцентрали в екстремни условия като пустини и плата, с работни температурни диапазони, разширени до -40℃ до 85℃.

Международната електротехническа комисия (IEC) разработва комуникационен протокол за автоматизация на фотоволтаичната система, който ще насърчи допълнително взаимовръзката между триосни серво роботи и фотоволтаични производствени системи. В бъдеще това автоматизирано оборудване не само ще бъде единични изпълнителни устройства, но и ще се превърне в основни възли в дигиталната трансформация на фотоволтаичната индустрия, осигурявайки солидна подкрепа за глобалните цели за чиста енергия.

Единичен робот#Функция на Роботът#Серво моторен робот#Четириосен робот#Серво стандарт#Робот M#Индустриален робот

Уебсайт:https://www.zhiyirobotics.com/

Имейл:sales@zhiyirobotics.com