Solcellsproduktion med tryckluft är ren - Kaeser Kompressorer AB
Solcellsproduktion med tryckluft är ren - Kaeser Kompressorer AB
Solcellsproduktion med tryckluft är ren - Kaeser Kompressorer AB
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Solcellsproduktion</strong> <strong>med</strong> <strong>tryckluft</strong> är <strong>ren</strong><br />
… mot solen!<br />
1999 grundades Firma Q-Cells som befinner sig i före detta Chemierevier i Bitterfeld räknas idag<br />
som en av de främsta tillverkarna inom solcellsteknik. Den för produktionen livsnödvändiga <strong>tryckluft</strong>en<br />
kommer från en leasingstation <strong>med</strong> torkare och hybridteknik-torkar från <strong>Kaeser</strong> <strong>Kompressorer</strong>.<br />
Q-Cells är idag <strong>med</strong> sina över 2 000<br />
<strong>med</strong>arbetare världen över en av de<br />
största fristående tillverkarna av solceller.<br />
Firman har sitt säte i Thalheim<br />
(en stadsdel i Bitterfeld-Wolfen). Här i<br />
Sachsen-Anhalts så kallade "solcellsdal"<br />
finns sedan 2007 den största europeiska<br />
tillverka<strong>ren</strong> av solceller. "De<br />
senaste å<strong>ren</strong> har varit inriktade på<br />
solceller <strong>med</strong> allt högre verkningsgrad<br />
<strong>med</strong> reducerad materialinsats. Nu kommer<br />
dessutom kostnadsoptimering vid<br />
montering alltmer i blickpunkten", berättar<br />
Marko Gerstner, produktionsledare<br />
(Facility Management) hos Q-Cells.<br />
Montering <strong>med</strong> hjälp av <strong>tryckluft</strong><br />
I monteringshallen härskar vid första<br />
anblicken oöverskådlig verksamhet:<br />
produktionslinjerna består av kvadratiska<br />
solceller som rör sig framåt på bandet,<br />
flyttas om <strong>med</strong> robotar, staplas en<br />
och en. I automater försvinner de sedan<br />
in i tunnellugnar för att därefter sänkas<br />
ner i kemiska bad. Störningsfri drift är<br />
också här beroende av tillförlitlig försörjning<br />
av <strong>tryckluft</strong> <strong>med</strong> högsta kvalitet.<br />
Hanteringen av de känsliga solcellerna<br />
spelar här stor roll. Med ett endast cirka<br />
180 µm tjockt material kräver filigran<br />
och brytkänsliga skivor av polykristalliserat<br />
silikon ytterst försiktig behandling.<br />
Staplade solceller förflyttas <strong>med</strong> hjälp<br />
av <strong>tryckluft</strong> som blåser och bildar en<br />
luftkudde som skonsamt hanterar de<br />
enskilda cellerna. Många robotar arbe-<br />
tar <strong>med</strong> Bernoulli-grepp över vars greppyta<br />
det strömmar <strong>tryckluft</strong> <strong>med</strong> mycket<br />
hög hastighet så att silikonskivorna genom<br />
det undertryck som uppstår sugs<br />
fast och låter sig förflyttas utan beröring.<br />
Att <strong>tryckluft</strong>en som används måste vara<br />
fri från partiklar, olja och fuktighet, säger<br />
sig självt.<br />
Från kex till solceller<br />
Musgrå och ganska intetsägande kommer<br />
skivorna – "kexen" – in i hallen. Efter<br />
en första ingångskontroll packas de<br />
av en robot <strong>med</strong> pneumatiskt grepp i<br />
syrabeständiga magasin. I kemiska bad<br />
<strong>ren</strong>as ytan och rekonditioneras. Skivorna<br />
spolas sedan av och torkas i en till<br />
cirka 900°C upphettad diffusionsugn i<br />
cirka en timme i fosforatmosfär. På så<br />
sätt bildas det i cellen ett permanent<br />
elektriskt fält. Där<strong>med</strong> låter sig i princip<br />
nu solenergin omvandlas till elektrisk<br />
ström: När solcellen träffas av solfotonerna<br />
kan elektronerna lösa sig ur skivans<br />
atomer, som p g a solcellens elektriska<br />
uppladdning måste vandra runt<br />
i cellen – elektrisk ström flödar ut. För<br />
att kunna nyttja denna tas nu plasmaetsningen<br />
i skiktet i kanterna på cellerna<br />
bort för att där orsaka kortslutning som<br />
förhindrar strömmen att försvinna. Efter<br />
att ha tagit bort detta störande skikt<br />
av fosforsilikat kommer cellerna till en<br />
ugn för att få ett nytt skikt. Inom cirka<br />
40 minuter erhåller de här sin markanta<br />
mörkblå yta. Detta antireflexionsskikt<br />
tillåter att mesta möjliga solljus tränger<br />
in och höjer där<strong>med</strong> verkningsgraden.<br />
Nu får solcellerna kontaktytor på framoch<br />
baksidorna och en spegelyta på<br />
