DE102011111597A1

DE102011111597A1 - Rückseitenverkapselung von Solarmodulen

Info

Publication number: DE102011111597A1
Application number: DE102011111597A
Authority: DE
Inventors: Albert Vontz; Frank Schmidt; Martin Eberl; Michael Ritter
Original assignee: KUKA Systems GmbH; Schott Solar AG
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2013-02-28
Anticipated expiration: 2031-08-26
Also published as: DE102011111597B4

Abstract

Zur Rückseitenverkapselung eines Solarmoduls (1), bei der wenigstens ein flächiges Element (10, 11) mit einem Roboter (35) auf dem unverkapselten Rohmodul (12) abgelegt wird, wird die Position der Kanten des Rohmoduls (12) und die Position der Kanten des flächigen Elements (10, 11) ermittelt. Aufgrund der ermittelten Messwerte wird der Mittelpunkt (M1) des flächigen Elements (10, 11) und der Mittelpunkt (M2) des Rohmoduls (12) berechnet. Anhand der berechneten Mittelpunkte (M1 und M2) wird das flächige Element (10, 11) vom Roboter (35) geometrisch definiert auf dem Rohmodul (12) abgelegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückseitenverkapselung eines Solarmoduls mit einem Roboter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie hat auch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand.
Bei der Fertigung eines Solarmoduls wird nach dem Stand der Technik an einer Ablagestation ein Rohmodul bereitgelegt, das im Wesentlichen aus dem Trägersubstrat, meist einer Glasscheibe besteht, auf dem die verschalteten Solarzellen mit Kontaktierungselementen angeordnet sind.
Das solaraktive (Dünnschicht-)Rohmodul wird anschließend zum Schutz vor Umwelteinflüssen auf seiner Rückseite, also auf der von der Lichteinfallsseite abgewandten Seite, verkapselt. Bei Rohmodulen, die einen Zellaufbau mit polykristallinem und/oder monokristallinem Wafer) aufweisen, kann auch schon ein Teil des Verkapselungsmaterials vor der Ablage der solaren Funktionselemente aufgelegt worden sein. Dazu wird auf das Rohmodul mit dem Roboter wenigstens ein flächiges Element, also beispielsweise eine EVA- oder dergleichen Schmelzklebefolie positioniert und anschließend eine witterungsfeste Folie als Verkapselungsfolie, beispielsweise eine TAP-Folie, die aus einen Verbund aus Polyvinylfluorid-Folie, einer Aluminiumfolie und einer PET-Folie aufgebaut ist. Weiterhin kann auch als witterungsfestes Element eine Glasscheibe auf der Schmelzklebefolie aufgebracht werden.
Das im Allgemeinen rechteckige Rohmodul wird mit einem Förderband oder dergleichen zugeführt und an der Ablagestation, an der es mit dem wenigstens einem flächigen Element belegt wird, durch Anschläge positioniert.
Die Schmelzklebe- und die Verkapselungs-Folie werden jeweils von einer Vorratsrolle abgezogen und als Folienbogen an einer Übergabestation positioniert. Zur Positionsbestimmung des Folienbogens ist an jeder Übergabestation ein optoelektronischer Sensor vorgesehen, der die vordere Kante des Folienbogens erfasst und damit die Position der Folie definiert. Der Folienbogen wird mit einer Schneidvorrichtung an der von der Vorratsrolle abgezogenen Folienbahn auf ein eingestelltes Maß abgeschnitten. Durch den Vorschub der Folie zwischen zwei Schnitten der Schneidvorrichtung wird die Länge des Folienbogens bestimmt.
Nach dem Stand der Technik wird damit weder eine reproduzierbar maßhaltige Ablage des Folienbogens mit dem Roboter auf dem Rohmodul noch die Maßhaltigkeit des Folienbogens sichergestellt, aufgrund von technischen Unzulänglichkeiten des Folienbereitstellungssystems und schwer beherrschbaren Materialeigenschaften (Dehnung, Schrumpfung, Welligkeiten, etc.)
So kann sich beispielsweise durch einen Verschleiß der Anschläge die Position des Rohmoduls an der Ablagestation verändern. Zudem kann sich die Länge und Breite des Folienbogens aufgrund seiner Elastizität beispielsweise in Abhängigkeit von der Spannung, der die Folie zwischen den beiden Schnitten ausgesetzt ist, verändern. Auch kann sich die Folie bei ihrer Zufuhr zu der Übergabestation seitlich verschieben oder verzerren.
