新エネルギー製造
Liイオンセル・モジュール・パック、PVポリシリコン・ウェハー・セル・モジュール、エネルギー貯蔵システムの統合、オプションの水電解水素:ドライルーム、溶剤回収、化成、プロセスガス、熱暴走防護。
FacilityOS が役立つ点
- リチウムイオンセル工場向けのドライルーム露点管理と NMP 回収。
- 化成・グレーディング、デシカントホイール、蓄電システムを、サイトの電力・冷却とあわせて監視します。
- 生産単位あたりのコストを把握するための、工場棟・システム別エネルギー。
使用するプラットフォームモジュール
施設管理・制御
冷却系と電力系の全体を一目で把握。冗長構成、シフト引き継ぎ、ユーティリティ効率、ファーストアウトアラーム解析に対応します。
詳しく見る →EPMS電力監視システム
IEC 61850 読み取り専用、マイクロ秒精度のシーケンスオブイベント、COMTRADE 波形、電力品質、遮断器の摩耗、リレー設定、アークフラッシュラベル、変圧器寿命。
詳しく見る →EMSエネルギー管理システム
工場棟・システム別の電気、ガス、水、蒸気の計量、時間帯別コスト、デマンド、炭素、PUE、改ざん検知付きレポートアーカイブ。
詳しく見る →PLC / DCSプロセス制御
PID ループのフェースプレート、ISA-88 バッチ記録、コントローラー冗長化、EtherNet/IP と Siemens S7、シミュレーション付きソフト PLC IDE。
詳しく見る →CMMS保全管理
ライブデータと連携した資産台帳、カレンダー・運転時間・起動回数による予防保全、署名付き作業指示、QR/NFC 巡回点検、予備品、MTBF/MTTR。
詳しく見る →セグメント
Liイオン電池セル
塗工、カレンダー、組立、注液、化成、エージング。露点−40°F以下のドライルーム。
詳しく見る →電池モジュール/パック
セル選別、レーザー溶接、EOL(エンドオブライン)試験。
詳しく見る →PVポリシリコン/ウェハー
ポリシリコン還元、結晶引上げ、ワイヤーソー切断:水素、クロロシラン、非常に大きな電力。
詳しく見る →PVセル
テクスチャリング、拡散、PECVD、スクリーン印刷、焼成、選別:シラン、アンモニア、酸、苛性アルカリ。
詳しく見る →PVモジュール
ストリンギング、ラミネート、フレーミング、ELおよびIV試験。
詳しく見る →エネルギー貯蔵システム統合
ESSコンテナの組立、試験、現地保管。
詳しく見る →水素/電解装置(オプション)
電解装置の製造または現地での水素製造。
詳しく見る →システムと機器
必須:この種の施設ではどこにでもあります。一般的:ほとんどの施設にあります。任意:施設によります。
チラープラント・プロセス冷却
ドライルームの予冷と化成の発熱が最大の冷却負荷です。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| 大型遠心チラー | 必須 | CHW供給温度 · CHW還り温度 · 負荷 · 消費電力 · 効率(kW/ton) · 故障 | BACnet/IP接続の1000トン級遠心チラー(Trane、York、Carrier、Daikin)で、通常はN+1構成です。 |
| 冷却塔セル | 必須 | 冷却塔出口水温 · 冷却塔入口水温 · ファン速度 · 水槽レベル · 水の導電率 · ファン振動 | |
| ポンプ | 必須 | 運転中 · 速度 · 差圧 | 冷水ポンプと冷却水ポンプで、ドライブは通常Modbus TCPです。 |
| プロセス冷却水ループ | 必須 | 供給温度 · 還り温度 · 供給圧力 · 供給・還り差圧 · ループ流量 · ループ導電率 · 漏水検知 | |
| 熱回収チラー/ヒートポンプ | 任意 | 温水供給温度 · 冷水供給温度(回収側) · 消費電力 · 総合COP | 熱回収によりボイラのガス使用を置き換えます — 脱炭素化の主要な施策の一つです。 |
| プロセスチラー電池モジュール/パック · PVセル · PVポリシリコン/ウェハー · PVモジュール · エネルギー貯蔵システム統合 | 一般的 | プロセス水供給温度 · プロセス水還り温度 · 負荷 | |
