Neue Plattform soll Photovoltaik-Branche fit für Industrie 4.0 machen

Die Plattform „MK4“ soll statistische Qualitätskontrolle und neue Ansätze zu daten-basierten Prozessanalysen verbinden. Das soll helfen, Produktionsprozesse in Deutschland wettbewerbsfähiger zu gestalten. Ziel ist eine Photovoltaik-Industrie 4.0.

Die Photovoltaik-Industrie produziert mittlerweile 25 Billionen Solarzellen jährlich. Das entspricht einer Spitzenleistung von mehr als 100 Gigawatt. Im spanischen Sevilla soll eine voll integrierte Fertigung enstehen, die jährlich PV-Module mit 5 Gigawatt Spitzenleistung produziert. Dieser hohe Durchsatz ist durch einen hohen Automatisierungsgrad möglich. Doch Taktraten von weniger als einer Sekunde und die stetigen Innovationen in der Technologie stellen hohe Anforderungen an die Fertigungskette. Die produzierten Solarzellen sollen schließlich nicht nur hoch effizient sein, sondern auch stabile Erträge liefern. Schlüsselparamater müssen direkt im Produktionsprozess überwacht werden. So lassen sich Schwachstellen und Abweichungen in der Qualität am schnellsten identifizieren. Eine solche Überwachung ermöglichen moderne Inline-Messtechnik und eine automatisierte Auswertung der anfallenden Daten. Indem sie Messparameter und Prozessdaten statistisch analysieren, können Hersteller, Zulieferer und Maschinenbauer die Qualität der Produkte verbessern – zumindest innerhalb einer Fabrik.

Entlang der Fertigungskette gibt es bisher keine durchgängig automatisierte und digital vernetzte Prozessführung und -überwachung. Hier setzt die Plattform „MK4“ an. Zu den Projektpartnern gehören das Fraunhofer CSP, Wavelabs Solar Metrology Systems, Hegla, Asys Automatisierungssysteme und CE Cell Engineering. Sie haben die Mess-und Klassifizierungsplattform in einem zweijährigen Projekt entwickelt. Sie soll helfen, aktuelle Forschungs- und Entwicklunfragen rund um die Themen korrelative Datenanalyse, Machine Learning und adaptive Regelungsprozesse zu beantworten. Zugleich soll die Entwicklung von Verfahren und Methoden unter produktionsnahen Bedingungen ermöglichen.

Schnell aus dem Labor in die Fabrik

Aktuell laufen noch drei weitere Forschungsprojekte im Zusammenhang mit dem Plattform-Projekt. Ihr Fokus liegt auf einen schnelleren Transfer von neuen Methoden der Prozesskontrolle vom Labor in die Fertigung. Zu diesen gehören flexible Datenschnittstellen und Serverstrukturen, die für die Entwicklung einer Photovoltaik-Industrie 4.0 nötig sind, Datenanalyse und Steuerungsalgorithmen. Das Fraunhofer CSP bringe dabei insbesondere Expertise für Metrologie, korrelative Datenauswertung zur adaptiven Prozesssteuerung mittels Machine Learning und die Evaluierung neuer Inline-Messtechnikapplikationen unter industriellen Bedingungen ein.

Das Fraunhofer CSP ist eine gemeinsame Einrichtung des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE. Marko Turek, stellvertretender Gruppenleiter Diagnostik und Metrologie am Fraunhofer CSP, betont die Industrienähe der Mess- und Klassifizierungsplattform. Sie sei offen für Kooperationen und gemeinsame Forschungsprojekte. Als Zielgruppe benennt er Messtechnikhersteller, Softwareanbieter und Betreibern von Fertigungsstätten. Die Plattform sei auch gut geeignet, um neue Anwendungen, wie korrelative Analysen oder neue Messkonzepte, in bestehende Inline-Tools zu integrieren.

04.08.2021 | Quelle: Fraunhofer IMWS | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH