Egy fényes ezüst robot elcsúszik a pályán egy megyei börtönben, Kaliforniában, Kaliforniában, és megáll egy hatalmas kar által támasztott napelemek mellett. A robot a kar aljára rögzül, és lassan megfordítja, a panelek felületét, mint virágot, a nap felé döntheti. A napelemek szögletes lefordításával a robot segít a paneleknek több sugarat elkapni és több energiát termelni.
Ez a robot, amely körülbelül egy mikrohullámú sütő, a QBotix, egy hároméves, a Szilícium-völgyben székhellyel rendelkező vállalat agyalapja, amely tavaly bemutatta létrehozását. Miközben a napelemek döntése a nap mozgásának nyomon követése szempontjából nem új koncepció, a QBotix új megközelítést dolgozott ki, amely felhasználja a robotika technológiájának az elmúlt két évtizedben elért haladását. Ha az ötlet sikeresnek bizonyul, olcsóbb megújuló energiaforrásokhoz vezethet és hatékonyabb földhasználathoz vezethet a nagy napenergia-létesítmények számára.
Az ilyen újítások fontosak, ha a napenergiával olyan költségeket kell elérni, amelyek összehasonlíthatók a fosszilis tüzelőanyagok, például a szén és a földgáz által termelt energiával. És abban az időben, amikor sok napenergia-erőművet építenek vagy terveznek távoli sivatagi régiókban, ahol a napfény és a fejletlen föld széles hulláma rengeteg, a robotika lehetőséget kínál arra, hogy minimalizálják a helyszíni munkavállalóknak a napelemek tisztítását, javítását és ellenőrzését. és nyomkövető berendezések.
A nagyméretű napenergia-erőmű építése manapság általában a munkavállalók seregeire teszi szükségessé az árok ásását, beton beöntését, a fák eltávolítását, a gerendák hegesztését és az anyagok elosztását. Amint egy projekt feláll és működik, a növényüzemeltetők általában embereket alkalmaznak a panelek tisztítására tömlővel és óriási gumibetéttel, vagy nehéz gépekkel, amelyek mechanikus karral vannak felszerelve a permetezéshez és törléshez. Más dolgozókra van szükség a problémás panelek és alkatrészek kijavításához vagy cseréjéhez, a napkollektoros üzemeltetők pedig pilótakat bérelnek fel, hogy repüljenek a tömbükön, és infravörös képeket rögzítsenek, hogy repedéseket, rövidzárlatokat és egyéb olyan hibákat észleljenek, amelyek a panelt felmelegítik. A napelemek megdöntése a nap nyomon követése érdekében - ha egyáltalán - több száz költséges motor és tonna acél segítségével valósul meg.
A QBotix öt, Kaliforniában, Arizonában és Japánban működő kísérleti telephelyén elhelyezett terve robotokat küld, amelyek cipzárakba emelik a napelemek sorainak felépítésére épített emelkedett egysín mentén. Az egyes akkumulátorral működtetett robotok úgy vannak programozva, hogy több mint ezer panelt állítsanak be gondosan koreográfált sorrendben, és minden egyes panelt a hozzá rendelt állományban 40 fokozatonként 10 fokkal megdöntsenek, hogy lépést tartsanak a nap ívével. Amikor az akkumulátor töltöttsége lemerül, a robot manőverez az egysínű tetején lévő töltési pont felé, és bedugja.
"Minél több energiát akarsz előállítani a napelemekből, mivel ez az energia a bevétel" - mondja Wasiq Bokhari, a QBotix alapítója és vezérigazgatója. A közüzemi vállalkozások gyakran hajlandók díjat fizetni a megújuló energiaforrásokért, nagy energiaigényű időszakokban, például a délutáni órákon, nagyrészt az állam vagy az önkormányzatok ambiciózus megújulóenergia-megbízása miatt. Ezek a szén-dioxid-kibocsátás csökkentésére irányuló erőfeszítések fellendült a napenergia-erőművek fejlesztésének, különösen a nyugati államokban, például Kaliforniában, ahol a közműveknek 2020-ig 33 százalékra kell növelniük a megújuló villamos energia mennyiségét ellátásukban.
Egy hagyományos napenergia-üzemben az északi féltekén a panelek állandóan dél felé néznek (a déli szögben az észak felé néző panelek több napot vesznek fel). De a „rögzített döntés” néven ismert kialakításnál a panelek csak néhány órán keresztül közvetlenül a nap felé néznek.
Annak érdekében, hogy minél több villamos energiát kiszorítson az egyes panelekről, a nagy napenergia-fejlesztők az utóbbi években motorok, érzékelők és egyéb felszerelések rendszerét kezdték hozzátenni az acélszerkezethez, amely minden egyes napelemet támaszt fel. Ez a nyomkövetőnek nevezett rendszer elősegíti az energiateljesítmény növelését azáltal, hogy a paneleket automatikusan elforgatja, hogy a nap sugaraihoz igazodjanak.
A követők azonban drágák. Mindegyik nyomkövetőnek megvan a saját motorja és fogaskerekei a több panelből álló készlet elforgatásához. Legjobban sima felületen működnek, ezért az egyenetlen talajt meg kell osztályozni. Ez növeli a költségeket, és olyan módon befolyásolhatja a környezetet, amely megnehezíti az engedélyek biztosítását. És csak a legbonyolultabb rendszerek döntik a paneleket két tengelyen - kelet-nyugat és észak-dél -, hogy minden évszakban maximális napsugárzást lehessen elérni. (Az olcsóbb verziók a paneleket csak kelet-nyugat felé billentetik.) Ennek eredményeként a hagyományos nyomkövető rendszerek arra késztelik a projekttulajdonosokat, hogy válasszanak további időt és pénzt a további energia előállítása érdekében, vagy válasszanak egy olcsóbb rendszert, amely kevesebb bevételt eredményez.