| ドライクーラ/アディアバティッククーラ | 一般的 | 出口流体温度 |
ドライルーム・クリーンエリア
水分は電解液と反応してHFを生成するため、ドライルームの露点はセル品質の生命線です。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| ドライルームLiイオン電池セル | 必須 | 露点 · 室温 · 通路との差圧 · 入室人数 · エアロックドア開放状態 | 組立と注液は通常、露点−40°F(−40°C)以下で、一部は−60°Fまで下げます。 |
| デシカント除湿機Liイオン電池セル | 必須 | 給気露点 · 再生温度 · プロセス風量 · デシカントホイール回転中 · 電力(再生熱を含む) | Munters、Bry-Air、西部技研などのデシカントホイール。 |
| 外気処理機(MAU)Liイオン電池セル · PVセル · PVポリシリコン/ウェハー | 必須 | 給気温度 · 給気露点 · 外気風量 · 最終フィルタ圧力損失 | |
| クリーンルームゾーンLiイオン電池セル · PVセル · PVポリシリコン/ウェハー | 一般的 | 隣接室との差圧 · 室温 · 相対湿度 · 目標クラス(ISO 14644-1) | ISO 7~8のエリア。 |
| パーティクルカウンタLiイオン電池セル · PVセル | 任意 | 粒子 ≥ 0.5 µm · 測定クラス(ISO相当) | |
| エアハンドラ電池モジュール/パック · エネルギー貯蔵システム統合 · 水素/電解装置(オプション) · PVモジュール | 一般的 | 給気温度 · ダクト静圧 |
プロセス:塗工、化成、ラミネート、試験
プロセス設備のユーティリティと安全の状態を監視します。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| 電極塗工乾燥炉Liイオン電池セル | 必須 | オーブンゾーン温度 · 塗工速度 · オーブン排気風量 · 排気中溶剤(% LEL) · LELインターロック | NFPA 86の溶剤オーブンは通常、25 % LELでインターロックします。 |
| 化成・グレーディング設備Liイオン電池セル | 必須 | 使用中チャンネル数 · 充電電力 · 回収放電エネルギー · 本日の電力量 · 最高温セル温度 | 回生式の化成では、放電エネルギーの大部分を回収します。 |
| セル工場エネルギーKPILiイオン電池セル | 一般的 | 本日の良品セル数 · セルあたりエネルギー · 化成の一次合格率 · 最悪のドライルーム露点 · NMP回収率(平均) | |
| ラインエンド試験機電池モジュール/パック · エネルギー貯蔵システム統合 | 必須 | 本日の試験数 · 一次合格率 · 試験サイクル時間 | |
| ロボット溶接セル電池モジュール/パック | 一般的 | 溶接電流 · 本日の部品数 · 安全ガード作動 | レーザーまたは超音波によるセル溶接。 |
| ポリシリコン反応炉PVポリシリコン/ウェハー | 必須 | ロッド表面温度 · 電源 · 水素供給 · トリクロロシラン供給 · クロロシラン漏洩 | 還元炉はポリシリコン工場で最大の電気負荷です。 |
| CZ単結晶引上げ装置PVポリシリコン/ウェハー | 必須 | 融液温度 · ヒーター電力 · 引上げ速度(in/h) · アルゴン流量 · 冷却水温度 | 冷却水や電源を失うとバッチが廃棄になります。UPSと予備の冷却水で備えてください。 |
| ダイヤモンドワイヤソーPVポリシリコン/ウェハー | 必須 | ワイヤー速度 · ワイヤー張力 · クーラント温度 · ワイヤー断線 | |
| テクスチャ・洗浄槽PVセル | 必須 | テクスチャリング槽温度 · KOH濃度 · DI水流量 · 本日のウェハー数 | |
| 拡散炉PVセル | 必須 | チューブ温度 · POCl3キャリア流量 · 排気吸引 · 本日のボート数 | |