Um die fehlende Maßhaltigkeit auszugleichen, wird nach dem Stand der Technik beispielsweise ein Folienbogen verwendet, der größer als die sicher zu verkapselnde Fläche (bspw. das Rohmodul selbst oder mindestens die solaraktive Fläche) ist. Dies hat eine entsprechende Erhöhung des Materialaufwands zur Folge. Zudem ergibt sich dadurch ein zusätzlicher Arbeitsaufwand, da das Entfernen des überdimensionierten Folienmaterials eine entsprechende Nachbearbeitung erfordern kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, durch eine erhöhte Aufnahme- und Ablagepräzesion, den Material- und Arbeitsaufwand bei der Verkapselung von Solarmodulen zu reduzieren. Weiterhin soll durch die erhöhte Präzision eine größere Prozesssicherheit erreicht werden, was einer erhöhten Produktqualität dienlich ist.
Dies wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren bzw. die im Anspruch 6 gekennzeichnete Anlage erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.
Nach der Erfindung wird die Position der Kanten des Rohmoduls und die Position der Kanten des oder der flächigen Elemente, sensorisch ermittelt, also bei einem rechteckigen Solarmodul die Position aller vier Kanten des Rohmoduls sowie aller vier Kanten des jeweiligen Folienbogens oder sonstigen flächigen Elements.
Dazu kann die Position des Rohmoduls durch mechanische (z. B. taktile) Sensoren ermittelt werden, die jeweils an einer Kante des Rohmoduls angreifen. Um eine Verdrehung des Rohmoduls an der Ablagestation zu erfassen, greifen an einer der Kanten des Rohmoduls vorzugsweise zwei im Abstand angeordnete mechanische (z. B. taktile) Sensoren an. Damit kann ein etwaiger Drehwinkel des Rohmoduls bestimmt werden. Als mechanischer Sensor kann jeder Sensor verwendet werden, der bei Berührung der Kante des Rohmoduls ein Messsignal erzeugt, also beispielsweise ein induktiver, kapazitiver oder piezoelektrischer Sensor.
Mit den mechanischen Sensoren kann damit die Lage der Kanten des Rohmoduls an der Ablagestation exakt ermittelt werden.
Alternativ kann der Mittelpunkt des Rohmoduls mittels einer Zentrierstation festgelegt werden.
Zur Ermittlung der Position der Kanten des Folienbogens oder dergleichen flächigen Elements können optoelektronische Sensoren verwendet werden, die an jeweils einer Ecke oder Kante des auf der Übergabestation angeordneten flächigen Elements angeordnet sind.
Vorzugsweise wird jedoch die Position der Kanten des flächigen Elements an der Übergabestation mit Kamerasensoren bestimmt, die jeweils eine Ecke des flächigen Elements und damit zugleich die Position der beiden die Ecke bildenden Kanten bildsensorisch erfassen.
Die Kamerasensoren können beispielsweise jeweils einen CCD- oder einen CMOS-Flächensensor aufweisen.
Die Daten der durch Bildverarbeitung erhaltenen Position der Ecken des flächigen Elements und die Messdaten der taktilen Sensoren zur Bestimmung der Position der Kanten des Rohmodus werden einer Datenverarbeitungsanlage zugeführt, die den Roboter steuert.
Um eine möglichst große Kongruenz oder Deckungsgleichheit zwischen flächigem Element und Rohmodul zu erhalten, werden vorzugsweise der Mittelpunkt des flächigen Elements und der Mittelpunkt des Rohmoduls von der Datenverarbeitungsanlage berechnet oder anderweitig ermittelt. Das heißt, das flächige Element wird (mitten-)zentriert auf dem Mittelpunkt des Rohmoduls abgelegt.
Zudem wird dazu anhand der sensorisch ermittelten Position der Kanten des Rohmoduls sowie der erhaltenen Position der Kanten des flächigen Elements mit der Datenverarbeitungsanlage der Drehwinkel bestimmt, der ebenfalls in die Steuerung eingeht, damit der Roboter das flächige Element auf dem Rohmodul so ablegt, dass die geometrischen Orientierungslinien (z. B. eine Kante) des Rohmoduls und die geometrische Orientierungslinie (z. B. eine Kante) des flächigen Elements parallel zueinander verlaufen.
