По всем признакам отрасль, превращающая энергию солнца в электрическую, явно процветает – темпы роста в среднем составили около 30%, и тому есть много причин. Солнечный свет – это неистощимый ресурс, он экологически безопасен, доступен каждому, его не требуется перекачивать по трубопроводам или доставлять из стран с нестабильной политической обстановкой. Повышение энергоемкости фотогальванических элементов (PV) в сочетании с наращиванием их массового производства приводит к снижению стоимости электроэнергии, получаемой из энергии солнца. По прогнозам специалистов отрасли, к 2010 г. в некоторых регионах мира она сравняется со стоимостью энергии, получаемой за счет сжигания ископаемого топлива.

Фотогальванический модуль, или «солнечная панель», состоит из большого числа PV-элементов, подключенных друг к другу с помощью электрических соединений. Несколько солнечных панелей – может быть, сотни, – могут быть объединены в солнечные батареи. Основной компонент каждого PV-элемента – тонкие кремниевые пластины, которые нарезаются с помощью проволочной пилы почти так же, как нарезаются ломтики хлеба для тостов. Только кремниевый слиток может весить до 400 кг, а сам кремний является чрезвычайно твердым и хрупким материалом.

После кислорода запасы сырого кремния в виде песка и кварца самые крупные на Земле. Чтобы он мог использоваться для солнечной энергетики, его необходимо вначале очистить, а потом разрезать на тонкие пластины. Дефицит солнечного кремния существует уже несколько лет, поэтому цены на него подскочили с 9 долларов (6 евро) за 1 кг в 2000 г. до примерно 200 долларов (135 евро) осенью 2007 г. Чтобы использовать каждый грамм кремния с максимальной отдачей, необходимо эффективизировать процесс резания.

Компания Precision Wafering Systems (PWS) является пионером отрасли и мировым лидером в области производства проволочных пил для резки кремния, а также других твердых и хрупких материалов типа стекла и кварца. Компания PWS базируется в г. Шезе вблизи г. Лозанна (Швейцария) и до августа 2007 г., пока ее не приобрела компания Applied Materials Inc, называлась HCT Shaping Systems SA.

«Принцип проволочной пилы прост, но реализовать его трудно, – объясняет Седрик Томмен, менеджер конструкторского отдела PWS. – В этих машинах используется сверхтонкая проволока из высокопрочной стали, которая проходит через систему направляющих. Толщина проволоки – 120-140 микрон (мкм). Это меньше толщины человеческого волоса. Вращаясь с высокой скоростью, направляющие приводят в движение ряды проволоки, которые перемещаются со скоростью примерно 15 м/сек. Проволока постоянно смачивается абразивной жидкостью. Кремниевый слиток подается сквозь ряды движущейся проволоки в направлении сверху вниз и разрезается на пластины. Толщина пластин находится в интервале 150-300 мкм, чаще всего в районе 200 мкм. В настоящее время PWS разрабатывает несколько конструкций проволочных пил, в которых будет использоваться более тонкая проволока с более тесным расположением рядов. Так что следующее поколение наших пил сможет разрезать слитки на еще более тонкие пластины при еще меньших потерях».

Вот, что рассказывает Томмен об основных свойствах проволочных пил PWS: «Это высокоточные машины, обеспечивающие очень  высокую механическую устойчивость, термостабильность и однородность процесса. Они отличаются низкими требованиями к техобслуживанию, высокой надежностью и способны бесперебойно работать в течение продолжительного времени. Эти характеристики в сочетании с низкой стоимостью расходных материалов и высокой производительностью делают наши пилы чрезвычайно выгодным приобретением для наших клиентов».

PWS, в которой работает более 200 человек, производит еще два типа проволочных пил. Первый тип (cropper) предназначен для обрезания наружных поверхностей крупных слитков. В машинах этого типа используется гнутая проволока. Второй тип (squarer) используется для разрезания слитка на столбики квадратного сечения. Оба типа машин используются в процессе подготовки слитков для разрезания на пластины, используемые в солнечных элементах или микрочипах электронного оборудования. 

Партнеры по совершенству

Высочайшие стандарты качества компании Precision Wafering Systems (PWS) предполагают использование высококачественных компонентов. «Наш девиз: Совершенство – это образ мышления, – говорит Томмен. – Мы работаем только с теми поставщиками, которые разделяют это устремление. SKF поставляет нам подшипники различных типов, которые мы используем в узлах наших машин, в том числе в узлах привода проволочных направляющих».

«От наших поставщиков мы ожидаем 100% надежности во всех аспектах деловых взаимоотношений, включая соблюдение сроков поставки и наличия глобальной дистрибьюторской сети, – продолжает Томмен. – SKF не только оправдывает наши ожидания, но и превосходит их. Они оказывают нам всестороннюю поддержку на всех этапах проектирования машины. Рекомендуют оптимальные варианты подшипников, снабжают технической информацией по всем подшипникам, производят расчеты параметров посадки и ожидаемого ресурса подшипников. Все это очень важно для нас, ведь от качества подшипников во многом зависит объем техобслуживания, время безотказной работы и уровень надежности оборудования. SKF практически оказывает нам услуги специализированной инжиниринговой компании».