| PECVD成膜装置PVセル | 必須 | チャンバー圧力 · RF電力 · シラン流量 · アンモニア流量 · プロセスガスアラーム | シランはガスキャビネットとGMSがインターロックし、本プラットフォームは監視のみを行います。 |
| スクリーン印刷機PVセル | 必須 | 印刷速度(ウェハー/h) · 破損 · 残ペースト量 | |
| 焼成炉PVセル | 必須 | ピーク温度 · ベルト速度 · ゾーン温度偏差 | |
| セル測定・選別機PVセル | 必須 | 平均効率 · Aグレード比率 · 本日の試験セル数 | |
| ストリンガPVモジュール | 必須 | はんだ付け温度 · 破損 · 本日のストリング数 | |
| PVモジュールラミネータPVセル · PVモジュール | 必須 | 加熱プレート温度 · 真空度 · サイクル時間 · 本日のモジュール数 | |
| フレーミング装置PVモジュール | 一般的 | 本日のフレーミング済みモジュール数 · 空気圧 | |
| EL検査PVモジュール | 必須 | ELの欠陥率 · 本日の試験モジュール数 | |
| IV試験機(ソーラーシミュレータ)PVモジュール | 必須 | 平均Pmax · 放射照度(W/m²) · ランプ時間 | IEC 60904に従い定期的に校正してください。 |
| 蓄電池エネルギー貯蔵コンテナエネルギー貯蔵システム統合 | 必須 | 充電状態 · 電力(+放電) · 最高温セル温度 · 最低セル電圧 · 最高セル電圧 · コンテナ空調運転中 | 工場試験と現地保管。 |
| 電解装置水素/電解装置(オプション) | 必須 | 水素出力 · スタック電力 · スタック温度 · 水素純度 · O2中H2高 | |
| ラインコントローラ(OEE)電池モジュール/パック · PVセル · PVモジュール · エネルギー貯蔵システム統合 | 一般的 | OEE · 出来高(個/h) · 部品あたりエネルギー | |
| 熱媒油ヒーター | 一般的 | 出口油温 · 低流量トリップ |
溶剤回収・除害
NMP回収によりコストを削減し、大気許可を維持します。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| NMP溶剤回収Liイオン電池セル | 必須 | 入口NMP · 煙突NMP · 溶剤回収率 · 凝縮器コイル温度 · 回収NMPタンク | 回収率は通常95 %超が求められます。 |
| プロセス排気システム | 必須 | 排気主ダクト静圧 · 排気風量 · 運転中のファン · 排気静圧低下 | 一般排気、熱排気、溶剤排気、酸排気を個別に監視します。ファンはN+1構成です。 |
| 酸排気スクラバLiイオン電池セル · PVセル · PVポリシリコン/ウェハー | 一般的 | 循環液pH · 循環液流量 | 注液工程由来のHF、PV拡散・エッチング由来の酸ミスト、ポリシリコン工場のHCl。 |
| VOC濃縮装置PVセル | 任意 | 出口VOC · 除去効率 | |
| 集じん機Liイオン電池セル · 電池モジュール/パック | 一般的 | フィルタ圧力損失 · 火花検知 | 電極粉末とレーザー溶接ヒューム。可燃性粉じんに注意してください。 |
CDA、窒素、水素
ドライルームには非常に乾燥したCDAが必要です。窒素は不活性化と溶接部のシールドに使用します。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| クリーンドライエア圧縮機Liイオン電池セル | 必須 | 吐出圧力 · 出力 · 負荷 · 消費電力 · サージ検出 · 故障 | |
| 空気圧縮機電池モジュール/パック · PVセル · PVポリシリコン/ウェハー · PVモジュール · エネルギー貯蔵システム統合 · 水素/電解装置(オプション) | 必須 | 吐出圧力 · 負荷 · 消費電力 · 故障 | |
| デシカント式エアドライヤ | 必須 | 圧力露点 · 圧力損失 · 再生温度 · 故障 | 一般的な圧力露点は−94°F(−70°C)です。 |