Der Mittelpunkt des (modellartig angenommenen rechteckigen) Rohmoduls und der Mittelpunkt des (modellartig angenommenen rechteckigen) flächigen Elements kann sich aus dem Schnittpunkt der Diagonalen, die die einander gegenüberliegenden Ecken verbindet, ergeben.
Dazu werden aufgrund der Messwerte der mechanischen Sensoren, die an den Kanten des Rohmoduls lediglich punktförmig angreifen, die Kanten und aufgrund der Kanten die Ecken des Rohmoduls mit der Datenverarbeitungsanlage rechnerisch modelliert. Desgleichen kann anhand der Daten der Kamerasensoren eine Modellierung der Ecken des flächigen Elements durchgeführt werden.
Durch die Modellierung können kleinere Unregelmäßigkeiten, beispielsweise die Abrundung einer Ecke des flächigen Elements durch ein nicht mehr ganz scharfes Messer der Schneidvorrichtung bei der Berechnung des Mittelpunkts des flächigen Elements minimiert werden.
Der Roboter kann damit so gesteuert werden, dass das flächige Element mit seinem Mittelpunkt einschließlich unter Berücksichtigung der Verdrehung auf dem Mittelpunkt des Rohmoduls abgelegt wird. Damit wird ein Maximum an Kongruenz zwischen dem flächigen Element und dem Rohmodul erreicht, sodass die Größe des flächigen Elements der Größe des Rohmoduls exakt angepasst werden kann, also ein erhöhter Materialverbrauch vermieden wird und eine Nachbearbeitung zur Entfernung überstehender Folie entfällt.
Wenn die Ablage anhand der Mittelpunkte des flächigen Elements und des Rohmoduls erfolgt, wird eine Abweichung der Größe des flächigen Elements von der Größe des Rohmoduls am gesamten Umfang des Solarmoduls durch den gleichen Abstand der Kanten des flächigen Elements von den Kanten des Rohmoduls ausgeglichen. Dieser Abstand kann minimiert werden.
Die Ablage des flächigen Elements mit seinem Mittelpunkt auf dem Mittelpunkt des Rohmoduls, also die Zentrierung des flächigen Elements gegenüber dem Rohmodul ist insbesondere auch dann von Bedeutung, wenn das Rohmodul an seinem gesamten Umfang am Rand mit einem Streifen aus Kunststoff, also beispielsweise mit einer „Butylraupe” versehen worden ist, um das Solarmodul zu versiegeln und das flächige Element, also z. B. die Einbettfolie, dazu bündig innerhalb des Randstreifens abzulegen ist, bevor die Rückseitenverkapselungsschicht auf der Einbettfolie und dem Randstreifen abgelegt wird.
Es ist jedoch auch möglich, dass beispielsweise die oberen Kanten des Rohmoduls und des flächigen Elements bei dem Solarmodul exakt fluchten sollen, bei einer Abweichung der Größe des flächigen Elements von dem Rohmodul ein Versatz an der unteren Kante des Solarmoduls zwischen flächigem Element und Rohmodul hingegen in Kauf genommen werden kann.
In einem solchen Fall ist dann nicht der Mittelpunkt des flächigen Elements und der Mittelpunkt des Rohmoduls für die Steuerung des Roboters zu bestimmen, sondern beispielsweise die Mitte der oberen Kante des Rohmoduls und des flächigen Elements, damit die Kanten des flächigen Elements und des Rohmoduls an der oberen Kante des Solarmoduls möglichst exakt fluchten.
Erfindungsgemäß wird damit aufgrund der sensorisch ermittelten Messwerte wenigstens ein Punkt des Rohmoduls und des flächigen Elements mit der Datenverarbeitungsanlage zur Steuerung des Roboters berechnet, wobei dieser Punkt zwar der Mittelpunkt des flächigen Elements und des Rohmoduls sein kann, jedoch unter Umständen auch anderer Punkt als der Mittelpunkt.
Das photoaktive Rohmodul besteht im Wesentlichen aus dem Trägersubstrat, beispielsweise einer Scheibe aus Glas oder einem anderen transparenten Material, auf dem die Solarzellen mit Verschaltung angeordnet sind. Dabei kann das Rohmodul das photoaktive Rohmodul einer Dünnschichtsolarzelle sein, bei der auf dem transparenten Trägersubstrat eine transparente Frontelektrodenschicht, eine z. B. aus amorphem oder mikrokristallinem Silizium bestehende Halbleiterschicht und eine Rückelektrodenschicht abgeschieden, diese Funktionsschichten zu serienverschalteten Solarzellen strukturiert und mit Kontaktbändern zur Stromabnahme versehen sind. Auch kann das Rohmodul auf einem transparenten Trägersubstrat, beispielsweise einer Glasscheibe, mono- und polykristalline Solarzellen, beispielsweise Silizium-Wafer aufweisen, die durch Kontaktbändchen miteinander verschaltet sind. Das Rohmodul ist normalerweise rechteckig ausgebildet.
