Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sicheres und schnelles Handhaben von Solarzellen

18.11.2008
Der Automatisierungsgrad in der Photovoltaik-Produktion nimmt zu. Gefragt sind flexible und schnelle Automationslösungen. Die Solarindustrie kann ihre Fertigung mit Robotersystemen zur Handhabung von Solarzellen, mit berührungslosen Transporteinheiten oder Produktionsanlagen für Solarzellenstrings optimieren.

Einige Unternehmen haben das Marktpotenzial der Solarfertigungstechnik bereits vor einigen Jahren erkannt und Entwicklungen zur Automatisierung speziell für die Solarindustrie vorangetrieben. Die Innovationen reichen von berührungslosen Transporteinheiten für Solarzellen und Robotern zur Handhabung von Solarzellen über Transfersysteme für Solarpaneele bis hin zu Produktionsanlagen für Solarzellenstrings.

Anheben und bewegen auf die sanfte Tour

Die Solarzellenproduktion ist gekennzeichnet von hochempfindlichen Werkstücken, denn klassische Solarzellen sind nur wenige Millimeter dünn. Mit der Transporteinheit NCT (Non Contact Transfer) von Bosch Rexroth lassen sich diese hochempfindlichen Werkstücke auf die sanfte Tour anheben und bewegen. Denn das Handling erfolgt mittels Unterdruck – und damit berührungslos.

Der NCT von Rexroth arbeitet nach dem Bernoulli-Prinzip, bei dem der Luftstrom unter dem Gerät einen Differenzdruck und so eine Hubkraft zwischen dem NCT und dem Objekt erzeugt. Werkstücke können daher ohne Oberflächenkontakt angehoben werden. Für empfindliche Materialien wie Solarzellen ist dies ein großer Vorteil im Vergleich zu mechanischen Greifern.

Laut Dieter Michalkowski, Branchenmanager Small Handling und Automation im Geschäftsbereich Pneumatics der Bosch Rexroth AG, ist der Markt für die Transporteinheit sicherlich noch eher ein Nischenmarkt, wobei die Anwendungsmöglichkeiten vielfältig sind. „Eine spezielle Anwendungsmöglichkeit dieser Transporteinheit stellt die Benutzung in Flüssigkeiten dar. So bewegt die Transporteinheit NCT beispielsweise Solarzellen berührungslos durch Reinigungsbäder oder durch Anlagen zur Oberflächenveredelung“, erklärt Michalkowski.

Transfersystem für schonenden Materialfluss

Außer der berührungslosen Transporteinheit bietet Rexroth unter anderem ein Transfersystem für Solarpaneele an. Das Transfersystem TSsolar unterstützt den schonenden Materialfluss von Solarpaneelen in beliebiger Breite durch den Einsatz von speziellen, textilbeschichteten Zahnriemen, die in mehreren, parallelen Spuren angeordnet sind.

Lange Förderstrecken werden in kürzere Segmente unterteilt, die jeweils über eigene Antriebe verfügen. Frequenzumrichter sorgen für das feinfühlige Abbremsen und Beschleunigen und stoppen die Werkstücke sanft an den Bearbeitungspositionen oder wenn das folgende Streckensegment noch durch ein anderes Modul belegt ist. Spezialmodule wie die Hub-Quereinheit erledigen das behutsame Umsetzen der Module von Längs- auf Querstrecken.

Auch abgesehen von den Entwicklungen der Bosch Rexroth AG hat die Bosch-Gruppe im Laufe dieses Jahres ihre Aktivitäten im Bereich der Photovoltaik ausgeweitet. So hat die Robert Bosch GmbH die Ersol Solar Energy AG übernommen. Das Photovoltaik-Unternehmen entwickelt, fertigt und vertreibt waferbasierte Siliziumsolarzellen und hat mit dem Aufbau einer Dünnschichtmodul-Produktion begonnen.

Vier Arme erreichen mehr als drei

Aktiv beteiligt an der Automatisierung der Photovoltaik-Produktion ist auch Adept. Das Unternehmen kooperiert nach Aussage von Vertriebsleiter Rüdiger Winter mit zahlreichen Firmen der Solarindustrie. „In den meisten Fällen wollen alle das Gleiche: Solarzellen oder Solarwafer in kürzester Zeit und bei minimaler Bruchrate von A nach B bewegen und möglichst im Fluge noch die Qualität des Produktes prüfen. Genau das ist mit unseren Systemen ideal realisierbar“, erklärt er.

So hat Adept beispielsweise mit der SLS Solar Line Saxony GmbH eine längerfristige Vereinbarung zur Lieferung einer größeren Zahl von Adept-Quattro-s650-Robotersystemen geschlossen. Die Roboter sind elementarer Bestandteil von Fertigungslinien zur Herstellung von kristallinen Siliziumzellen.

Bei der Kooperation handelt es sich laut Adept um einen Auftrag im Umfang von etwa 5 Mio. US-Dollar. SLS habe dabei von Adept allerdings nicht nur das Robotersystem, sondern auch Bildverarbeitung und weitere Komponenten gekauft.