| CDAヘッダ | 必須 | ヘッダ圧力 · ヘッダ露点 · 需要量 | |
| バルクガス供給 | 必須 | タンクレベル · 供給圧力 · 気化器出口温度 · 流量 · 不純物 · 予備供給使用中 | N2、O2、Ar、H2、CO2。タンクのテレメトリは、通常ガス供給会社が提供します。 |
| オンサイト窒素発生装置 | 任意 | 製品O2含有量 · 出力 · 出口圧力 · 純度規格外(LINバックアップ使用中) | |
| ハウス真空システムLiイオン電池セル · PVセル | 一般的 | 真空度 · 運転中のポンプ | |
| 極低温気化器 | 一般的 | 出口ガス温度 · 出口温度低下 |
用水・排水
PVと水素には純水が必要で、塗工と洗浄では排水が発生します。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| 逆浸透(RO)装置PVセル · PVポリシリコン/ウェハー · 水素/電解装置(オプション) | 一般的 | 透過水導電率 · 透過水流量 | |
| 電気脱イオン(EDI)装置PVセル · PVポリシリコン/ウェハー · 水素/電解装置(オプション) | 一般的 | 製品比抵抗 | |
| pH中和システムLiイオン電池セル · PVセル · PVポリシリコン/ウェハー | 必須 | 処理水pH · 流量 | |
| 最終放流水モニター | 一般的 | 放流量 · 放流水pH · COD | |
| 給水加圧ポンプ | 一般的 | 吐出圧力 · 流量 |
電力、蓄電、サブメーター
化成が最大の電気負荷です。現地の蓄電とPVでピークを削減します。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| 中電圧受配電盤 | 必須 | 母線電圧 · 受電電流 · 有効電力 · 遮断器投入 · 保護トリップ · リレー異常 | 監視のみ — 遮断器の操作は一切行いません。 |
| 低圧受配電盤 | 必須 | 母線電圧 · 負荷電流 · 有効電力 · 力率 · 電流THD · 遮断器トリップ | |
| 電力用変圧器 | 必須 | 上部油温 · 巻線温度 · 負荷 · ガス/急激な圧力上昇警報 · 過温度警報 | |
| UPS | 必須 | 負荷 · バッテリー稼働時間 · バイパス運転中 | SNMP v3(UPS-MIB)。 |
| UPSバッテリーストリングモニター | 必須 | ストリング電圧 · 最低ジャー電圧 · 最高ジャー電圧 · 最高ジャー内部抵抗 · 最高ジャー温度 · 充電状態 | ジャーごとの抵抗トレンド管理(IEEE 1188に示される保守手法の一つ)。 |
| 発電機 | 一般的 | 運転中 · 出力電力 · 燃料タンクレベル · 始動バッテリー電圧 · AUTOではない | |
| 電力品質メーター | 一般的 | 電圧THD · 電流THD · 本日の電圧サグ回数 · サグ/瞬停イベント | 電圧サグは、トリップの隠れた一般的な原因です。 |
| サイトユーティリティメーター | 必須 | サイト電力 · サイト電力(MW) · 本日の電力量 · 力率 | |
| エリアエネルギーメーター | 必須 | エリア電力 · 本日の電力量 · 15分デマンド · 力率 | エネルギー分析とコスト配賦のため、工場棟またはシステムごとに子メーターで計量します。 |
| 都市ガスメーター | 一般的 | 都市ガス流量 · 入熱量(1,037 BTU/scf) · 本日のガス使用量(scf) | 都市ガスをscfhで表示し、発熱量によってBTU/hに換算します。 |
| 屋上太陽光インバータ | 任意 | 太陽光発電出力 · 本日の電力量 | |
| モータコントロールセンタ電池モジュール/パック · PVセル · PVポリシリコン/ウェハー · PVモジュール | 一般的 | MCC負荷 · 電流 · 力率 · 電流THD | |
| リングメインユニット(RMU) | 一般的 | SF6低下 · 故障表示器 | |
| 絶縁監視装置(ITシステム) | 一般的 | 絶縁抵抗 · 絶縁警報 | |