Das flächige Element zur Rückseitenverkapselung des Rohmoduls kann eine Einbettfolie, beispielsweise eine Schmelzklebefolie, z. B. aus Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyvinylbutyral (PVB) sein. Die Einbettfolie wird mit einer Rückseitenverkapselungsschicht bedeckt, die z. B. durch eine witterungsfeste Folie oder eine Scheibe beispielsweise aus Glas oder Kunststoff oder gegebenenfalls aus Blech gebildet sein kann. Die Rückseitenverkapselungsschicht stellt damit ebenfalls ein flaches Element dar, das von dem Roboter auf das unverkapselte Rohmodul abgelegt wird. Die witterungsfeste Folie ist vorzugsweise eine Kunststoffverbundfolie, insbesondere mit einer Polyvinylfluorid-Schicht. Sie kann eine Verbundfolie aus Polyvinylfluorid und Polyester, eine TPT-Folie, also eine Verbundfolie aus einer Tedlar^®-, einer Polyethylen- und einer weiteren Tedlar^®-Schicht oder eine TAP-Folie, also eine Verbundfolie aus einer Tedlar^®-, einer Aluminium- und einer Polyester-Schicht sein.
Die erfindungsgemäße Anlage zur Rückseitenverkapselung des Rohmoduls weist eine Fördereinrichtung zur Zufuhr des Rohmoduls zu einer Ablagestation auf, an der das flächige Element auf dem Rohmodul abgelegt wird. Die Fördereinrichtung kann beispielsweise ein Förderband sein. Die Rohmodule werden der Ablagestation damit nacheinander zugeführt, wo sie durch einen Anschlag positioniert werden. An der Ablagestation sind die mechanischen Sensoren angeordnet, um das Rohmodul zu vermessen. Alternativ kann eine Zentriervorrichtung vorhanden sein, mit der sich die Länge des Mittelpunks des Rohmoduls einstellen und fixieren lässt.
Für das oder jedes flächige Element, das mit dem Roboter an der Ablagestation auf das Rohmodul abgelegt wird, ist eine Einrichtung zur Bereitstellung des flächigen Elements vorgesehen.
Falls das flächige Element durch einen Folienbogen gebildet wird, kann die Bereitstellungseinrichtung aus einer Vorratsrolle bestehen, von der die Folie mit einer Abzugseinrichtung abgezogen und mit einer Schneidvorrichtung zu einem Folienbogen geschnitten wird, der beispielsweise mit einem Transportband zur Übergabestation befördert wird. Die Schneidvorrichtung und die Abzugseinrichtung sind in üblicher Weise ausgebildet, die Abzugseinrichtung also beispielsweise mit Tänzerrollen versehen. Weiterhin kann aber auch vorkonvektionierte Folie zugeführt werden, die durch eine geeignete Vorrichtung zur Übergabestation gebracht werden kann.
An der Übergabestation werden die Ecken des Folienbogens mit den Kamerasensoren vermessen. Anschließend wird der Roboter derart gesteuert, dass das flächige Element auf dem Rohmodul entsprechend den von den Sensoren ermittelten Messwerten geometrisch definiert auf dem Rohmodul abgelegt wird, also beispielsweise mit seinem Mittelpunkt auf dem Mittelpunkt des Rohmoduls und definierter Verdrehung gegenüber dem Rohmodul.
Der Roboter weist zur Übergabe des flächigen Elements von der jeweiligen Übergabestation zu der Ablagestation, auf der das Rohmodul angeordnet ist, vorzugsweise als Sauggreifer ausgebildete Greifer auf. Dabei sind die Kamerasensoren, die die Ecken der flächigen Elemente erfassen, vorzugsweise an dem Greifer befestigt. Damit bewegen sich die Kamerasensoren mit dem Greifer mit. Die Kamerasensoren können beispielsweise über Kamerakabel an ein gemeinsames Bildverarbeitungssystem angeschlossen sein.
