Wer sich auf dem Markt der Solarproduktion bewegt, braucht Automatisierungskonzepte auf hohem technologischen Niveau entlang der gesamten Prozesskette. René Kuster, Automationsplaner in der Modulfertigung bei Conergy, ist überzeugt: \“Nur wer die Kombination aus hoher reproduzierbarer Qualität und höchster Produktivität schafft, kann heute und zukünftig bestehen.\“ An ihrem Fertigungsstandort in Frankfurt/Oder realisiert Conergy Solarmodule erfolgreich ein Pilotprojekt. Mit ihm gelingt es, die bisherigen manuellen Fertigungsschritte zwischen dem Laminieren und der Rahmenmontage auf eine automatisierte Roboterlösung umzustellen. Eine Grundlage bildet das Integrieren zweier bisher getrennt ausgeführter Handlings in einem Ablauf. Die Lösung von ABB leistet dies jetzt über die Robotersteuerung IRC5 und die integrierte Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) AC 500 zu einem System. Solarmodule: Aufbau und Herstellungsschritte Solarmodule bestehen im Wesentlichen aus der komplex geschichteten Scheibe aus optisch aktiven, kristallinen Solarzellen, der Glasplatte, die das spröde, in Silikon eingebettete Material trägt sowie verschiedenen Schutzschichten, die das Bauteil gegen schädigende mechanische sowie witterungsbedingte Einflüsse abschirmen. Zusammen mit den elekt-rischen Komponenten wie Anschlussdose und Anschlussterminal ist der komplex gefügte und sicher umschlossene Schichten-Verbund in einen Aluminiumrahmen eingepasst. Das fertige Modul hält den Belastungen bei Transport und Montage zuverlässig stand, überzeugt den Nutzer mit konkurrenzfähigen Beschaffungskosten, verhilft ihm über eine lange Produkt-Lebensdauer zu hohem und günstigem Stromertrag und zu einem guten Umweltgewissen. Die automatisierten Herstellungsschritte vom Oberflächenbehandeln des Glases über das rückseitige Auftragen einer transparenten Kunststoffschicht, dem Positionieren der in Strängen (Strings) verbundenen Solarzellen auf diese Folie und dem Applizieren der Querbinder bis hin zum Verlöten der elekt-rischen Leitungen sind weitgehend erprobt und üblich. Dazu gehört auch das anschließende Bedecken der Glasoberseite mit einer weiteren Folie aus Ethylenvinylacetat (EVA) sowie das Laminieren des Moduls. Beim Laminieren unter einer Temperatur von 140°C bildet die milchig-opake EVA-Folie die erforderliche klare Trasparenz aus, umschließt die Kristalle dauerhaft und fügt die Schichten vor- und rückseitig der Trägerglasscheibe zu einer stabilen, dreidimensional vernetzten Struktur. Nach dem Laminierprozess von Solarzelle, Glas- und Kunststofffolien folgt das allseitige Verschließen der Stirnseiten des Schichtpaketes: So entsteht das bei Conergy sogenannte Laminat. Zum fertigen Modul wird das Laminat nach dem Umschließen mit dem schützenden Rahmen. Die Qualität und Dichtheit dieses kompletten Verschluss-Schutzes entscheiden über die zu gewährleistende Lebensdauer des Produkts und damit über die Kaufentscheidung des Endanwenders. Zuverlässige Arbeitsgänge sorgen für 20 Jahre Gewährleistung \“Die wichtigen Arbeitsgänge nach dem Laminierprozess sind in hohem Maße für die 20-jährige Lebensdauer verantwortlich\“, ergänzt René Kuster. Conergy verbrieft sie seinen Kunden. Das entspricht ungefähr dem Zeitraum, in dem die alternde Solarzelle unter normaler Strahlungsbelastung ihren Wirkungsgrad mit 10-prozentiger Toleranz behält. Der Automationsplaner von Conergy ist davon überzeugt, dass die tatsächliche Lebensdauer noch weit darüber hinaus reicht. 24 Stunden an sieben Tagen der Woche arbeitet im Werk Frankfurt/Oder die Tape-Zelle zum Auftragen der doppelseitigen Klebebänder. Ganz im Sinne durchgehender Automation und transparenter Prozesse sind alle Steuerungsabläufe voll in das Leitsystem der Produktionslinie integ-riert. In die komplexen Fertigungsprozesse und ihre Realisierung fließen außer von ABB noch Know-how und Komponenten der Partner Lohmann sowie Eutomation & Scansys ein. Je ein Roboter IRB 6640 hält und bewegt das laminierte Schichtpaket des Solarmoduls an den Tape-Applikatoren entlang. Sie bestehen aus dem Abspulgerät, einer Stanzeinheit mit Servomotoren, Andrück- und Benetzungseinheit sowie der Schutzeinhausung. Der Roboter fährt die vier zu beschichtenden Stirn- und Längsflächen so an dem Applikator vorbei, dass das doppelseitige Acrylatschaum-Klebeband umlaufend und U-förmig über die Kanten aufgebracht wird. Parallel dazu zieht ein sogenannter Splicer die Schutzfolie des Klebebandes ab. An den rechtwinkligen Ecken des laminierten Moduls angelangt, stanzt eine Vorrichtung Material aus dem Band heraus. Die passgenaue Ausstanzung gewährleistet, dass das aufgetragene Band in der \’Kurve\‘ lückenfrei anschließt und so dauerhaft dichtet. Bevor der Roboter das Modul zum Rahmen übergibt, führt er es an einer Einheit entlang, die das Band fest andrückt und befeuchtet. Vergleich mit vorheriger Lösung und Perspektive
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