Absolutny optyczny przetwornik RESOLUTE™ - rozwiązanie dla potrzeb przemysłu ogniw słonecznych
Największymi wyzwaniami, jakie stoją przed producentami wysokowydajnych ogniw fotowoltaicznych (słonecznych), są: obniżenie kosztów oraz zwiększenie wydajności ogniwa. Dzięki poprawie wydajności, redukcji zmienności procesu oraz usuwaniu barier na drodze do wyższej produktywności linii produkcyjnej, doskonalenie poziomu automatyzacji fabryki zostało uznane za jeden z kluczowych czynników obniżania kosztu produkcji energii słonecznej w stosunku do kosztu energii tradycyjnej.
Największymi wyzwaniami, jakie stoją przed producentami wysokowydajnych ogniw fotowoltaicznych (słonecznych), są: obniżenie kosztów oraz zwiększenie wydajności ogniwa. Dzięki poprawie wydajności, redukcji zmienności procesu oraz usuwaniu barier na drodze do wyższej produktywności linii produkcyjnej, doskonalenie poziomu automatyzacji fabryki zostało uznane za jeden z kluczowych czynników obniżania kosztu produkcji energii słonecznej w stosunku do kosztu energii tradycyjnej.
Podobnie jak w przypadku wielu innych branż, decydującym elementem efektywnej automatyzacji fabryki wytwarzającej ogniwa fotowoltaiczne jest właściwy wybór przetwornika położenia. Producenci maszyn do produkcji ogniw słonecznych na całym świecie poszukują przetwornika, który pomógłby zwiększyć wydajność pracy, poprawić produktywność oraz zminimalizować czasy przestojów. Największymi wyzwaniami, jakie stoją przed producentami wysokowydajnych ogniw fotowoltaicznych (słonecznych), są: obniżenie kosztów oraz zwiększenie wydajności ogniwa.
RESOLUTE jest przetwornikiem absolutnym, co oznacza, że określa on położenie absolutne (bezwzględne) zaraz po włączeniu, eliminując potrzebę powrotów do bazy wymiarowej, co zapewnia minimalizację czasu uruchamiania i pozwala uzyskać pełny odczyt położenia osi, przed wykonaniem jakiegokolwiek przemieszczenia. Jest to szczególnie cenna właściwość, gdy maszyna jest ponownie uruchamiana po awarii lub wyłączeniu zasilania. Można niezawodnie i bezpiecznie realizować złożone ścieżki przywracania, zapewniając ochronę kosztownych produktów oraz wyposażenia przed uszkodzeniem.
Pewność położeniowego sprzężenia zwrotnego stanowi szczególnie mocną stronę systemu RESOLUTE. Przetwornik realizuje dwa oddzielne algorytmy. Jeden z nich służy do określenia położenia bezwzględnego, a drugi do sprawdzenia wyników. Te wbudowane algorytmy kontroli położenia niezależnie weryfikują położenie, zapewniając dokładny odczyt raportowanej pozycji i pomagając unikać niekontrolowanych przemieszczeń osi. Dzięki temu podczas procesu wytwarzania znacznie zmniejsza się prawdopodobieństwo uszkodzenia maszyny lub produkowanych ogniw. Fakt, że RESOLUTE jest już używany przez wiodącą w świecie firmę robotyki chirurgicznej, mówi wiele o efektywności i niezawodności tych zintegrowanych funkcji!
RESOLUTE działa w unikalny sposób, analogicznie do ultraszybkiej kamery cyfrowej, wykonując zdjęcia liniału zawierającego niepowtarzalny kod kreskowy, które przekazywane są do głowicy odczytowej w celu uzyskania informacji o położeniu bezwzględnym. RESOLUTE jest ponad 1000 razy szybszy niż najszybsze kamery cyfrowe, dostępne w handlu. Interpolacja w obrębie obrazu umożliwia uzyskiwanie rozdzielczości aż do 1 nanometra. Szybkość przetwornika nie jest barierą ograniczającą, ponieważ RESOLUTE osiąga rozdzielczość 1 nm przy szybkości 100 m/s, zatem maszyny do produkcji krzemowych ogniw słonecznych mogą pracować znacznie szybciej i uzyskiwać wyższą wydajność niż przy zastosowaniu tradycyjnych przetworników. Lecz jest coś więcej, niż tylko zwykła szybkość…
Kod paskowy charakteryzuje się sporą nadmiarowością, co pozwala głowicy odczytowej na realizację złożonych algorytmów kontroli skrośnej oraz korekcji błędów. Wynikiem tego jest znakomita odporność na takie zanieczyszczenia liniału, jak pył krzemowy, olej czy ślady palców. Odporność na zabrudzenia przetwornika RESOLUTE pozwala na kontynuowanie pracy w warunkach, które - w przypadku innych przetworników optycznych - powodowałyby błędy zliczenia.
Ponadto, RESOLUTE umożliwia osiąganie doskonałych parametrów sterowania przemieszczeniami, co zapewnia poprawę dokładności i wydajności procesów wytwarzania, pozwalając na sprostanie wymaganiom (lub ich wyprzedzenie) nawet najbardziej wymagających, precyzyjnych procesów obróbki laserowej. Tradycyjne, zabudowane, absolutne przetworniki optyczne charakteryzują się zwykle błędem interpolacji (SDE) około ±200 nm. Tak znaczny błąd powoduje słabe parametry sterowania szybkością, co prowadzi do drgań, potencjalnych "zdarzeń z dreszczykiem" podczas przemieszczania kruchych, kosztownych płytek krzemowych oraz możliwości wystąpienia mikropęknięć i związanego z tym pogorszenia parametrów ogniwa słonecznego. Wysoka wartość SDE może również wpływać na obniżenie wydajności operacji skanowania podczas dynamicznej kontroli defektów. RESOLUTE eliminuje wszystkie te problemy dzięki zastosowaniu nowoczesnej metody detekcji, która ma z natury bardzo niską wartość SDE, równą ±40 nm. Producenci maszyn wieloosiowych również skorzystają na zastosowaniu RESOLUTE ze względu na jego bardzo niskie szumy (<10 nm szumu RMS), co dodatkowo poprawia stabilność i powtarzalność pozycjonowania. Następuje także redukcja przesłuchu pomiędzy osiami.
Podczas ostatniego przynawania nagród "Solar Industry Awards 2010", absolutny przetwornik optyczny RESOLUTE firmy Renishaw był jedynym na liście nominacji przetwornikiem w kategorii PV Subsystem-Component (Element podsystemu PV). Dzięki unikalnemu połączeniu odporności, ultrawysokiej szybkości oraz wyjątkowej rozdzielczości, RESOLUTE wzbudził już znaczne zainteresowanie u producentów systemów do produkcji płytek ogniw słonecznych, które wymagają najwyższego poziomu integracji precyzji ze sterowaniem przemieszczeniami.
RESOLUTE jest obecnie testowany w urządzeniach produkcyjnych dla jednych z najbardziej wydajnych, dostępnych na rynku, ogniw słonecznych. Wzbudza wielkie zainteresowanie również w innych, nowoczesnych branżach, takich jak przemysł produkcji półprzewodników, ekranów płaskich, urządzeń medycznych czy systemów astronomicznych, gdzie wymaga się wysokiej dokładności oraz płynnego sterowania szybkością.