An der Übergabestation ist vorzugsweise wenigstens eine von wenigstens einer Kamera erfassbare ortsfeste Markierung vorgesehen, um die Messwerte des Kamerasensors bei einer Verschiebung des Kamerasensors gegenüber dem Greifer oder des Greifers selbst korrigieren zu können.
Die mit den Kamerasensoren ermittelten Messwerte können auch zur Qualitätskontrolle des flächigen Elements verwendet werden. Das heißt, solche flächigen Elemente, die aufgrund der Messwerte nicht einem bestimmten Soll-Wert-Bereich entsprechen, können aussortiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Rückseitenverkapselung aller Arten von Solarmodulen bestimmt, bei denen wenigstens ein flächiges Element auf einem unverkapselten Rohmodul abgelegt wird, d. h. für Solarmodule mit Dünnschichtsolarzellen ebenso wie für Solarmodule mit monokristallinen Solarzellen, die aus Wafern hergestellt werden, oder mit polykristallinen Solarzellen, also insbesondere für Solarmodule, die ein transparentes Trägersubstrat, beispielsweise eine Glasscheibe, Solarzellen, die elektrisch miteinander verschaltet sind und eine Rückseitenverkapselung aufweisen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch
1 einen Schnitt durch einen Teil eines Dünnschichtsolarmoduls;
2 die Draufsicht auf eine Anlage zur Rückseitenverkapselung der Rohmodule;
3 die Ermittlung der Mittelpunkte des flächigen Elements und des Rohmoduls;
4 das Bild eines Kamerasensors von einer Ecke des flächigen Elements; und
5 und 6 zeigen eine Zentrierstation.
Gemäß 1 weist das Dünnschichtsolarmodul 1 ein transparentes Trägersubstrat 2, beispielsweise eine Glasscheibe auf, auf der drei Funktionsschichten, nämlich ein Frontelektrodenschichtsystem 3, eine Halbleiterschichtsystem 4 und ein Rückelektrodenschichtsystem 5 aufeinander abgeschieden sind. Das Modul besteht aus einzelnen streifenförmigen Zellen C1, C3, C4, usw., die durch Strukturlinien 6, 7, 8 serienverschaltet sind. Der erzeugte Strom wird durch Kontaktierung der (äußeren) Zellen des Moduls mit einem Kontaktbändchen 9 abgenommen.
Die Rückseite des Solarmoduls 1 ist mit mindestens zwei flächigen Elementen 10 und 11 verkapselt. Das flächige Element 10 kann durch eine Einbettfolie, z. B. eine EVA- oder PVB-Schmelzklebefolie gebildet sein und das flächige Element 11 durch eine Rückseitenverkapselungsschicht, z. B. eine TAP-Folie oder eine weitere Glasscheibe.
Die Rückseitenverkapselung erfolgt durch Ablage eines Bogens der EVA- oder PVB-Folie 10 und eines Bogens der TAP-Folie oder einer weiteren Glasscheibe 11 auf dem Rohmodul, das aus dem transparenten Trägersubstrat 2, den serienverschalteten Funktionsschichten 3, 4 und 5 und dem Kontaktbändchen 9 besteht.
Die Anlage zur Rückseitenverkapselung des Rohmoduls 12 weist gemäß 2 eine Fördereinrichtung 13 auf, mit dem die Rohmodule 12 nacheinander einer Ablagestation 14 zugeführt werden, wo sie durch Anschläge 15 und 16 durch die Zustellung mittels Vorschüben positioniert werden.
Zur Ermittlung der Position der Kanten des Rohmoduls 12 an der Ablagestation 14 sind im ersten Ausführungsbeispiel von 2 fünf mechanischen Sensoren 17 bis 21 vorgesehen, wobei die beiden Sensoren 17, 18 an einer Kante und die Sensoren 19, 20 und 21 an jeweils einer anderen Kante des rechteckigen Rohmoduls 12 angreifen.
Das zweite Ausführungsbeispiel von 5 und 6 weist eine Zentrierstation 42 auf. Das Rohmodul 12 wird auf einer nicht näher beschriebenen Ablage abgelegt. Unterhalb dieser Ablage befindet sich eine drehbare Spanneinrichtung 43, die gelenkige Verbindungen 44 zu den Spannern 45 aufweist. Im ungespannten Zustand weisen die Spanner einen Abstand zum Rohmodul 12 auf. Durch Drehung der Spanneinrichtung 43 in Pfeilrichtung bewegen sich die Spanner 45 auf den Rand des Rohmoduls 12 zu und spannen dieses zentrisch in der Station. Dadurch befindet sich das Rohmodul in einer bekannten Lage mit bekanntem Mittelpunkt M2.
