2020年9月22日，中国政府在第七十五届联合国大会上提出：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”

所谓“碳中和”就是企业需降低二氧化碳的排放，并通过一些手段对二氧化碳进行吸收。此时，“碳中和”已经成为了国家级战略，作为碳排放量极高的电力行业，人们发现光伏将成未来碳中和绝对主力。

在政策支持之外，我国在光伏产业中尽占核心优势，光伏全产业链较短且核心技术、龙头企业都在国内，同时我国自身对光伏的需求足以支撑整个产业链的发展。此外，由于光能属于可再生能源，光伏发电不用担心能源问题，只要有太阳升起，就有光能的用武之地。

2013年，我国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW，而截至去年2021年已经增长到了306GW，突破3亿千瓦的大关。

在资本市场方面，据21世纪经济报道新能源课题组结合数据显示，其统计了75只A股光伏概念股，覆盖硅料、硅片、电池片、组件、电站、辅料、设备等产业链各环节。截至今年6月24日收盘，这75只光伏概念股合计市值约3.30万亿元。

八年间，十几倍的增长预示着中国光伏借着“碳中和”的浪潮与技术的革新，再度冲上了产业的最前沿。

而技术革新、工艺创新的秘密就藏在车间里。

#01

万亿增长的秘密 藏在车间里

光伏产业链包括硅料、拉棒、切片、电池片、电池组件、电池板、应用系统等6个环节。

经过十余年的发展，光伏组件全产业链的自动化生产已经发展得较为成熟。

光伏组件自动化生产线将光伏组件生产过程全部自动化，由各种作业单元组合完成，能够实现上料后的光伏组件全部过程自动化。

当我们走进光伏生产车间中可以发现，当前自动化作业单元包括两类：功能单元与传输单元。

功能单元属于自动化生产线的核心单元，其中包括层压机、红外线检测仪、自动测试仪、自动串焊机、自动组框组角装框机等；传输单元包括焊接汇流传输台、EAV/TPT敷设单元、排序分流单元、多功能输送单元、自动翻转机、缓存堆线机及其他辅助设备。

过去一条传统的150MW手动生产线大约需要200名工人，如今凭借着大量自动化设备的生产线仅需15-20名工人。

产能的提高、成本的控制、良品率的提升，光伏制造的高精密性与高自动化程度也成为了光伏产业市值万亿增长背后的秘密。

#02

走进光伏车间里的机器人

从目前光伏产业自动化发展以及未来提升方向而言，光伏制造的自动化技术目前处于可以实现完全的自动化生产，但出于成本和技术变革的考虑，并不急于求成。在未来车间之中，随着非标与柔性生产的进一步实现，更高阶自动化发展将成为大势所趋，而这一切就需要让机器人走进车间。

在光伏车间最为核心的硅片、电池片与电池组件车间里，机器人已有应用，主要分为移动机器人与多轴机器人两方面，而在细分场景中又提出了新的难点与特殊的挑战。

移动机器人方面：

目前应用移动机器人在光伏车间中，主要有两大场景。

·HJT电池生产配送

HJT因为其具有光电转换效率高，双面率高，设备工艺流程简化，产品光衰减低，稳定性强，降本增效空间大的特性，成为了新一代电池技术的发展方向，被广泛运用于光伏发电中。

HJT由于是由两种不同的半导体材料构成异质结，因此需要对多种硅片进行交换运输。

与传统工艺产线一字排开不同，HJT产线呈L型，空间分布更复杂。同时L型产线被划分成四个交接区，因为涉及氮气应用，四个交接区的接触面更小。所以这对移动机器人软件系统中的空车预调度和调度交控提出了更高的要求。

空车预调度相当于打车时车辆提前到达接客点，省去等车时间，提升配送效率；调度交控则是准确分配30辆车的路径，在出行时避开每一个红灯。

而这一切对算法与算力提出了更高的需求，只有足够智能化的移动机器人，才可以在HJT电池生产配送中既可以穿梭于狭小的空间中完成目标，又可以让生产足够安全高效。

此时，天太推出了HP、WP系列重载、中载行走单元，该单元由电机、轮毂、减速机、驱动器、编码器一体化集成，具备精度高、能耗低、载重高、阻力小的特点。

因此该智能轮可以匹配多种算法，完美完成空车预调度与调度交控，同时以其优质的通行能力与越障能力，可以完全适应L型的HJT电池产线。

·光伏原材料晶圆配送

在HJT电池制造之外，移动机器人还可以适用于硅片车间的配送之中。

晶圆原料比较脆弱，人工搬运时不经意间的震动和抖动，会产生肉眼无法看到的裂缝，影响到产品良率。但这又是一种高频次配送的原材料，放大了不良率的风险。

所以移动机器人开始以更稳健的步伐承担晶圆配送的任务。

对光伏车间配送而言，对技术与算法都提出了更高的要求。技术上，移动机器人需要突破复杂、变换场景下的导航技术。算法上，软件迭代没有终点，不断提升对移动机器人集群的调度能力是操作系统的终身目标。