| マイクログリッドコントローラ | 任意 | 系統連系点の電力授受 · 単独運転中 | |
| 風力タービン | 任意 | 出力 · 故障 | |
| 静止形無効電力発生装置(SVG/STATCOM) | 一般的 | 改善後PF · ユニット負荷 · 故障中のモジュール | |
| 動的電圧補償装置(DVR) | 任意 | 本日補正したサグ回数 · バイパス運転中 | |
| ステップ電圧調整器 | 任意 | タップ位置 · タップ限界 | |
| 変圧器DGAモニター | 一般的 | 水素 · アセチレン | |
| 負荷時タップ切替器制御(OLTC) | 任意 | タップ位置 · タップ故障 · 本日の動作回数 | |
| サージアレスタモニター | 任意 | 総漏れ電流 · 抵抗分電流 | |
| サージ防護デバイス(SPD)状態 | 一般的 | SPD故障 · バックアップ遮断器開 | |
| 気象ステーション | 一般的 | 外気温 · 風速 |
熱暴走・ガス・火災 監視のみ
セルのベント(ガス放出)は熱暴走の最も早い予兆であり、対応できる時間は数分しかありません。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| 熱暴走検知器Liイオン電池セル · 電池モジュール/パック · エネルギー貯蔵システム統合 | 必須 | 電解液オフガス · 水素 · 最高温点(IR) · ステージ1:オフガス検知 · ステージ2:熱暴走 | 化成、エージング保管庫、ESSエリアで必須です。 |
| HF検知器Liイオン電池セル | 必須 | フッ化水素(HF) · 警報1(低) · 警報2(高) | 電解液注液エリア。 |
| 水素検知器水素/電解装置(オプション) · エネルギー貯蔵システム統合 · PVポリシリコン/ウェハー | 必須 | 水素(% LEL) · 警報1(低) · 警報2(高) | |
| シラン検知器PVセル | 必須 | シラン(SiH4) · 警報1(低) · 警報2(高) | PECVDおよびガスキャビネット室。 |
| アンモニア検知器PVセル | 一般的 | アンモニアレベル · アンモニア警報 | |
| 特殊ガスキャビネットPVセル | 一般的 | シリンダ圧力 · キャビネット排気 · 過流量トリップ · キャビネット排気低下 | |
| 可燃性ガス検知器Liイオン電池セル · PVセル | 一般的 | 可燃性ガス(LEL) · ガスアラーム | 溶剤エリア。 |
| 酸素欠乏モニター | 必須 | 酸素 · 警報1(O2 19.5 %未満) · 警報2(O2 18 %未満) | 窒素および不活性ガスエリア:19.5 %と18 %の2段階です。 |
| 火災報知ゾーン・連動 | 必須 | 火災報知 · 監視 · 障害 · 連動:エアハンドラ停止 · 連動:防火・防煙ダンパ閉鎖 · 連動:排煙設備運転中 · 連動:エレベーター呼び戻し | 連動確認は、火災システムが本来の動作を行ったことを検証します。 |
| 火災報知盤 | 必須 | 火災報知 · 監視信号 · 障害信号 | 監視のみ(NFPA 72)。 |
| 吸引式煙検知器 | 一般的 | 煙濃度(%/ft) · アラート · 対処 · 火災1 · 風量異常 | |
| 消火ポンプ | 一般的 | 運転中 · システム圧力 · 電源欠相 | |
| スプリンクラー立上り管 | 一般的 | 立上り管圧力 · 流水アラーム · バルブ改変検知 | |
| 漏水検知ケーブル | 必須 | 漏水検知 · 漏洩までの距離 · 漏洩ゾーン · ケーブル断線または汚損 | |
| 排煙ファン | 一般的 | 運転中 · ダンパー動作未確認 | 排煙ファンまたは階段加圧ファン。監視のみ。 |
| 細霧消火システム | 任意 | ポンプユニット未準備 · 放出済み |
セキュリティ・映像 監視のみ
カメラとドアの状態、および映像連動:カメラをエリア、機器、アラームルールに関連付けます。アラーム発生時にはゲートウェイがONVIFスナップショットを取得してアラームに添付し、NVR/VMSへのライブビューリンクを付けます。Coreがカメラに直接接続することはありません。