Für die beiden flächigen Elemente 10, 11, also den EVA- oder PVB-Folienbogen und dem TAP-Folienbogen oder Glasscheibe ist jeweils eine Bereitstellungseinrichtung 22 bzw. 23 vorgesehen. Dabei ist in 2 nur die Bereitstellungseinrichtung 22 für das erste flächige Element 10 näher dargestellt, während die Bereitstellungseinrichtung 23 für das zweite flächige Element 11 lediglich gestrichelt angedeutet ist. Beide Bereitstellungseinrichtungen 22 und 23 sind jedoch im Wesentlichen gleich aufgebaut, sodass eine Beschreibung der Bereitstellungseinrichtung 22 ausreicht. Auch können mehrere Bereitstellungseinheiten zum Einsatz kommen.
Die Bereitstellungseinrichtung 22 weist eine Vorratsrolle 24 auf, von der die Folie mit einer Abzugseinrichtung 25 abgezogen und mit einem Schneidmesser 26 zu dem Folienbogen 10 geschnitten wird, der von dem Schneidmesser 26 zu der Übergabestation 27 mit einem Förderer 28 befördert wird.
An der Übergabestation 27 werden die Ecken des Folienbogens 10 mit den vier Kamerasensoren 30, 31, 32 und 33 vermessen.
Zur Ablage des Folienbogens 10 (oder einer Rückglasscheibe 10) von der Übergabestation 27 auf das Rohmodul 12 an der Ablagestation 14 ist ein entlang der Schiene 34 verfahrbarer Roboter 35 vorgesehen, an dessen Arm 36 sich ein Greifer 37 (z. B. Sauggreifer) befindet, der den Folienbogen (oder die Rückglasscheibe) 10 ergreift.
Im Bereich der Ecken des Greifers 37 sind jeweils eine der vier Kamerasensoren 30 bis 33 befestigt.
Die mit den taktilen Sensoren 17 bis 21 ermittelten Messwerte der Position der Kanten des Rohmoduls 12 und die mit den vier Sensorkameras 30, 31, 32 und 33 bestimmte Position der Ecken des Folienbogens bzw. flächigen Elements 10 werden einer nicht dargestellten Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt, mit der der Roboter 35 gesteuert wird.
Um möglichst Kongruenz zwischen dem flächigen Element 10 und dem Rohmodul 12 des Solarmoduls 1 zu erzielen, wird vorzugsweise der Mittelpunkt M1 des flächigen Elements und der Mittelpunkt M2 des Rohmoduls 12 berechnet. Alternativ wird der Mittelpunkt M2 des Rohmoduls aus der Zentrierstation des zweiten Ausführungsbeispieles ermittelt.
Zudem wird dazu anhand der mit dem taktilen Sensoren 17 bis 21 ermittelten Position der Kanten des Rohmoduls 12 und der mit den Kamerasensoren 30 bis 33 ermittelten Position der Ecken des ersten flächigen Elements 10 bestimmt, um welchen Drehwinkel der Roboter 35 das flächige Element 10 gegenüber dem Rohmodul 12 zu drehen hat, damit bei möglichst großer Kongruenz die Kanten des flächigen Elements 10 parallel zu den Kanten des Rohmoduls 12 verlaufen.
Wie in 3 gezeigt, ergibt sich der Mittelpunkt M1 des flächigen Elements 10 und der Mittelpunkt M2 des Rohmoduls 12 aus dem Schnittpunkt der Diagonalen, die die einander gegenüberliegenden Ecken des flächigen Elements 10 bzw. Rohmoduls 12 verbinden.
Damit kann der Roboter 35 das flächige Element 10 auf dem Rohmodul 12 so ablegen, dass das flächige Element 10 mit seinem Mittelpunkt M1 auf dem Mittelpunkt M2 des Rohmoduls 12 abgelegt wird. Damit ist ein Maximum an Deckungsgleichheit zwischen dem flächigen Element 1 und dem Rohmodul 12 gegeben.