因此选择一款具有电机、轮毂、减速机、驱动器、编码器一体化集成的智能移动单元变得更加重要。天太机器人致力于助力更多有志于“机器智能时代”的企业和组织，打破硬件的限制，打破固有的形态和应用，让智能生产力破局光伏配送场景。

多轴机器人方面：

最近两年，诸多知名工业机器人企业紧跟时代步伐，瞄准新能源“黄金赛道”——光伏产业之中。

经过近两年的入局，在光伏车间中，多轴机器人已经运用在了电池片的丝网印刷与排版工艺中。

·电池片生产线丝网印刷

丝网印刷作为光伏产业链中核心生产环节之一，其工序汇集了整条电池片生产线大约一半的工艺人员，且丝网印刷工序产线较长，涉及到多次印刷、搬运、拍照、烧结等动作，因此整条电池片生产线的配套工艺人员众多。

当前已有机器人企业通过搭载地图导航和机械臂视觉识别设备，实现机台识别，位置校准，自动完成丝网网板更换、擦丝网网板、换浆料罐任意指定任务。

其中产生了以下难点，机器人开发者需要让机器人应对不同的工艺，同时开发多种工装，以快换的方式集成到一台复合机器人；料架需兼容放置不同种类的网板，保证兼容性。此外，因为机器人要进行擦拭工作，对多轴机器人的柔性也提出了要求。

因此更需要具备柔性优势的机器人旋转单元，只有开发出智能、灵巧、高功率密度的关节，才能克服以上难点，让丝网印刷机器人真正实现场景化落地。

天太“智巧”系列关节具有四大优势，即高度一体化的精密设计，让使用更简单；独创大中空无框力矩电机，让动力更强劲；摩擦抱闸式制动，让快速启停更安全；高精度双编码器全闭环管理，让控制更精准。

搭配该关节并与智能行走单元进行组合成复合机器人，可以实现光伏电池片丝网印刷产线中的深度视觉检测、多种工装快换、网板兼容、仿人手丝网擦拭、行人干涉物避让、MES的调度系统等功能。

·光伏排版工艺

光伏排版工艺是指将电池串平铺在放置有tpt背板和eva膜的玻璃上的过程，而这也是光伏板装配的主要步骤。

过去常规的排版方法为人工排版，但通过人工进行排版时，劳动强度较大，排版效率较低，自动化需求极高。光伏排版机器人具有“高精度、高速度、高稳定性、大惯量无抖动、专业性更强”五大特点。这也对机器人的运动能力、控制系统、算法，以及供应商软件能力提出了更高的要求。

而天太机器人的“智巧”系列关节作为一个高精度一体化的旋转执行单元，以其中空关节的特点，克服了中空驱动板的研发设计；离轴编码器的研发设计及集成到驱动板技术；传动与运控的结合技术和研发方案匹配；电机与驱动适配研发与编码器适配开发等等难题，对光伏排版机器人而言，中空关节可以起到如虎添翼的作用。

在机器人加持光伏产业的当下，如今光伏车间内自动化普及度已经大幅提高。

#03

光伏产业机器换人大幕已经拉开

3.3万亿市值猛增背后的秘密，是车间对自动化、智能化产线的转型升级。

在光伏产业中，机器人替代工人的大幕已经拉开，光伏车间自动化普及程度已经今非昔比。除了在电池片、硅片产线搬运配送，在电池车间丝网印刷、排版之外，机器人未来也将运用于更广泛的光伏车间场景之中。

而在车间之外，机器人的运用边界正在不断打开，光伏清扫机器人、光伏巡检机器人、光伏搬运机器人已经成为了光伏电站智能运维的主要工具之一，除了能够解决传统人工清扫、巡检、搬运存在的一系列问题，提高发电量与收益外，还具备良好的投资收益率，有效推动了电站运维的去人工化。

面向未来，虽然风电和光伏装机规模的暴涨，让人们看到了替代煤电的希望，但是风电和光伏发电的不稳定性，成为大规模并网消纳的最大障碍，因此光伏当前尚不能实现直接并网。

就目前而言，光伏仅是电网余量的增益补充，通过储能、制氢、隔墙售电等模式构建区域能源基地实现消纳。而随着分布式光伏发展势头迅猛，装机量迅速攀升，推动分布式光伏和分散式储能相结合。同时，分布式光伏和储能相结合，在用户侧可以发挥保电、降低用能成本、降碳减排等功能，进而疏导储能成本，促进储能产业健康发展，未来光伏与储能将深度结合，对于机器人领域的应用与探索也将进一步拓展。

虽然机器人使用方案、应用场景千人千面，但关键单元始终不变。天太机器人秉承“让机器人随处可见”的愿景，持续发力机器人关节部件研发、生产，为行业发展、场景拓宽打下坚实的基础。

光伏产业的浪潮到来，机器人的广泛运用也在不远的将来。