Toepassing van drie-assige servorobots in de fotovoltaïsche industrie voor nieuwe energie

Toepassing van drie-assige servorobots in de fotovoltaïsche industrie voor nieuwe energie

Tegen de achtergrond van de versnelde wereldwijde energietransitie groeit de fotovoltaïsche industrie met een gemiddeld jaarlijks groeipercentage van meer dan 10%. Brancheverslagen geven aan dat de wereldwijde markt voor automatisering van zonneparken in 2023 een omvang van 7,8 miljard dollar bereikte en naar verwachting in 2030 de 18 miljard dollar zal overschrijden. Achter deze explosieve groei schuilt het voortdurende streven van de fotovoltaïsche productie-industrie naar precisie, efficiëntie en stabiliteit. Drie-assige servorobotsMet hun unieke technologische voordelen worden ze steeds belangrijker als automatiseringsapparatuur die de gehele keten van de fotovoltaïsche industrie met elkaar verbindt.

Precisie en efficiëntie: de kerneisen van de fotovoltaïsche industrie voor robots

Het productieproces van fotovoltaïsche producten omvat alles van de verwerking van siliciummateriaal, de productie van zonnecellen en de verpakking van modules tot de exploitatie en het onderhoud van energiecentrales. Elke fase stelt hoge eisen aan de automatiseringsapparatuur. De dikte van siliciumwafers is afgenomen van de traditionele 160 μm tot minder dan 100 μm; dit flinterdunne materiaal raakt gemakkelijk beschadigd, zelfs door lichte stoten. Elke toename van 0,1% in de conversie-efficiëntie van een zonnecel vereist nauwkeurige controle op micronniveau in het productieproces. De consistentie van de moduleverpakking bepaalt direct de stabiliteit van de energieopwekking van een energiecentrale gedurende de gehele levensduur van 25 jaar.

Drie-assige servorobots voldoen perfect aan deze eisen dankzij nauwkeurige coördinatie in de X-, Y- en Z-richting en gesloten-lusregeling van een servosysteem. In vergelijking met traditionele pneumatische of stappenmotoraangedreven apparatuur bereiken ze een herhaalbaarheid van ±0,02 mm, met een minimale oppaktijd van slechts 1,4 seconden. Terwijl ze op hoge snelheid werken, beperken ze het breukpercentage van siliciumwafers tot minder dan 0,03%, aanzienlijk lager dan de 1,2% bij handmatige bediening. Dit dubbele voordeel van "hoge precisie + hoge snelheid" maakt ze tot een essentieel onderdeel van geautomatiseerde productielijnen voor fotovoltaïsche cellen.

Volledige procespenetratie: drie kerntoepassingsscenario's voor drie-assige servorobots

1. Productie van siliciumwafels: Nauwkeurige bescherming van siliciumstaven tot wafels

In het productieproces van siliciumwafels, van het snijden van polykristallijne siliciumblokken tot het snijden van monokristallijne siliciumstaven en vervolgens tot voorbewerkingsprocessen zoals reinigen en textureren, spelen drie-assige servorobots een cruciale rol in het materiaaltransport. Door gebruik te maken van een PLC-gestuurd stappenmotoraandrijfsysteem, Robot kan Het apparaat past zich adaptief aan in driedimensionale ruimte. In combinatie met een op maat gemaakte vacuümzuignap kan het siliciumwafers van verschillende specificaties soepel vastgrijpen.

In de productielijn voor dunne siliciumwafers van First Solar in de VS werkt een drie-assige servorobot samen met lasersnijapparatuur om de siliciumwafers direct na het snijden te transporteren en te sorteren. Dit verbetert de verwerkingsefficiëntie met 40% en vermindert de kans op afbrokkeling van de randen van de siliciumwafers met 65%. Deze zeer efficiënte samenwerking vermindert niet alleen de tussenstappen, maar verkleint ook het risico op contaminatie door een volledig contactloos proces, waarmee een solide basis wordt gelegd voor de daaropvolgende celproductie.

2. Celproductie: Werking op micronniveau garandeert conversie-efficiëntie

De productie van zonnecellen vormt de kern van de fotovoltaïsche productie. Vooral met de wijdverspreide toepassing van hoogrendementsceltechnologieën zoals HJT en TOPCon worden er hogere eisen gesteld aan de automatiseringsgraad van processen zoals elektrodeprinten, coaten en laserdoping. De toepassing van drie-assige servorobots in dit proces Dit komt vooral tot uiting in de nauwkeurige koppeling en parametercoördinatie tussen de procesapparatuur.