Gemäß 4 wird mit zumindest einem Kamerasensor, beispielsweise dem Kamerasensor 33 (2) nicht nur die Ecke 40 des flächigen Elements 10, sondern zugleich mindestens eine ortsfeste Markierung an der beispielsweise durch einen Tisch gebildeten Übergabestation 27 erfasst, um bei einer Verschiebung des Kamerasensors 33 gegenüber dem Greifer 37 oder des Greifers selbst die Messwerte des Kamerasensors 33 entsprechend korrigieren zu können.

Claims

Verfahren zur Rückseitenverkapselung eines Solarmoduls (1), bei dem wenigstens ein flächiges Element (10, 11) mit einem Roboter (35) auf einem unverkapselten Rohmodul (12) abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Position der Kanten des Rohmoduls (12) und/oder die Position der Kanten des flächigen Elements (10, 11) sensorisch ermittelt wird, aufgrund der sensorisch ermittelten Messwerte wenigstens ein Punkt des Rohmoduls (12) und des flächigen Elements (10, 11) berechnet oder bestimmt wird und der Roboter (35) das flächige Element (10, 11) anhand der berechneten Punkte geometrisch definiert auf dem Rohmodul (12) ablegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der sensorisch ermittelten Messwerte der Position der Kanten des flächigen Elements (10, 11) und der Mittelpunkt (M2) des Rohmoduls (12) berechnet wird, und der Roboter (35) das flächige Element (10, 11) mit seinem Mittelpunkt (M1) auf dem Mittelpunkt (M2) des Rohmoduls (12) ablegt.
Verfahren nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der sensorisch ermittelten Position der Kanten des Rohmoduls (12) und der Kanten des flächigen Elements (10, 11) die Verdrehung des flächigen Elements (10, 11) gegenüber dem Rohmodul (12) bestimmt und die geometrisch definierte Ablage des flächigen Elements (10, 11) mit zu den Kanten des Rohmoduls (12) parallelen Kanten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Position benachbarter Kanten des flächigen Elements (10, 11) durch bildsensorische Bestimmung der Ecken (14) des flächigen Elements (10, 11) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine flächige Element (10, 11) durch einen Folienbogen gebildet wird.
Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (13) zur Zufuhr des Rohmoduls (12) zu einer Ablagestation (14) zur Ablage des flächigen Elements (10, 11) auf dem Rohmodul (12), wenigstens einer Einrichtung (22) zur Bereitstellung des wenigstens einen flächigen Elements (10, 11) an einer Übergabestation (27), einen Roboter (35) zur Ablage des an der Übergabestation (27) bereitgestellten flächigen Elements (10, 11), auf das der Ablagestation (14) zugeführte Rohmodul (12), Einrichtungen (17 bis 21; 30 bis 33, 43 bis 45) zur Ermittlung der Position der Kanten des Rohmoduls (12) und der Kanten des flächigen Elements (10, 11) und eine Datenverarbeitungsanlage, mit der der Roboter (35) derart gesteuert wird, dass das flächige Element (10, 11) auf das Rohmodul (12) entsprechend den von den Sensoren (17 bis 21; 29 bis 32) ermittelten Messwerten geometrisch definiert auf dem Rohmodul (12) abgelegt wird.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Position der Kanten des Rohmoduls (12) an der Ablagestation (14) mechanische Sensoren (17 bis 21) vorgesehen sind, wobei wenigstens zwei mechanische Sensoren (17, 18) zum Angriff an einer Kante und wenigstens jeweils ein taktiler Sensor (19, 20, 21) zum Angriff an den anderen Kanten des Rohmoduls (12) vorgesehen sind.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Position der Kanten des Rohmoduls (12) an der Ablagestation (14) eine Zentrierstation (42) vorhanden ist, die Spanner (45) aufweist, die über eine gelenkige Verbindung (44) zur Spanneinrichtung (43) verfügen.
Anlage nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Position der Kanten der flächigen Elemente (10, 11) Kamerasensoren (30 bis 33) zur Erfassung der Ecken des flächigen Elements (10, 11) vorgesehen sind.
Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (35) zur Übergabe des flächigen Elements (10, 11) von der Übergabestation (27) zu der Ablagestation (14) einen Greifer (37) aufweist und die Kamerasensoren (30 bis 33) an dem Greifer (37) befestigt sind.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Übergabestation (27) eine von wenigstens einem Kamerasensor (33) erfassbare ortsfeste Markierung (41) zur Korrektur der Messwerte der Kamerasensoren (30 bis 33) bei Verschiebung der Kamerasensoren (30 bis 33) gegenüber dem Greifer (37) vorgesehen ist.