baksidan. Detta görs i ytterligare en ugn<br />
vid cirka 900 °C för att högsta möjliga<br />
kontaktsäkerhet ska brännas in i cellerna.<br />
Efter slutkontroll är solcellen färdig.<br />
Trots en hög processgrad varierar<br />
solcellernas egenskaper. Därför följer i<br />
sista steget en sortering i 48 olika klasser.<br />
Detta tjänar som bas för att montera<br />
solcellsmoduler <strong>med</strong> konstanta egenskaper.<br />
Tryckluftskvalitet för<br />
produktkvalitet<br />
Den höga processgraden är också<br />
mycket beroende av hög <strong>tryckluft</strong>skvalitet.<br />
Stabil lufttryckskylpunkt är -40°C<br />
som de båda förtätade <strong>Kaeser</strong>-skruvkompressorerna<br />
av typen FSG 420 levererar<br />
liksom de båda kombinationstorkarna<br />
i serien Hybritec DTI 667/901,<br />
som inte kräver någon omställning för<br />
lägsta energikostnad. I dessa två förfaranden<br />
avlägsnas till största delen den<br />
<strong>med</strong> <strong>tryckluft</strong>en erhållna fuktigheten<br />
<strong>med</strong> ringa energiinsats. I två steg sluttorkas<br />
den kalla mättade luften <strong>med</strong><br />
en adsorptionstork. Mättnaden av den<br />
inkommande kalla luften leder till en<br />
synnerligen hög belastning av adsorptions<strong>med</strong>let,<br />
varför adsorptionsbehålla<strong>ren</strong><br />
kan vara mycket liten. Detta sänker<br />
ytterligare energibehovet för återvunna<br />
tork<strong>med</strong>el i jämförelse <strong>med</strong> andra adsorptionstorkar<br />
<strong>med</strong> 50 procent. Vidare<br />
inverkar den seriemässiga delvisa<br />
belastningen och god värmeisolering<br />
i anläggningen positivt på det låga energibehovet.<br />
Slutligen leder förfarandet<br />
till låga mekaniska och termiska krav på<br />
byggdelarna, vilket inte bara ger högre<br />
driftssäkerhet utan också lägre servicekostnader.<br />
Fördelarna, som övertygade kunden,<br />
var den redan år 2009 levererade <strong>tryckluft</strong>sförsörjningen<br />
från <strong>Kaeser</strong> till Q-Cell<br />
i Malaysia. 2010 beslöt företagsledningen<br />
också att den tyska monteringslinjen<br />
V skulle omställas till effektiv <strong>Kaeser</strong>teknik.<br />
Detta skedde för övrigt under<br />
löpande produktion. "Ett riktigt mandomsprov<br />
för alla inblandade" påminner<br />
sig Ralf Gronau, försäljningsledare vid<br />
<strong>Kaeser</strong>. "Allt fungerade på bästa sätt.<br />
Även under löpande drift var vi mycket<br />
nöjda", bekräftar Marko Gerstner. Sedan<br />
länge körs hela sex stora Hybritectorkare<br />
i monteringshallen hos Q-Cells<br />
och bidrar där<strong>med</strong> <strong>med</strong> sina låga driftskostnader<br />
i tillverkningsprocessen till<br />
ekonomisk användning av solenergin.<br />
Q-Cells själva har nu bara <strong>med</strong> <strong>tryckluft</strong><br />
att göra, eftersom denna användning<br />
Hantering av skivor och <strong>tryckluft</strong> (ovan och till vänster); Solcellsmodultest (till höger)<br />
18<br />
Report 2/11 – www.kaeser.com<br />
Report 2/11 – www.kaeser.com 19
är tillförlitlig och har krävd kvalitet till ett<br />
rimligt fast pris. Stationen drivs av <strong>Kaeser</strong><br />
<strong>Kompressorer</strong> på outsourcingbasis.<br />
Detta har den fördelen för använda<strong>ren</strong><br />
att inga investeringskostnader behövs<br />
för att börja använda <strong>tryckluft</strong>. Drift och<br />
service sker genom outsourcing och så<br />
kan Q-Cells helt och hållet koncentrera<br />
sig på företagets kärnverksamhet och<br />
behöver inte binda upp någon arbetskraft<br />
för skötsel av driften.<br />
Solcellstekniken blir allt mer spännande.<br />
200 <strong>med</strong>arbetare forskar hos<br />
Q-Cells i egna laboratorier och har<br />
världens största utvecklingscentrum för<br />
morgondagens solceller. De presterar<br />
allt mer, blir allt mer flexibla vid montering<br />
och där<strong>med</strong> mer ekonomiska. Även<br />
<strong>Kaeser</strong> utvecklar sig ständigt. Modellerna<br />
i serie DTE är en ny generation<br />
kombinationstorkar som är kraftfulla,<br />
platsbesparande och ytterst ekonomiska,<br />
framtagna för volymströmmar mellan<br />
12-16 m³/min.<br />
Författare: Klaus Dieter Bätz<br />
Kontakt: klaus-dieter.baetz@kaeser.com<br />
20<br />
Report 2/11 – www.kaeser.com
Change language