チャレンジ
dhp technologyは、スイス初となる革新的な折り畳み式ソーラーパネル設置のために、高精度自動化ソリューションが必要でした。
ソリューション
ABBのIRB 6700-150ロボットは、2層のソーラーパネルを非常に高い精度とスピードで接合するプロセスを自動化します。ABBのグループ会社であるB&Rの制御およびマテハン技術により、自動化プロセスの信頼性が確保されています。
アプリケーション
ロボットによる自動化を使用したソーラーパネルコンポーネントの正確な配置。
太陽エネルギーはエネルギー変換において重要な役割を果たします。スイスでは、風力エネルギーよりもはるかに大きな可能性を秘めています。しかし、私たちの混雑した国のどこに、現在の影の多い生活から太陽光発電の利用を導くのに十分な太陽光発電プラントを設置することができるのでしょうか。太陽光発電の同国内で生成されるエネルギーミックスに占める割合はわずか3%となっており、イノベーションの機会となっています。
それはまさにスイスのグリソンにあるdhp technologyが行おうとしていることです。
屋上やファサードに太陽光発電システムを設置することは広く研究されてきましたが、スイスの空きスペースが減少している中ではほとんど実現できません。そこで、dhpは、混乱を引き起こさずに太陽光発電サイトに転換できる既存の産業空間を利用することにしました。
これらの空間の1つは、廃水処理プラント(ARA)の浄化タンクです。800以上の洗浄タンクがスイス全土に設置されており、それら自体が主にエネルギーを消費することから、その上に太陽光発電パネルを設置することは、電力系統に負担をかけない理想的な解決策となる可能性があります。しかし、洗浄タンクの上に恒久的な太陽光発電システムを設置することは、クレーンシステムによってアクセスできる必要があるため実現できませんでした。
「ここで私たちの特許取得済のアイデアが生まれました。軽量構造のケーブル技術を備えた折り畳み式ソーラールーフです」とdhpの共同創設者兼マネージングパートナーであるGian Andri Diem氏は述べています。
「Horizon」と名付けられたこの折り畳み式ソーラールーフのモジュールは、ボタンを押すだけで暴風雨に強いガレージに格納され、再び出てきます。また、嵐、雹、豪雪が近づくと、自動的にカバーがかかります。重量をできるだけ抑えるために、新しいガラスフリーの太陽光発電パネルが使用されました。
パイロットシステムは、2017年初めに、電力会社IBC Energie Wasser Churおよびdhpの技術によって、グリソンの主要な場所にあるARAの浄化タンクの上に設置されました。完全に広げた状態にすると、太陽光発電パネルシステムは、サッカー場とほぼ同じ面積をカバーします。これにより、毎年550,000kWhの太陽光発電が生成され、これは約120世帯消費量に相当します。この場合、エネルギーの約20%がARA自体によって消費されます。成功したパイロットプロジェクトは、多くの賞を獲得し続け、すぐに注文が殺到し始めました。
次のステップ
「当社の専門家がシステムのさらなる開発に取り組むことができるように、近隣で連続生産を導入したかったことは明白でした」と、dhp technologyの創設者兼マネージングパートナーであるAndreas Hügli氏は述べました。dhpは、ランクワルト付近のツィツァースに適切な工場を見つけ、生産施設の設計と設置のためにAerne Engineeringと協力しました。
システムの中心は、太陽光発電モジュールがフレームに接着されている個々の折り畳み式ソーラールーフ要素の完全自動生産です。このタスクは、ABBのIRB 6700−150ロボットによって実行されます。リーチは3.2ｍ、可搬重量は150kg、とりわけ高精度のロボットです。Aerne EngineeringのセールスディレクターであるSwen Fürer氏は、IRB 6700-150ロボットはこの仕事に最適だと述べています。
自動化プロセス
ロボットは、吸盤を使用して太陽光発電パネルをピックアップし、接着剤の結合強度を大幅に増加させるためにプラズマビームを使用して、最大限に視覚制御された精度で、対象の接着剤表面をガイドします。その後、プラズマで自動的に前処理され、接触面に接着剤が塗布されたクロム鋼フレームにパネルを押し付けます。最後に、ロボットは、接着された要素を自動化されたハイベイ倉庫に配置し、そこで8時間硬化させます。この接着サイクルは、約160秒を要します。
Aerne Engineeringは、ABBのグループ会社であるB&Rのプログラマブル制御装置、ドライブおよびレギュレータを含む制御およびコンベヤ技術を、フレーム、ソーラーパネル、および生産セル全体の制御を準備するステップに使用しました。
次いで、モジュールは、最終地での設置作業をできるだけ低く抑えるために、作業者によってアセンブリに取り付けられます。ドライブ技術の手動組立コンポーネントは、ケーブル技術の牽引ロープのたわみを以って事前に完成しています。
「多くの仕様を受け取りましたが、この複雑な新しいシステムを実装するためにリスクを一緒に定義し、試行錯誤を経てケースバイケースで進めるという開放性ももたらしました」とAerne EngineeringのシニアプロジェクトマネージャーであるSilas Bühler氏は述べました。プラズマ前処理のような特に繊細なプロセスが最初に構築され、Aerne Engineeringで試験されました。ロボットの組み込みは、ABBの革新的なRobotStudioソフトウェアを使用して、事前にシミュレーションすることができました。
ツィツァースでの連続生産は2019年9月にdhpによって開始されました。「ABBロボットは、B&R制御技術との統合と同様に、期待に完全にこたえています」とdhpのプロダクション部門長であるFabian Vogelbacher氏は述べました。
一方、エネルギー会社のSt.Gallisch Appenzellischen Kraftwerke AG(SAK)から、駐車場の屋根に折り畳み式ソーラーパネルを設置する最初の契約を取り付けました。2020年春、ヤコブスバート-クロンベルクを結ぶロープウェイの駐車場に設置されます。これは、スイスの将来に電力を供給するクリーンな太陽エネルギーを促進するために、既存のインフラを革新的かつ持続可能な形で利用するためのもう一つのマイルストーンとなります。