A robotok boldog közeget kínálhatnak, és az egytengelyes nyomkövető rendszer alacsonyabb árat biztosítanak, és a prémium kéttengelyes rendszer magasabb energiateljesítménye. „A hagyományos kéttengelyes nyomkövető rendszerekhez több motorra és acélra van szükség” - mondja Randy Wu, a Trina Solar, a napelemek gyártója és projektfejlesztőjének fejlesztési igazgatója, aki azt tervezi, hogy a QBotix technológiáját opcióként kínálja a befektetők számára épített üzemekben. „A QBotix megközelítése nagyon eltérő” - tette hozzá, mert egy QBotix robot több száz kéttengelyes nyomkövető munkáját képes elvégezni. A kialakítás kiküszöböli a motorterület beépítésének szükségességét, és a megemelt sín miatt az osztályozás felesleges. „A robotikát a sínre helyezésével ellenőrzik a környezetet” - mondja Geoffrey Kinsey, a bostoni Fraunhofer Fenntartható Energia Rendszerek Központjának fotovoltaikus technológiák igazgatója.
Robotok segítségével a panelek megdöntésére Bokhari szerint "olyan, mintha turbófeltöltőt adnának a motorhoz". És más feladatokat is elvégezhetnek. A napenergia-erőművek építésének és üzemeltetésének világában, amely továbbra is nagyrészt a kézi munkára támaszkodik, a robotika egy feltörekvő tendencia. Egyes vállalatok, például az Alion Energy és a Greenbotics, robotokat fejlesztettek ki, hogy megtisztítsák a ragacsos, napvédő port, amely általában felhalmozódik a napelemekre. Az Alion másik kivitele napelemek és szerelőberendezések telepítését nyújtja.
A történelem folyamán az embereket felváltó robotok ijesztő feladatnak bizonyultak egyes iparágakban, mivel a robotok csak keskeny feladatot látnak el, és nem képesek alkalmazkodni a változó környezethez, vagy képzést kapni új feladatok elvégzéséhez - mondja Kinsey. A közelmúltig ez drágább és kockázatosabb beruházást tett a robotokhoz, mint az emberek bérbeadása olyan munkákhoz, mint építési és elektromos javítások. Különösen nagy kihívást jelent a szabadtéri robotok tervezése.
A hatalmasabb processzorok, érzékelők és kifinomult szoftverek megjelenése elősegítette az ipari robotok méretének csökkentését, és mobilabbá és okosabbá tételét a bonyolultabb feladatok elvégzésében - mondja Kinsey. Rámutat például a bostoni székhelyű Rethink Robotics-ra, amely tavaly bemutatott egy robotot, amely képes megtanulni különféle feladatok elvégzését a gyári összeszerelő soron, és reagál a változásokra, például az el nem helyezett alkatrészekre. Egy másik Kiva Systems nevű vállalat (amelyet az Amazon 2012-ben vásárolt meg) robotflottákat szállít az ország egész területén található raktárakba. Egy központi számítógép vezérlésével a mobil narancssárga robotok zümmögnek a raktárpadlók körül, és vonalkódokat szkennelnek a földön, hogy tételeket vonjanak ki a polcokról a szállításhoz. És a Tesla Motors kaliforniai gyárában a vállalat rendkívül automatizált összeszerelő sorának robotjai több funkció között válthatnak. "Olyanok, mint Edward Ollóshajók" - mondja Kinsey.
A tervek javulnak. A QBotix robotjai GPS-vel, érzékelőkkel és vezeték nélküli kommunikációs eszközökkel vannak felszerelve, amelyek rögzítik és jelentik a munkájukat. A társaság ezen a nyáron mutatta be a sínen futó robotjainak korszerűsített változatát, bemutatva egy kisebb, könnyebb és gyorsabb botot, amely 40 percenként képes 340 kilowatt napelemek kezelésére. Ez egy olyan tömb, amely elég nagy ahhoz, hogy lefedje Kaliforniában a 85 tipikus családi ház tetejét. "Ez egy robusztus és gyors aerodinamikai formatervezés - mintha egy Hummerrel házasodna egy Lamborghini-val" - mondja Bokhari.
A QBotix szerint technológiája akár 15% -kal több energiát képes előállítani, mint az egytengelyes nyomkövetőket használó projekt - további költségek nélkül. "A QBotix nagy előrelépést jelent, mivel a költségeket jóval lefelé hozta" - mondja Wu. "Nagyon vonzó".
A cég tervei szerint fejleszteni fogja technológiáját a trackerrobotokon túl. 15 mérnökből álló csapata egy új roboton dolgozik, amely megtisztítja a napelemeket, és észleli a repedéseket vagy más problémákat a napelemekkel és a berendezésekkel - mondja Bokhari. Az ötlet az, hogy ugyanazt a sínrendszert használja, de különböző robotok segítségével, vagy csak a tisztító és ellenőrző robotok számára állítson be egy rendszert.
Bár a robotok használata a napelemek beállításához jó javaslat, mondja Kinsey, a nap, amikor a robotok felül fogják hajtani az embereket a napenergia-erőművek építésének és üzemeltetésének nagy részében, még mindig távol van. A napenergia-fejlesztőktől villamos energiát vásárolni szándékozó közművek legalább 20 évig szeretnék rögzíteni az energiaárakat, így a leendő vásárlók biztosítékokat akarnak, hogy az olyan új cégek új technológiái, mint a QBotix és társai, hosszú távon megbízhatóak legyenek. A pálya minden egyes fordulóján a robotok adatokat gyűjtnek, hogy megválaszthassák az esetüket.