| 機器 | レベル | 注目すべきポイント | 注記 |
|---|---|---|---|
| ビデオカメラ | 一般的 | オンライン · 録画中 · 動体検知 · 映像解析アラーム · 改ざん(遮蔽または移動) | VMS(Milestone、Genetecなど)経由の状態。アラーム発生時にはゲートウェイがONVIFスナップショットを取得してアラームに添付します。Coreがカメラに直接接続することはありません。 |
| 入退室管理ドア | 一般的 | ドア開 · ドア開放放置 · ドアこじ開け | ドアイベントをカメラ連動のトリガーにできます。 |
| 外周侵入検知 | 一般的 | 境界侵入アラーム |
生命安全設備(火災報知、ガス検知、非常用電源切替)および保護機器は監視のみです。FacilityOS がこれらにコマンドを送ることは一切ありません。
規格とコンプライアンス
| 規格とコンプライアンス | 注記 |
|---|---|
| NFPA 855 | リチウムイオン電池向けの離隔、検知、換気を含む、定置型エネルギー貯蔵システムの設置。 |
| UL 9540 | エネルギー貯蔵システムおよび機器の安全性。 |
| UL 9540A | 電池エネルギー貯蔵システムにおける熱暴走の延焼を評価する試験方法。 |
| UL 1973 | 定置用および動力補助電源用の電池。 |
| NFPA 86 | オーブンおよび炉の規格(溶剤オーブンの可燃性蒸気管理)。 |
| UN 38.3 | リチウム電池の輸送試験。 |
| IEC 61215 / IEC 61730 | PVモジュールの設計適格性確認および安全適格性確認。 |
| NFPA 2 | 水素技術コード(Hydrogen Technologies Code)。 |
| EPA TSCA (NMP) | TSCAに基づく、NMPに関する米国EPAのリスク評価とリスク管理。 |
| NFPA 72 | 国家火災警報・信号コード(National Fire Alarm and Signaling Code)。 |
| IEC 62443 | 産業用オートメーション・制御システムのセキュリティ。 |
規格はその対象範囲とともに掲載しています。数値は一般的な目安であり、すべての施設に求められる要件ではありません。FacilityOS はお客様のコンプライアンス対応を支援しますが、施設を認証するものではありません。
プラットフォームが追跡する KPI
| プラットフォームが追跡する KPI | 注記 |
|---|---|
| 最悪のドライルーム露点 | ドライルーム全体の最大露点(°F)。 |
| NMP回収 | 回収量 ÷ 入口量、または各装置の平均。 |
| セルあたりエネルギー | プラントkWh ÷ 良品セル数(または容量kWhあたりのkWh)。 |
| 化成エネルギー回収 | 回生エネルギー ÷ 放電エネルギー。 |
| オフガスイベント | 月次のステージ1/ステージ2イベント数。 |
レポート
| レポート | 注記 |
|---|---|
| ドライルーム露点日報 | 室ごとの露点、在室状況、ドア開放、逸脱時間。 |
| NMP回収・排出レポート | 回収率、煙突濃度、超過時間。 |
| 化成エネルギーレポート | ラックグループごとのエネルギー、回収、セルあたりkWh。 |
| 熱暴走イベントレポート | 検知タイムライン、隔離措置、影響を受けたロット。 |
導入の進め方
新エネルギー製造のプロジェクトを、調査・設計から調達、設置、コミッショニング、トレーニングまで、すべて、または必要な工程のみお引き受けします。
デモサイト
スパークス電池セル工場
24時間365日稼働のリチウムイオンセル工場:NMP溶剤回収、露点−40°Fのドライルーム、熱暴走検知付き回生式化成、大型チラー、CDA。
スパークス電池セル工場 のデモサイトを開くと、この業種をシミュレートされたライブデータで確認できます。プロセスグラフィック、ビデオウォール、アラーム訓練、遠隔調整を体験できます。
ライブデモを試す