Aktuální vydání

celé číslo

12

2022

Automatizace výrobních, montážních a balicích strojů a linek

Elektrické, pneumatické a hydraulické pohony

celé číslo

Sledování dat při výrobě solárních panelů CIS

Německý výrobce solárních panelů Würth Solar GmbH & Co. KG dosahuje v současnosti výnosu produkce (production yield) 90 % a tento výnos stále roste. Od října 2006 vyrábí solární panely technologií CIS, která místo krystalického křemíku využívá tenkých vrstev mědi, india a selenu.
 
Firma Würth Solar je průkopníkem technologie CIS a je přední světovou firmou ve vývoji solárních panelů o rozměrech 1 200 × 600 mm, které byly poprvé instalovány v roce 2000. Pro zlepšení produktivity a dosažení optimální kvality zavedla firma Würth Solar systém sledování dat pomocí čteček In-Sight odspolečnosti Cognex.
 

Zjistit původ vady – než bude pozdě

Solární panely vyráběné společností Würth Solar jsou tvořeny řadami fotovoltaických článků z mědi, india a selenu nanášených v tloušťce čtyři mikrometry. Tyto články zaručují velký výkon i za špatných světelných podmínek.
 
Při výrobě panelů je důležité shromažďovat data o jejich výrobě v každém výrobním stroji. Údaje o výsledné kvalitě jsou k dispozici až na konci výrobního procesu, když se testuje výkon panelů velikosti v solárním simulátoru. Až na tomto místě se ukáže, zda budou mít moduly skutečně požadovaný výkon (přibližně osmdesát wattů). Jestliže však nejsou data o kvalitě shromažďována již v předchozích krocích, je v tomto bodě příliš pozdě zjišťovat původ vad.
 

Maticový kód proti záměnám desek

Pro zajištění kvality je třeba, aby byly skleněné desky přidělovány k jednotlivým kontrolním stanicím na základě jejich identifikace. Jako vhodná metoda byly vybrány maticové kódy Datamatrix. Data o výrobě jsou zaznamenávána každý třetí nebo čtvrtý krok výrobního procesu. Kód Datamatrix má zajistit, že ke shromážděným datům patří opravdu zpracovávaná deska. Při rozbití skla se např. může stát, že jsou vytvářena data pro desku, která ve skutečnosti vůbec neexistuje. Těmto záměnám se předchází právě identifikací.
 

Jaká čtečka přečte kód na skle?

Maticový kód je vytvořen na skle pomocí laseru (obr. 1, obr. 2) a jeho čtení při malém kontrastu mezi kódem a okolní plochou je pro čtečku tvrdý oříšek. Byly zkoušeny různé produkty a nakonec se technici přiklonili k použití snímačů obrazu In-Sight 5400/5100 od společnosti Cognex. Tyto čtečky identifikačních kódů detekují a dekódují i obtížně čitelné kódy na problematických podkladech a dokážou číst ze vzdálenosti více než dva metry.
 
Po vyznačení kódu laserem na skleněnou desku následuje celkem devatenáct výrobních kroků. Nejprve se nanese podkladový nátěr a provede rozčlenění, které dává panelům jejich podobu. V tomto bodě je důležité provést kontrolu kvality, protože jakmile se deska umyje, následuje klíčová výrobní fáze. Na desky se při teplotě 600 °C nanáší vrstva CIS. Po chemickém ošetření je nanesen vyrovnávací nátěr. Poté je nanášen oxid zinečnatý, který vytvoří pro fotovoltaickou buňku světlopropustný čelní kontakt, a tím je fotodioda hotova. V následné etapě finální úpravy jsou desky opatřeny otvory k vytvoření kontaktů.
 

600 solárních panelů denně

Nakonec je sklo s nanesenými vrstvami napevno přilepeno ke krycímusklu. Nyní je solární panel CIS připraven k použití pro rozmanité účely: od klasických slunečních kolektorů pro výrobu energie na střechách a fasádách domů až po produkty s integrovanými solárními články.
 
Čtečky identifikačních kódů společnosti Cognex dovolují vytěžit ze všech výrobních pracovišť maximální výkon. Z uvedeného přiblížení složitého výrobního procesu je zřejmé, že kvalitu solárních panelů CIS ovlivňuje mnoho faktorů. Plynulé sledování výrobních dat pomocí čtečky společnosti Cognex je základem pro zdokonalení jednotlivých pracovních stanic. Kromě výsledků čtení si společnost Würth Solar pochvaluje i spolehlivost a snadnou, intuitivní obsluhu čteček kódu a softwaru. Již v tomto roce plánuje využívat další výrobní zařízení a téměř zdvojnásobit dosavadní výrobu z 600 na 1 100 solárních panelů denně.
 

Společnost Cognex

Společnost Cognex s ústředím v USA, v Kalifornii, navrhuje, vyvíjí, vyrábí a prodává systémy strojového vidění do průmyslových provozů. Společnost již dodala více než 400 000 těchto systémů. Hlavní evropská kancelář, Cognex Europe, je ve Francii a pro země střední, jižní a východní Evropy byla nedávno otevřena kancelář ve Vídni. Obchodní zastoupení pro Českou republiku a Slovensko vede Jan Kučera v brně.
 
Obr. 1. Maticový kód Datamatrix vyznačený laserem na skleněné desce
Obr. 2. Snímač obrazu Cognex In-Sight dokáže přečíst kód ze skleněné desky