Aplicarea servo-roboților cu trei axe în industria fotovoltaică a energiei noi

Aplicarea servo-roboților cu trei axe în industria fotovoltaică a energiei noi

Pe fondul unei tranziții energetice globale accelerate, industria fotovoltaică se extinde cu o rată medie anuală de creștere de două cifre. Rapoartele din industrie indică faptul că dimensiunea pieței globale pentru automatizarea parcurilor solare a atins 7,8 miliarde de dolari în 2023 și se preconizează că va depăși 18 miliarde de dolari până în 2030. În spatele acestei creșteri explozive se află urmărirea neobosită a industriei producătoare de panouri fotovoltaice pentru precizie, eficiență și stabilitate. Roboți servo cu trei axe, cu avantajele lor tehnologice unice, devin echipamente cheie de automatizare care conectează întregul lanț al industriei fotovoltaice.

Precizie și eficiență: cerințele de bază ale industriei fotovoltaice pentru roboți

Procesul de producție al produselor fotovoltaice se întinde de la prelucrarea materialului de siliciu, fabricarea celulelor, ambalarea modulelor până la operarea și întreținerea centralelor electrice. Fiecare etapă impune cerințe stricte echipamentelor de automatizare. Grosimea plachetei de siliciu a scăzut de la tradiționalul 160 μm la sub 100 μm; acest material subțire ca hârtia se deteriorează ușor chiar și de lovituri minore. Fiecare creștere de 0,1% a eficienței de conversie a celulelor necesită un control la nivel de microni în procesul de fabricație. Consistența ambalării modulelor determină direct stabilitatea generării de energie a unei centrale electrice pe durata sa de viață de 25 de ani.

Roboții servo cu trei axe, prin coordonarea precisă a dimensiunilor X, Y și Z și controlul în buclă închisă al unui sistem servo, îndeplinesc perfect aceste cerințe. Comparativ cu echipamentele pneumatice tradiționale sau cu acționare pas cu pas, repetabilitatea lor atinge ±0,02 mm, cu un timp minim de preluare de doar 1,4 secunde. Deși ating o viteză mare de funcționare, aceștia controlează rata de rupere a manipulării plachetelor de siliciu sub 0,03%, mult mai mică decât cea de 1,2% a funcționării manuale. Acest avantaj dublu de „precizie ridicată + viteză mare” îi face o componentă esențială a liniilor de producție automatizate fotovoltaice.

Penetrare completă a procesului: Trei scenarii de aplicare principale ale servo-roboților cu trei axe

1. Fabricarea de napolitane de siliciu: Protecție de precizie de la tije de siliciu la napolitane

În procesul de producție a plachetelor de siliciu, de la tăierea lingourilor de siliciu policristalin la felierea barelor de siliciu monocristalin și apoi la procesele de preprocesare, cum ar fi curățarea și texturarea, servo-roboții cu trei axe joacă un rol crucial în transferul de material. Utilizând un sistem de acționare cu motor pas cu pas controlat de PLC, Robotul poate se ajustează adaptiv în spațiul tridimensional. Combinat cu un efector final cu ventuză personalizată, poate prinde fără probleme napolitane de siliciu cu diferite specificații.

În linia de producție a napolitanelor subțiri de siliciu First Solar din SUA, un servo-robot cu trei axe lucrează împreună cu un echipament de tăiere cu laser pentru a realiza transferul și sortarea imediată a napolitanelor de siliciu după tăiere. Acest lucru îmbunătățește eficiența procesării cu 40% și reduce rata de așchiere a marginilor napolitanelor de siliciu cu 65%. Această colaborare extrem de eficientă nu numai că reduce etapele intermediare de tamponare, dar reduce și riscul de contaminare printr-un proces complet fără contact, punând o bază solidă pentru fabricarea ulterioară a celulelor.

2. Fabricarea celulelor: Funcționarea la nivel de microni asigură eficiența conversiei

Fabricarea celulelor este nucleul producției fotovoltaice. În special odată cu adoptarea pe scară largă a tehnologiilor de celule de înaltă eficiență, cum ar fi HJT și TOPCon, există cerințe mai mari privind nivelurile de automatizare ale proceselor precum imprimarea electrozilor, acoperirea și doparea cu laser. Aplicarea... roboți servo cu trei axe în acest proces se reflectă în principal în andocarea precisă și coordonarea parametrilor dintre echipamentele de proces.