Robotersystem speziell für die Solarfertigung

Mit dem Robotersystem Quattro s650 bietet Adept eigenen Angaben zufolge den weltweit einzigen Parallelroboter mit vier Armen und integrierten Antriebsverstärkern. Der Vier-Arm-Roboter bringt laut Winter in der Solarfertigungstechnik im Vergleich zu Drei-Arm-Robotern zahlreiche Vorteile: „Mit seinen vier Armen erreicht er ein besseres Kräfteverhältnis und Beschleunigungsverhalten. Zudem vermeidet der Roboter die sonst übliche und limitierende, mittige Teleskopdrehachse üblicher Deltaroboter und erreicht gleichzeitig höhere Geschwindigkeiten“, so der Vertriebsleiter.

Die Integration der Antriebsverstärker bedeutet, dass extern lediglich ein kompakter Controller von der Größe eines durchschnittlichen Videorecorders unterzubringen ist. Es gibt keine Notwendigkeit für teure Kabel zur Leistungsübertragung, wie es heißt. Die einzige und nahezu beliebig lange Verbindung zwischen Roboter und Steuerung bestehe aus einer sehr schnellen und gleichzeitig preisgünstigen Standard-Fire-Wire-Verbindung.

Außer dem Robotersystem entwickelt das Unternehmen mit Adept-Sight auch ein passendes Bildverarbeitungssystem für die Solarindustrie. Roboter und Bildverarbeitung werden von einer gemeinsamen Software aus programmiert und arbeiten laut Hersteller extrem eng und somit schnell zusammen. „Diese Integration bringt für die Anwendung selbst, vor allem aber auch für den Programmierer enorme Vorteile“, sagt Winter.

Was die zukünftige Entwicklung der Nachfrage angeht, ist man bei Adept sehr optimistisch. So schätzt der Vertriebsleiter den Bereich Photovoltaik als extrem dynamisch mit starker Tendenz nach oben ein: „Während die Solarindustrie für uns vor ungefähr 18 Monaten noch quasi bedeutungslos war, generieren wir heute in diesem Bereich bereits 15 bis 20% unseres gesamten Umsatzes“, so Winter.

Solarmarkt bietet gute Perspektiven

Ebenfalls optimistisch, was den Photovoltaikmarkt betrifft, ist man bei Teamtechnik. Mit dem Stringer TT900 bietet das Unternehmen eine Produktionsanlage für Solarzellenstrings an. Der Hersteller hat die Stringerfamilie TT900/TT1200 im Jahr 2006 auf der Photovoltaikkonferenz in Dresden vorgestellt. Seither wurden über 30 Anlagen in Produktion gebracht.

„Der Stringer TT900 unterscheidet sich durch seinen strikt modularen Aufbau von ähnlichen Produktionsanlagen für Solarzellenstrings“, sagt Axel Riethmüller, Produktbereichsleiter Solartechnologie bei Teamtechnik. Das modulare Anlagenkonzept ermöglicht die Integration verschiedener Verbindertechnologien und die Verarbeitung unterschiedlicher Zellengrößen und -typen. „Dadurch können auf der Basismaschine die verschiedensten Kundenanforderungen abgebildet werden“, erklärt Riethmüller.

Grundsätzlich kommen auf der Maschine nur berührungslose Lötverfahren zum Einsatz. Die Stringer werden wahlweise mit einem Laserlöt- oder Lichtlötverfahren ausgerüstet. Es können Back-Contact-Zellen sowie Standard-Solarzellen in den Größen 125 mm × 125 mm oder 156 mm × 156 mm verarbeitet werden.

Ein spezieller Niederhalter, in der Funktion eines Positionierwerkzeuges, gewährleiste eine präzise Lage der Verbinder auf der Solarzelle. Zudem taktet der Niederhalter als Hilfswerkzeug die gesamte Maschine und den Lötprozess. Je nach Anlagentyp werden so im Drei- oder Vier-Sekunden-Takt Solarzellenstrings produziert, wie der Hersteller angibt.

Solarzellenstrings im Drei-Sekunden-Takt

Über die Poduktfamilie TT900/TT1200 hinaus, die für gesägte Standardzellen geeignet ist, realisiert das Unternehmen Teamtechnik auch Stringer, die speziell für Zellen im Dünnschichtbereich oder bei gezogenen Solarzellen zur Anwendung kommen. Bei der Lieferung von kompletten Produktionssystemen kooperiert Teamtechnik mit anderen Spezialisten, wie beispielsweise Reis Robotics.

Die künftige Nachfrage nach dem Stringer TT9900 schätzt Riethmüller positiv ein: „Der Photovoltaikmarkt hat in den letzten Jahren einen dynamischen Wachstumsprozess durchlebt, in dem die getroffenen Wachstumsprognosen immer übertroffen wurden. Für die nächsten Jahre wird ebenso ein weiteres kräftiges Anwachsen der Modulproduktion erwartet.“

Claudia Otto | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/automatisierung/fertigungsautomatisierung/articles/154501/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flexiblere Turbomaschinen entwickeln
23.05.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

nachricht WHZ erhält hochmodernen Prüfkomplex für Schraubenverbindungen
23.05.2017 | Westsächsische Hochschule Zwickau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten