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Produção de painel solar otimizada por leitores de identificação In-Sight da Cognex

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O poder de um sistema de visão In-Sight com a simplicidade e acessibilidade de um sensor de visão comum

Entre os fabricantes de célula solar, Würth Solar na Alemanha, o rendimento atual da produção é de 90% com tendência de crescimento. A Würth Solar GmbH & Co. KG, em Schwäbisch Hall (Alemanha), vem produzindo módulos solares usando tecnologia CIS (Cobre, Índio, Selênio) deste outubro de 2006. A fabricação de circuitos impressos em substratos de vidro é um trabalho difícil. Esse pioneiros em revestimento CIS eram líderes mundiais no desenvolvimento de módulos solares com dimensões de 1.200 mm x 600 mm em sua instalação piloto de Marbach, no ano 2000. Desde o início da produção, na Alemanha, a Würth Solar tem colaborado com a AIT Göhner GmbH, um parceiro integrador da Cognex, com sede em Stuttgart, na implementação de rastreamento de dados usando os leitores de identificação In-Sight® a fim de aumentar a produtividade e otimizar a qualidade do produto.

Determinação da origem de defeitos – antes que seja tarde demais!
Os módulos da Würth Solar são feitos de células solares em série, de cobre/índio/selênio, de várias camadas, com revestimento de quatro micra de espessura. Mesmo em más condições de iluminação, elas garantem alto rendimento. Na produção dessas células, é importante coletar todos os dados de qualidade das placas de substrato em cada máquina de produção. Entretanto, os resultados individuais de qualidade chegam apenas no final do processo produtivo, quando a performance dos módulos de 120 x 60 cm é testada no simulador solar. Portanto, é somente nesse ponto que fica claro se o módulo realmente terá o rendimento desejado (aproximadamente 80 watts), talvez devido a flutuações na qualidade. Isso implica em que os engenheiros da Würth Solar somente poderão avaliar a qualidade dos resultados no final dos complexos processos de revestimento. Se os dados de qualidade não forem coletados antecipadamente, será muito tarde para determinar a origem dos defeitos.

Prevenção de confusão usando Data Matrix 
Garantia de qualidade contínua exige a atribuição de placas de vidro a estações de inspeção individuais, por meio da identificação de código Data Matrix. Os dados de qualidade são registrados a cada três ou quatro etapas do processo produtivo. O código Data Matrix é usado para testar se a placa atribuída aos dados coletados até aquele instante foi realmente processada. A ruptura do vidro pode ser uma das razões pelas quais conjuntos de dados são criados para uma placa inexistente. A codificação Data Matrix evita confusão.

O desafio - localizar um leitor de identificação capaz de ler código em condições adversas
O código é aplicado como uma gravação usando um sistema de laser. O desafio chegou na forma de seleção de um sistema de visão adequado para leitura de códigos. A real dificuldade com códigos Data Matrix a laser em vidro é o baixo contraste entre a gravação e a superfície circundante. Após o teste de vários produtos, a decisão foi usar leitores de identificação da Cognex, os sensores de visão In-Sight 5400/5100. Os leitores de identificação detectam e decodificam até códigos difíceis em superfícies problemáticas, alcançando, no processo, distâncias de leitura superiores a dois metros. 19 etapas de processamento vêm em seguida à etapa de laser, o chamado "nascimento" da placa, incluindo a aplicação do revestimento base mais a subsequente estruturação a laser proporcionando às placas sua forma celular. A inspeção de qualidade é importante nesse ponto, uma vez que as principais etapas de produção vêm a seguir, após a lavagem da placa. As placas recebem aplicação de revestimento CIS, a 600 °C. Após um tratamento químico para aplicação de um revestimento de proteção, o código Data Matrix é verificado novamente. O óxido de zinco é então aplicado, formando uma superfície frontal permeável à luz para a célula solar, completando o fotodiodo. Na subsequente etapa de acabamento final, placas recebem perfurações adicionais para guiar os contactos eletrônicos.

600 painéis solares por dia!
Finalmente, o vidro revestido com substrato é permanentemente ligado à tampa de vidro. Com essa combinação, o painel solar CIS estará pronto para uma enorme série de aplicações, de coletores solares clássicos para geração de eletricidade em telhados e fachadas de casas a soluções integradas ou independentes.

Os leitores de identificação da Cognex permitem que cada estação de trabalho maximize a produção
Esse breve resumo do complexo processo produtivo mostra os vários fatores que afetam a qualidade de módulos solares CIS. O rastreamento ininterrupto dos dados de produção, usando o leitor de identificação da Cognex, criou a base para o aperfeiçoamento de estações de trabalho individuais. A Würth Solar está satisfeita com a confiabilidade e o manuseio simples e autoexplicativo do leitor de identificação e com o software AIT, sem mencionar os resultados. Em 2008, ela planeja usar instalações de produção adicionais para quase dobrar a produção atual de 600 para 1.100 módulos solares por dia.

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