Technikum virtuel pour des cellules solaires efficaces

Le chef de projet InES, Martin Kasperczyk, remet le rapport final au directeur ministériel Günther Leßnerkraus du ministère de l'Économie, du Travail et du Logement du Bade-Wurtemberg, en présence des partenaires du projet. (© Photo Fraunhofer IPA, Rainer Bez) / Le chef de projet InES, Martin Kasperczyk, remet le rapport final à Günther Leßnerkraus, directeur du ministère de l'Économie, de l'Emploi et du Logement, en compagnie des autres partenaires du projet. (© Photo Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Pour la salle blanche du Fraunhofer ISE, le consortium InES a mis en place une surveillance à distance des cellules dans le tube de diffusion. (© Photo Fraunhofer ISE) / For the cleanroom of Fraunhofer ISE, the consortium implemented a remote monitoring for cells in diffusion tube. (© Photo Fraunhofer ISE)

Réseautage virtuel des installations pour rendre la production de cellules solaires dans le Bade-Wurtemberg plus efficace – tel était l'objectif du projet de recherche »InES«. Grâce à une infrastructure cloud développée par le Fraunhofer IPA, une application mobile ainsi qu'une application web, le consortium peut désormais utiliser conjointement des machines situées à différents endroits. La surveillance à distance des processus ou la transmission automatisée des données d'essai ont également été mises en œuvre.

Pour leur projet, les partenaires, dont les instituts Fraunhofer IPA et ISE, l'Institut de photovoltaïque de l'Université de Stuttgart (ipv) et le Centre international de recherche sur l'énergie solaire (ISC), ont créé le « Solarzellen-Technikum 4.0 ». La tâche du Fraunhofer IPA était d'établir une infrastructure informatique. À cet effet, les experts ont utilisé la plateforme Virtual Fort Knox (VFK) et, via une interface informatique spécifiée, ont connecté toutes les installations du technicum au cloud. Les données provenant des expériences sont désormais transmises automatiquement au VFK et peuvent être traitées directement.

Planifier et réaliser des expériences via des applications

Le cœur du technicum est une application mobile développée par l'IPA, permettant aux utilisateurs d'accéder aux différentes machines et installations. « Ils peuvent y refléter les données des machines et consulter la réservation. Cela facilite la planification et l'évaluation des expériences », souligne le chef de projet de l'IPA, Martin Kasperczyk. De plus, le technicum permet d'améliorer durablement la fabrication des cellules solaires. Avec la connexion au cloud, les fabricants ont désormais la possibilité d'analyser ultérieurement les données des machines et d'identifier les faiblesses. « Cela permet de réaliser des expériences plus efficaces et d'optimiser durablement les installations et les paramètres », affirme l'expert.

Surveiller les processus critiques depuis le bureau

Des solutions ont également été mises en œuvre dans le technicum pour répondre aux tâches spécifiques des partenaires du projet. Par exemple, pour l'ipv, l'équipe d'experts a réalisé la transmission automatisée des données d'essai vers le système informatique. Les résultats et paramètres étaient saisis manuellement dans un système informatique. Avec la connexion au cloud, la documentation et la transmission sont désormais automatisées. L'employé peut travailler plus efficacement et les erreurs de saisie sont évitées. Pour l'ISE, le consortium a mis en place une surveillance à distance des cellules dans le tube de diffusion. Ce processus est considéré comme particulièrement critique dans la fabrication des cellules et doit être vérifié en continu. Pour cela, l'employé doit démarrer la processus et vérifier personnellement dans la salle blanche. Cela prend du temps, car il doit beaucoup marcher et changer fréquemment de vêtements, explique Kasperczyk. Avec la connexion au cloud, il est désormais possible de se connecter directement depuis le bureau à l'installation et de vérifier les valeurs.

De technicum à usine auto-apprenante

Le Solarzellen-Technikum 4.0 restera en place après la fin du projet. Les résultats peuvent être étendus à d'autres secteurs et utilisés dans d'autres laboratoires et petites productions pour augmenter leur efficacité, souligne Kasperczyk. Dans la prochaine étape, les partenaires prévoient de construire une usine auto-apprenante basée sur le technicum. Le projet correspondant, »TechFab«, est déjà en phase de demande. Le projet »InES« (Industrie 4.0 au service du développement et de la fabrication futurs des cellules solaires) a été financé par le ministère de l'Économie, du Travail et du Logement à hauteur de 2,4 millions d'euros. En juillet 2017, les partenaires ont remis le rapport final.

Fiche de projet

Titre : »InES« (Industrie 4.0 au service du développement et de la fabrication futurs des cellules solaires)
Partenaires : Instituts Fraunhofer pour la production, la technique et l'automatisation (IPA) et pour les systèmes d'énergie solaire (ISE), l'Institut de photovoltaïque de l'Université de Stuttgart (ipv) et le Centre international de recherche sur l'énergie solaire (ISC) Financement : Ministère de l'Économie, du Travail et du Logement du Bade-Wurtemberg
Durée : du 25 août 2015 au 30 avril 2017
Montant du financement : environ 2,4 millions d'euros