Virtueel Technikum voor efficiënte zonnecellen

InES-projectleider Martin Kasperczyk overhandigt ministerieel directeur Günther Leßnerkraus van het Ministerie van Economie, Arbeid en Woningbouw Baden-Württemberg in aanwezigheid van de projectpartners het eindrapport. (© Foto Fraunhofer IPA, Rainer Bez) / InES-projectleider Maertin Kasperczyk overhandigt het eindrapport aan Günther Leßnerkraus, hoofd van het staatsministerie van Economische Zaken, Arbeid en Woningbouw, samen met de andere projectpartners. (© Foto Fraunhofer IPA, Rainer Bez)

Voor de cleanroom van Fraunhofer ISE heeft het InES-consortium de externe bewaking van de cellen in het diffusiebuisje gerealiseerd. (© Foto Fraunhofer ISE) / For the cleanroom of Fraunhofer ISE, the consortium implemented a remote monitoring for cells in diffusion tube. (© Photo Fraunhofer ISE)

Virtueel netwerken van installaties en daarmee de productie van zonnecellen in Baden-Württemberg efficiënter maken – dat was het doel van het onderzoeksproject »InES«. Met een door het Fraunhofer IPA ontwikkelde cloud-infrastructuur, een mobiele applicatie en een webapplicatie is het consortium nu in staat om machines op verschillende locaties gezamenlijk te gebruiken. Ook de remote monitoring van processen of de geautomatiseerde overdracht van proefgegevens zijn gerealiseerd.

Voor hun initiatief hebben de projectpartners, waaronder de Fraunhofer-instituten IPA en ISE, het Instituut voor Fotovoltaïk van de Universiteit Stuttgart (ipv) en het International Solar Energy Research Center (ISC), het »Solarzellen-Technikum 4.0« opgericht. De taak van het Fraunhofer IPA was het opzetten van een IT-infrastructuur. Hiervoor hebben de experts gebruikgemaakt van het platform Virtual Fort Knox (VFK) en via een gespecificeerde IT-interface alle installaties van het technikum verbonden met de cloud. De gegevens uit de experimenten worden nu automatisch aan het VFK overgedragen en kunnen direct worden verwerkt.

Experimenten plannen en uitvoeren via apps

Het kernstuk van het technikum is een door het IPA ontwikkelde mobiele app waarmee gebruikers toegang hebben tot de verschillende machines en installaties. »Hier kunnen ze machinegegevens spiegelen en de boekingen inzien. Zo kunnen experimenten beter worden gepland en geëvalueerd«, benadrukt IPA-projectleider Martin Kasperczyk. Daarnaast kan met het technikum de productie van zonnecellen op een duurzame manier worden verbeterd. Met de koppeling aan de cloud hebben fabrikanten tegenwoordig de mogelijkheid om de machinegegevens achteraf te analyseren en zwakke plekken te identificeren. »Hiermee kunnen experimenten efficiënter worden uitgevoerd en installaties en parameters duurzaam worden geoptimaliseerd«, is de overtuiging van de expert.

Kritische processen vanaf kantoor monitoren

In het technikum zijn ook oplossingen gerealiseerd voor de specifieke taken van de projectpartners. Zo heeft het expertteam voor het ipv bijvoorbeeld de geautomatiseerde overdracht van proefgegevens aan het IT-systeem gerealiseerd. Resultaten en parameters werden handmatig ingevoerd in een IT-systeem. Met de cloud-koppeling verlopen documentatie en overdracht nu automatisch. De medewerker kan efficiënter werken en invoerfouten worden voorkomen. Voor het ISE heeft het consortium een remote monitoring van de cellen in het diffusiekanaal gerealiseerd. Dit proces wordt bij de productie van cellen als bijzonder kritisch beschouwd en moet continu worden gecontroleerd. Hiervoor moet de medewerker het proces starten en persoonlijk in de cleanroom controleren. Dit kost veel tijd omdat hij veel moet lopen en zich voortdurend moet omkleden, weet Kasperczyk. Met de koppeling aan de cloud is het echter mogelijk om direct vanaf het bureau in te loggen op de installatie en de waarden te controleren.

Van technikum naar zelflerende fabriek

Het Solarzellen-Technikum 4.0 blijft na afloop van het project bestaan. De resultaten kunnen worden uitgebreid naar andere sectoren en in andere laboratoria en kleinschalige producties worden ingezet om de efficiëntie te verhogen, benadrukt Kasperczyk. In de volgende stap plannen de partners op basis van het technikum een zelflerende fabriek op te zetten. Het bijbehorende project »TechFab« bevindt zich al in de aanvraagfase. Het project »InES« (Industrie 4.0 in de inzet voor toekomstige ontwikkeling en productie van zonnecellen) werd gefinancierd door het Ministerie van Economie, Arbeid en Wonen met 2,4 miljoen euro. In juli 2017 hebben de partners het eindrapport ingediend.

Projectgegevens

Titel: »InES« (Industrie 4.0 in de inzet voor toekomstige ontwikkeling en productie van zonnecellen)
Partner: Fraunhofer-instituten voor productie- en automatiseringstechniek IPA en voor zonne-energiesystemen ISE, het Instituut voor Fotovoltaïk van de Universiteit Stuttgart (ipv) en het International Solar Energy Research Center (ISC) Subsidiegever: Ministerie van Economie, Arbeid en Wonen Baden-Württemberg
Duur: 25 augustus 2015 tot 30 april 2017
Subsidiebijdrage: ca. 2,4 miljoen euro