Bij het plaatvormige PECVD-coatingproces van HJT-cellen moet de robot de siliciumwafer nauwkeurig naar de coatingkamer transporteren. Een positioneringsfout heeft direct invloed op de uniformiteit van de filmlaag. In een oplossing van een Europese fabrikant regelt een drie-assige servorobot, via realtime communicatie met het hoofdbesturingssysteem van de apparatuur, de positioneringsnauwkeurigheid van de siliciumwafer tot op ±0,05 mm. Dit draagt ​​bij aan een gemiddelde conversie-efficiëntie van meer dan 25% bij de massaproductie van HJT-cellen. Bij het printen van elektroden maakt de robot, in combinatie met een beeldherkenningssysteem, het snel kantelen en positioneren van de cellen mogelijk, waardoor de printcapaciteit met 30% toeneemt.

3. Moduleverpakking en exploitatie en onderhoud van energiecentrales: volledige levenscyclusbeheer

Tijdens het verpakken van de modules is de drie-assige servorobot verantwoordelijk voor het automatisch stapelen van materialen zoals fotovoltaïsch glas, EVA-folie, celstrengen en achterplaten, evenals voor het assembleren en lijmen van de frames. Dankzij de samenwerkingsmogelijkheden met meerdere vrijheidsgraden kan de robot zich aanpassen aan de productiebehoeften van modules van verschillende formaten, van standaardmodules van 166 mm tot ultragrote modules van 210 mm. Hiervoor zijn slechts programmatische aanpassingen nodig voor snelle omschakeling, wat de kosten voor aanpassingen aan de productielijn aanzienlijk verlaagt.

In de sector van de exploitatie en het onderhoud van energiecentrales vervangen reinigings- en inspectierobots met drie-assige servosystemen geleidelijk aan handarbeid. RobotarmRobotarmen kunnen zich flexibel bewegen op zonnepanelen en met hogedrukspuiten of borstels de modules reinigen, terwijl ze tegelijkertijd defecten door oververhitting detecteren met behulp van detectiemodules aan de uiteinden. Uit gegevens blijkt dat geautomatiseerde reinigingssystemen de energieopwekking van modules met 5% tot 8% kunnen verhogen en de onderhoudskosten met 42% kunnen verlagen in vergelijking met handmatige reiniging. Bij de volledig geautomatiseerde installatie van de 600 MW Sudair-zonne-energiecentrale in Saoedi-Arabië heeft de toepassing van dergelijke robotarmen het jaarlijkse energieverlies van de centrale met 37% verminderd.

Technologische integratie: de toekomstige ontwikkelingsrichting van fotovoltaïsche robotarmen

Naarmate de fotovoltaïsche industrie zich ontwikkelt richting "hoge efficiëntie, dunnere wafers en intelligentie", evolueren drie-assige servorobotarmen in drie richtingen: Ten eerste, integratie met digitale tweelingtechnologie om bewegingstrajecten te optimaliseren door middel van virtuele simulatie, waardoor de debugtijd van apparatuur met 50% wordt verkort; ten tweede, integratie met AI-visiesystemen voor realtime detectie en classificatie van defecten aan het oppervlak van siliciumwafers, waardoor de procesopbrengst verbetert; en ten derde, ontwikkeling van modellen met een grotere weerbestendigheid om te voldoen aan de onderhoudsbehoeften van energiecentrales in extreme omgevingen zoals woestijnen en hooglanden, met bedrijfstemperaturen die variëren van -40℃ tot 85℃.

De Internationale Elektrotechnische Commissie (IEC) ontwikkelt een communicatieprotocol voor fotovoltaïsche automatisering dat de interconnectie tussen drie-assige servorobots en fotovoltaïsche productiesystemen verder zal bevorderen. In de toekomst zullen deze geautomatiseerde apparaten niet alleen als afzonderlijke uitvoerende eenheden fungeren, maar ook als kernknooppunten in de digitale transformatie van de fotovoltaïsche industrie, waarmee ze een solide basis vormen voor de wereldwijde doelstellingen op het gebied van schone energie.

Enkele robot#Functie van De robot#ServomotorRobot#VierassigeRobot#ServoStandaard#Robot M#EenIndustriëleRobot

Website:https://www.zhiyirobotics.com/

E-mail:sales@zhiyirobotics.com