Tecnico virtuale per celle solari efficienti

Il responsabile del progetto InES, Martin Kasperczyk, consegna il rapporto finale al dirigente ministeriale Günther Leßnerkraus del Ministero dell'Economia, del Lavoro e dell'Edilizia residenziale del Baden-Württemberg, alla presenza dei partner del progetto. (© Foto Fraunhofer IPA, Rainer Bez) / Il responsabile del progetto InES, Martin Kasperczyk, consegna il rapporto finale a Günther Leßnerkraus, capo del ministero statale per gli affari economici, l'occupazione e l'edilizia residenziale, insieme agli altri partner del progetto. (© Foto Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Per la camera bianca del Fraunhofer ISE, il consorzio ha implementato un monitoraggio remoto delle celle nel tubo di diffusione. (© Foto Fraunhofer ISE)

Rete virtuale degli impianti per rendere più efficiente la produzione di celle solari in Baden-Württemberg – questo era l'obiettivo del progetto di ricerca »InES«. Con un'infrastruttura cloud sviluppata dal Fraunhofer IPA e un'applicazione mobile, nonché un'applicazione web, il consorzio ora può condividere l'uso di macchinari in diverse sedi. Sono stati implementati anche il monitoraggio remoto dei processi e la trasmissione automatizzata dei dati di prova.

Per il loro progetto, i partner, tra cui gli istituti Fraunhofer IPA e ISE, l'Istituto per l'energia fotovoltaica dell'Università di Stoccarda (ipv) e il Centro internazionale di ricerca sull'energia solare (ISC), hanno fondato il »Solarzellen-Technikum 4.0«. Il compito del Fraunhofer IPA era di stabilire un'infrastruttura IT. Per questo, gli esperti hanno utilizzato la piattaforma Virtual Fort Knox (VFK) e, tramite un'interfaccia IT specificata, hanno collegato tutte le installazioni del laboratorio alla cloud. I dati degli esperimenti vengono ora trasmessi automaticamente al VFK e possono essere elaborati direttamente.

Pianificare e condurre esperimenti tramite app

Il cuore del laboratorio è un'app mobile sviluppata dall'IPA, che consente agli utenti di accedere alle singole macchine e impianti. »Qui possono visualizzare i dati delle macchine e consultare le prenotazioni. In questo modo, gli esperimenti possono essere pianificati e valutati meglio«, sottolinea il responsabile del progetto IPA Martin Kasperczyk. Inoltre, il laboratorio permette di migliorare in modo sostenibile la produzione delle celle solari. Con l'integrazione alla cloud, i produttori hanno ora la possibilità di analizzare i dati delle macchine successivamente e di individuare eventuali punti deboli. »Questo permette di condurre gli esperimenti in modo più efficiente e di ottimizzare in modo sostenibile impianti e parametri«, afferma l'esperto con convinzione.

Monitorare i processi critici dalla scrivania

Nel laboratorio sono state implementate anche soluzioni per le specifiche esigenze dei partner del progetto. Per l'ipv, ad esempio, il team di esperti ha realizzato la trasmissione automatizzata dei dati di prova al sistema IT. Risultati e parametri venivano inseriti manualmente in un sistema IT. Con l'integrazione alla cloud, la documentazione e la trasmissione avvengono ora in modo automatizzato. Il personale può lavorare in modo più efficiente e si evitano errori di inserimento. Per l'ISE, il consorzio ha realizzato un sistema di monitoraggio remoto delle celle nel tubo di diffusione. Questo processo è considerato particolarmente critico nella produzione di celle e deve essere controllato continuamente. Per farlo, l'operatore deve avviare il processo e verificarlo personalmente in camera bianca. Kasperczyk spiega che questo richiede molto tempo, perché bisogna camminare molto e cambiare frequentemente abiti. Con l'integrazione alla cloud, invece, è possibile collegarsi direttamente dalla scrivania e verificare i valori.

Dal laboratorio a una fabbrica autoadattativa

Il Solarzellen-Technikum 4.0 rimarrà attivo anche dopo la conclusione del progetto. I risultati possono essere estesi ad altri settori e utilizzati in altri laboratori e produzioni di piccole dimensioni per aumentarne l'efficienza, evidenzia Kasperczyk. Nel prossimo passo, i partner pianificano di creare una fabbrica autoadattativa basata sul laboratorio. Il progetto corrispondente »TechFab« è già in fase di richiesta. Il progetto »InES« (Industria 4.0 in azione per lo sviluppo e la produzione futura di celle solari) è stato finanziato dal Ministero dell'Economia, del Lavoro e delle Costruzioni abilitando con 2,4 milioni di euro. Nel luglio 2017, i partner hanno consegnato il rapporto finale.

Scheda del progetto

Titolo: »InES« (Industria 4.0 in azione per lo sviluppo e la produzione futura di celle solari)
Partner: Istituti Fraunhofer per la produzione e l'automazione IPA e per i sistemi energetici solari ISE, l'Istituto per l'energia fotovoltaica dell'Università di Stoccarda (ipv) e il Centro internazionale di ricerca sull'energia solare (ISC) Finanziatori: Ministero dell'Economia, del Lavoro e delle Costruzioni di Baden-Württemberg
Durata: dal 25 agosto 2015 al 30 aprile 2017
Finanziamento: circa 2,4 milioni di euro