Läikiv hõberobot lukustub mööda rada Californias Dublinis asuvas maakonnavanglas ja peatub päikesepaneelide komplekti kõrval, mille toetab hiiglaslik käsi. Robot lukustub käe alusele ja pöörab seda aeglaselt, kallutades paneelide pinda nagu lilli päikese poole. Päikesepaneelide nurga all kallutamise abil aitab robot paneelidel rohkem kiiri tabada ja toota rohkem energiat.
See robot, mis on umbes mikrolaineahi suurune, on Silicon Valleys asuva kolmeaastase ettevõtte QBotixi vaimusünnitus, mis tutvustas oma loomist eelmisel aastal. Kuigi päikesepaneelide kallutamine päikese liikumise jälgimiseks pole uus kontseptsioon, on QBotix tulnud välja uudse lähenemisviisiga, mis kasutab robootikatehnoloogia viimase kahe aastakümne jooksul tehtud edusamme. Kui idee osutub edukaks, võib see kaasa tuua odavama taastuvenergia ja maa tõhusama kasutamise suurte päikeseelektrijaamade jaoks.
Sellised uuendused on olulised, kui päikeseenergia abil saavutatakse fossiilkütuste, näiteks kivisöe ja maagaasi toodetud energiaga võrreldavad kulud. Ja ajal, mil kaugetes kõrbepiirkondadesse ehitatakse või kavandatakse palju päikeseelektrijaamu, kus päikesevalgust ja lagedaid maad on rohkesti, pakub robootika viisi, kuidas vähendada kohapealsete töötajate vajadust päikesepaneele puhastada, remontida ja jälgida ja jälgimisseadmed.
Suuremahulise päikeseelektrijaama ehitamiseks on tänapäeval vaja töötajate armeed kraavide kaevamiseks, betooni valamiseks, puude eemaldamiseks, talade keevitamiseks ja materjalide jaotamiseks. Kui projekt on käivitunud ja tööle hakanud, palkavad tehaseoperaatorid tavaliselt inimesi paneelide puhastamiseks vooliku ja hiigelkaabitsa abil või pihustamiseks ja pühkimiseks mehaanilise haruga varustatud rasketehnikaga. Teisi töötajaid on vaja probleemsete paneelide ja osade parandamiseks või asendamiseks ning päikeseenergiajaamade operaatorid palkavad mõnikord piloote, kes lendavad üle oma massiivi ja haaravad infrapunapilte, et märgata pragusid, lühiseid ja muid rikkeid, mis paneeli kuumenema panevad. Päikesepaneelide kallutamine päikese jälgimiseks saavutatakse, kui üldse, sadade kallite mootorite ja tonni terase abil.
Viies Californias, Arizonas ja Jaapanis asuvas pilootobjektis kasutusele võetud QBotixi disain saadab robotid tõmblukuga mööda päikesepaneelide ridadele ehitatud kõrgendatud monorelsi. Iga patareitoitega robot on programmeeritud kohandama rohkem kui tuhat paneeli hoolikalt koreograafiliselt, kallutades iga paneeli määratud karjas 10 kraadi iga 40 minuti järel, et sammu pidada päikesekaarega. Kui aku laetuse tase hakkab tühjaks saama, manööverdab robot end monoralli ülaosas asuvasse laadimispunkti ja lülitub sisse.
"Soovite päikesepaneelidest toota võimalikult palju energiat, kuna see energia on teie tulu, " ütleb QBotixi asutaja ja tegevjuht Wasiq Bokhari. Kommunaalettevõtted on sageli valmis maksma lisatasu taastuvenergia eest, mida tarnitakse suure nõudluse ajal, näiteks pärastlõunal, suuresti tänu riigi või kohalike omavalitsuste ambitsioonikatele taastuvenergia volitustele. Need jõupingutused süsinikuheite vähendamiseks on soodustanud päikesejaamade arengu buumi, eriti lääneriikides, näiteks Californias, kus kommunaalteenuste osutajad peavad taastuvenergia osa oma tarnetes suurendama 2020. aastaks 33 protsendini.
Tavalises päikesefarmis on põhjapoolkera paneelid püsivalt suunatud lõuna poole (lõunanurgas hõivavad põhja poole suunatud paneelid rohkem päikest). Kuid selle fikseeritud kaldega konstruktsiooni korral on paneelid päikese poole suunatud vaid paar tundi päevas.
Et igast paneelist rohkem elektrit välja pigistada, on suurte päikeseenergia projektide arendajad viimastel aastatel hakanud mootorite, andurite ja muude käikude süsteemi lisama teraskonstruktsioonile, mis toetab iga päikesepaneeli. See süsteem, mida nimetatakse jälgijaks, aitab suurendada energiakogust, pöörledes paneele automaatselt, et hoida neid päikesekiirtele orienteeritud.
Jälgijad on aga kallid. Igal jälgijal on oma mootor ja käik mitme paneeli komplekti pööramiseks. Need toimivad kõige paremini tasasel pinnal, seetõttu tuleb tasandada ebaühtlane maapind. See lisab kulusid ja võib keskkonda mõjutada viisil, mis muudab lubade tagamise keerukamaks. Ja ainult kõige hinnalisemad süsteemid kallutavad paneele kahel teljel - idas-läänes ja põhja-lõunas - võimaldades maksimaalset päikese käes püsimist igal aastaajal. (Madalama hinnaga versioonid kallutavad paneele ainult ida-lääne suunal.) Seetõttu sunnivad tavalised jälgimissüsteemid projektiomanikke valima lisaaja tootmiseks lisaaja või raha investeerimise või odavama süsteemi, mis teenib vähem tulu.