În procesul de acoperire PECVD de tip placă a celulelor HJT, robotul trebuie să transporte cu precizie placheta de siliciu în camera de acoperire. Eroarea de poziționare a acesteia afectează direct uniformitatea stratului de film. Într-o soluție a unui producător european de echipamente, un servo-robot cu trei axe, prin comunicare în timp real cu sistemul principal de control al echipamentului, controlează precizia de plasare a plachetei de siliciu cu o precizie de ±0,05 mm, ajutând producția de masă a celulelor HJT să atingă o eficiență medie de conversie care depășește 25%. În procesul de imprimare cu electrozi, robotul, împreună cu un sistem de recunoaștere vizuală, permite inversarea și poziționarea de mare viteză a celulelor, crescând capacitatea de imprimare cu 30%.

3. Ambalarea modulelor și operarea și întreținerea centralei electrice: Împuternicirea pe durata întregului ciclu de viață

În procesul de ambalare a modulelor, robotul servo cu trei axe este responsabil pentru stivuirea automată a materialelor precum sticlă fotovoltaică, folie EVA, șiruri de celule și foi de protecție, precum și pentru asamblarea și lipirea ramelor. Capacitățile sale de colaborare cu mai multe grade de libertate se pot adapta nevoilor de producție ale modulelor de diferite dimensiuni, de la module standard de 166 mm până la module ultra-mari de 210 mm, necesitând doar ajustări ale programului pentru comutare rapidă, reducând semnificativ costurile de modificare a liniei de producție.

În domeniul operării și întreținerii centralelor electrice, roboții de curățare și inspecție echipați cu sisteme servo pe trei axe înlocuiesc treptat munca manuală. Aceștia Braț roboticRobotele se pot deplasa flexibil pe panourile fotovoltaice, lucrând cu pistoale de apă de înaltă presiune sau perii pentru a curăța modulele, identificând simultan defectele punctelor fierbinți prin intermediul modulelor de detectare a efectorilor finali. Datele arată că sistemele automate de curățare pot crește generarea de energie a modulelor cu 5%-8%, reducând în același timp costurile de întreținere cu 42% în comparație cu curățarea manuală. În cadrul implementării complet automatizate a centralei fotovoltaice Sudair de 600 MW din Arabia Saudită, aplicarea unor astfel de brațe robotizate a redus pierderea anuală de energie a centralei cu 37%.

Integrarea tehnologică: direcția viitoare de dezvoltare a brațelor robotizate fotovoltaice

Pe măsură ce industria fotovoltaică se transformă către „eficiență ridicată, napolitane mai subțiri și inteligență”, brațele robotice servo pe trei axe evoluează în trei direcții: în primul rând, integrarea cu tehnologia geamănului digital pentru a optimiza traiectoriile de mișcare prin simulare virtuală, reducând timpul de depanare a echipamentelor cu 50%; în al doilea rând, integrarea sistemelor de viziune bazate pe inteligență artificială pentru a realiza detectarea și clasificarea în timp real a defectelor de suprafață ale napolitanelor de siliciu, îmbunătățind randamentul procesului; și în al treilea rând, dezvoltarea de modele cu o rezistență mai puternică la intemperii pentru a se adapta nevoilor de întreținere ale centralelor electrice în medii extreme, cum ar fi deșerturile și podișurile, cu intervale de temperatură de funcționare extinse de la -40 ℃ la 85 ℃.

Comisia Electrotehnică Internațională (IEC) dezvoltă un protocol de comunicare pentru automatizarea fotovoltaică, care va promova în continuare interconectarea dintre roboții servo cu trei axe și sistemele de producție fotovoltaice. În viitor, aceste echipamente automatizate nu vor fi doar unități de execuție unice, ci vor deveni și noduri centrale în transformarea digitală a industriei fotovoltaice, oferind un sprijin solid pentru obiectivele globale de energie curată.

Robot unic#Funcția lui Robotul#Robo cu servomotor#Robot cu patru axe#Servo standard#Robot M#Un robot industrial

Site web:https://www.zhiyirobotics.com/

E-mail:sales@zhiyirobotics.com