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Ein Rundum-Paket für Photovoltaik-Fabriken

Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb beteiligt sich an einem Bündnis, das sein Know-how auf die Photovoltaik bündelt - erste Ergebnisse sollen auf der PVSEC 2012 in Frankfurt präsentiert werden

"We automate the PV world” - mit diesem Anspruch bilden sechs Unternehmen und vier Forschungseinrichtungen aus der Region Chemnitz - Dresden - Gera - Halle das Bündnis S-PAC (Sächsisches Photovoltaik-Automatisierungscluster). Im Fokus dieses aus fünf Verbundprojekten bestehenden und durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Vorhabens steht die Aufgabe, ein durchgängiges Leistungsspektrum für die gesamte Wertschöpfungskette zur Herstellung von Produkten der Photovoltaik (PV) zu entwickeln und den Kunden ein komplettes, jedoch frei konfigurierbares Leistungsspektrum für die Planung, Lieferung, Umsetzung, Steuerung und den Service von PV-Fabriken anzubieten.

Die Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb der Technischen Universität Chemnitz wirkt dabei im ersten Verbundprojekt mit, dessen Zielstellung die Erarbeitung von Lösungen für die Projektierung, die Produktionssteuerung, den Service und die Instandhaltung von PV-Fabriken ist. Als Ergebnis werden maßgebliche produktionswissenschaftliche Grundlagen geschaffen. Hierzu zählen unter anderem umfassende Modellierungs- und Simulationskonzepte, die nicht nur die Beziehungen zwischen Produktionsanlage und betrieblicher Infrastruktur, sondern auch zwischen Produktionsanlage und -steuerung sowie die damit verbundenen mechanischen und informationstechnischen Schnittstellen berücksichtigen. Im Ergebnis wird zum einen ein generisches Fabrikmodell entstehen, das die typischerweise vorkommenden Prozesse und technischen Ausrüstungen der Wafer-, Zellen- und Modulfertigung in einer Planungsbibliothek zusammenführt. Durch Übertragung von erstellten 3D-Modellen dieser Anlagenkomponenten in das Planungswerkzeug visTABLE wird die einfache Planung, Bewertung und Visualisierung ganzer Fertigungslinien ermöglicht.

Zum anderen werden auf Basis dieser Modelle und eines zu entwickelnden Simulationsbausteinkastens Simulationsexperimente durchgeführt. Dabei spielen neben der Untersuchung von Parametern wie Ausbringung, Verfügbarkeit oder Pufferverhalten der Anlage auch die Belastbarkeit von Produktionsteuerungssystem und Manufacturing Execution System (MES) eine wesentliche Rolle. Des Weiteren wird ein standardisiertes Vorgehensmodell für die Planung von PV-Fabriken entwickelt, das alle für die Planung und Realisierung einer PV-Fabrik wichtigen Aktivitäten, die dafür notwendigen Ein- und Ausgangsdaten sowie Methoden und Instrumente umfasst. Hierfür werden verschiedene Planungsfälle typisiert, für die vordefinierte Musterbausteine und Musterprojektpläne entwickelt werden. Alle dabei erzielten Ergebnisse fließen in die Technologien und Anlagenkonzepte der anderen Verbundprojekte ein und werden in den entsprechenden Demonstratoren umgesetzt.

Die Bearbeitung des Verbundprojekts erfolgt gemeinsam mit der AIS Automation GmbH, der AEP Energie Consult GmbH und der Roth & Rau Ortner GmbH. Die weiteren Partner im S-PAC-Bündnis befassen sich mit flexiblen, automatisierten Handlings- und Transfersystemen für die Dünnwaferfertigung (Verbundprojekt 2), modularen Kompaktanlagen zum Laserabtragen (Verbundprojekt 3), Automatisierungs- und Montagetechnologien für Zellfertigung und Modulmontage (Verbundprojekt 4) sowie mit der Entwicklung von Prozesstechnik für die Herstellung von Dünnschichtzellenmodulen (Verbundprojekt 5). Alle sechs Unternehmen und auch die vier Forschungseinrichtungen können bereits umfassende Erfahrungen im Photovoltaik- und Solarbereich vorweisen. Ziel ist die Kräftebündelung und Zusammenführung einer schon seit Jahren bestehenden partnerschaftlichen Zusammenarbeit der Bündnismitglieder. Durch die enge Zusammenarbeit von Wirtschaft und Wissenschaft wird damit eine optimale Plattform für innovative und effiziente Automatisierungslösungen und -technologien im Bereich der Fabrik- und Fertigungsautomation angeboten, um den derzeit herrschenden ungünstigen Entwicklungsprognosen des PV-Marktes entgegenzuwirken. Auf der Messe PVSEC 2012, die vom 24. bis 28. September in Frankfurt/Main stattfindet, sollen erste Arbeitsergebnisse des Bündnisses präsentiert werden.

Das Bündnis im Internet: http://www.s-pac.de

Weitere Informationen erteilen Dr. Jörg Ackermann, Telefon 0371 531-39832, E-Mail joerg.ackermann@mb.tu-chemnitz.de, und Robin Schulze, Telefon 0371 531-35884, E-Mail robin.schulze@mb.tu-chemnitz.de.

(Autor: Robin Schulze, Professur Fabrikplanung und Fabrikbetrieb)

Katharina Thehos
21.09.2012

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