Robotid võivad pakkuda õnnelikku keskkonda, pakkudes üheteljelise jälgimissüsteemi madalamat hinda kõrgema kaheteljelise süsteemi suurema energiakogusega. “Traditsioonilised kaheteljelised jälgimisseadmed vajavad rohkem mootoreid ja terast, ” ütleb päikesepaneelide tootja ja projekti arendaja Trina Solari arendusjuht Randy Wu, kes kavatseb pakkuda QBotixi tehnoloogiat alternatiivina tehastes, mida see investoritele ehitab. “QBotixi lähenemisviis on väga erinev, ” lisab ta, kuna üks QBotixi robot saab teha sadade kaheteljelise jälgija tööd. Kujundus välistab vajaduse paigaldada mootoriväli ja kõrgendatud rööp muudab liigitamise ebavajalikuks. "Nad kontrollivad keskkonda, pannes robootika rööpmele, " ütleb Bostonis asuva säästlike energiasüsteemide keskuse Fraunhoferi fotogalvaaniliste tehnoloogiate direktor Geoffrey Kinsey.
Robotite abil paneelide kallutamiseks on Bokhari sõnul "see nagu turbolaadija lisamine mootorile". Ja nad saavad teha ka muid töid. Päikeseelektrijaamade ehituse ja käitamise maailmas, mis tugineb endiselt suuresti käsitsitööle, on robootika kujunev trend. Mõned ettevõtted, näiteks Alion Energy ja Greenbotics, on välja töötanud robotid, et pühkida ära kleepuv päikest blokeeriv tolm, mis kipub kogunema päikesepaneelidele. Alioni teine disain paigaldab päikesepaneelid ja kinnitusseadmed.
Ajalooliselt on inimeste asendamiseks mõeldud robotid osutunud mõnede tööstusharude jaoks hirmutavaks ülesandeks, kuna robotid täidavad ainult kitsast ülesannet ega suuda muutuva keskkonnaga kohaneda ega uute väljakutsete jaoks väljaõpet saada, väidab Kinsey. Kuni viimase ajani on see muutnud robotid kallimaks ja riskantsemaks investeeringuks kui inimeste palkamine selliste tööde tegemiseks nagu ehitus ja elektriremont. See muudab ka välitingimustes kasutatavate robotite kujundamise eriti keerukaks.
Võimsamate protsessorite, sensorite ja keerukama tarkvara ilmumine on aidanud vähendada tööstusrobotite suurust ning muuta need keerukamate ülesannete täitmisel liikuvamaks ja nutikamaks, väidab Kinsey. Ta osutab näiteks Bostonis asuvale Rethink Roboticsile, mis tõi eelmisel aastal välja roboti, mis on võimeline õppima tehase monteerimisliinil erinevaid ülesandeid täitma ja reageerima muudatustele, näiteks valesti paigutatud osadele. Teine ettevõte, mille nimi on Kiva Systems (omandatud Amazoni poolt 2012. aastal), tarnib robotite laevastikke kogu riigi ladudesse. Tsentraalse arvuti juhtimisel sumisevad oranžid liikuvad robotid laopõrandate ümber ja skaneerivad maapinnal asuvaid vöötkoode, et kaubad kauba kohaletoomiseks riiulitelt välja tuua. Ja Tesla Motorsi Californias asuvas tehases saavad ettevõtte kõrgelt automatiseeritud paigaldusliini robotid lülituda mitme funktsiooni vahel. "Nad on nagu Edward Scissorhands, " ütleb Kinsey.
Kujundused paranevad. QBotixi robotid on oma töö registreerimiseks ja aruandluseks varustatud GPS-i, andurite ja traadita sideseadmetega. Ja ettevõte avalikustas sel suvel oma rööbaste robotite süsteemi sujuvama versiooni, esitledes väiksemat, kergemat ja kiiremat robotit, mis suudab hallata 340 kilovatti päikesepaneele iga 40 minuti tagant. See on massiiv, mis on piisavalt suur, et katta 85 tüüpilise ühepereelamu katuseid Californias. "See on vastupidavuse ja kiiruse aerodünaamiline disain - justkui abielluksite Lammerhini saatel Hummeriga, " ütleb Bokhari.
QBotixi sõnul võiks selle tehnoloogia toota kuni 15 protsenti rohkem elektrit kui ühe telje jälgijaid kasutav projekt - ilma lisakuludeta. "QBotix on hüpe edasi, sest see tõi kulud alla, " ütleb Wu. "See on väga ahvatlev, "
Ettevõttel on kavas arendada oma tehnoloogiat kaugemale jälgimisrobotitest. Selle 15 insenerist koosnev meeskond töötab uue roboti kallal, mis puhastaks päikesepaneele ning tuvastaks päikesepaneelide ja seadmete pragusid või muid probleeme, vahendab Bokhari. Idee on tööde tegemiseks kasutada sama raudteesüsteemi, kuid erinevaid roboteid või luua süsteem puhastus- ja ülevaatusrobotite jaoks.
Ehkki päikesepaneelide reguleerimiseks robotite kasutamine on mõistlik ettepanek, on Kinsey sõnul päev, mil robotid mööduvad inimestest suurema osa päikeseelektrijaamade ehitamisest ja käitamisest, kaugel. Kommunaalteenused, mis soovivad päikeseenergia arendajatelt elektrit osta, soovivad elektrihinda lukustada vähemalt 20 aastat, seega soovivad potentsiaalsed kliendid kinnitust, et uute ettevõtete, näiteks QBotixi ja tema eakaaslaste uus tehnoloogia on pikaajaliselt usaldusväärne. Iga rajavooruga koguvad robotid andmeid, et oma seisukohta selgitada.
