רובוט כסוף מבריק מכווץ לאורך מסילה בבית כלא המחוזי בדבלין, קליפורניה, ועוצר ליד מערכת פאנלים סולאריים שהוצבה על ידי זרוע ענקית. הרובוט נצמד לבסיס הזרוע והופך אותו לאט, מטה את פני הלוחות כפרחים לשמש. על ידי זווית הלוחות הסולאריים בדיוק כך, הרובוט מסייע לפאנלים לתפוס קרניים רבות יותר ולייצר יותר אנרגיה.
הרובוט הזה, בערך בגודל של מיקרוגל, הוא פרי המוח של QBotix, חברה בת שלוש שהוקמה בעמק הסיליקון שחשפה את הקמתה בשנה שעברה. אמנם הטיה של פאנלים סולאריים כדי לעקוב אחר תנועת השמש אינה מושג חדש, אך QBotix הגישה גישה חדשה העושה שימוש בהתקדמות בטכנולוגיית הרובוטיקה שנעשתה בשני העשורים האחרונים. אם הרעיון יתגלה כמוצלח, הוא עלול להוביל לאנרגיה מתחדשת זולה יותר ולשימוש יעיל יותר בקרקע למתקנים סולאריים גדולים.
חידושים כאלה חשובים אם חשמל סולארי ישיג עלויות הדומות לכוח המופק על ידי דלקים מאובנים כמו פחם וגז טבעי. ובתקופה בה נבנים ומתוכננים מפעלי שמש רבים באזורים מדבריים נידחים, בהם יש אור שמש ושטחים רחבים של אדמות לא מפותחות, רובוטיקה מציעה דרך למזער את הצורך של עובדים באתר לנקות, לתקן ולפקח על לוחות סולאריים. וציוד מעקב.
הקמת תחנת כוח סולארית רחבת היקף כיום מחייבת בדרך כלל צבאות עובדים לחפור תעלות, לשפוך בטון, להסיר עצים, לרתך קורות ולהפיץ חומרים, בין שאר המשימות. ברגע שפרויקט קם, מפעילי המפעל בדרך כלל מעסיקים אנשים לניקוי הפאנלים בעזרת צינור ומגב ענק, או מכונות כבדות המצוידות בזרוע מכנית לריסוס וניגוב. עובדים אחרים נדרשים לתיקון או החלפה של פאנלים וחלקים בעייתיים, ומפעילי מפעלים סולאריים לעיתים שוכרים טייסים שיעופו מעל המערכים שלהם ויתפסו תמונות אינפרא אדום כדי לאתר סדקים, קצר חשמלי ותקלות אחרות הגורמות לחימום של הפאנל. הטיה של פאנלים סולאריים למעקב אחר השמש מושגת, אם בכלל, באמצעות מאות מנועים יקרים וטונות פלדה.
העיצוב של QBotix, שנפרס בחמישה אתרי טייס בקליפורניה, אריזונה ויפן, שולח רובוטים מכרסמים לאורך מונורייל מוגבה שנבנה לצד שורות של לוחות סולאריים. כל בוט המונע על ידי סוללה מתוכנן להתאים יותר מאלף פאנלים ברצף כוריאוגרפי בקפידה, ומטה כל לוח בלהקה שהוקצה לו ב -10 מעלות כל 40 דקות כדי לעמוד בקצב של קשת השמש. כאשר טעינת הסוללה נמוכה, הרובוט מתמרן את עצמו לנקודת טעינה על גבי מונורייל, ומתחבר לחשמל.
"אתה רוצה לייצר כמה שיותר אנרגיה מפאנלים סולאריים ככל האפשר מכיוון שהאנרגיה הזו היא ההכנסה שלך", אומר וואסיק בוכארי, מייסד ומנכ"ל QBotix. לעתים קרובות השירותים מוכנים לשלם פרמיה עבור כוח מתחדש המועבר בתקופות של ביקוש גבוה, כמו אמצע אחר הצהריים, בחלקו הגדול בגלל מנדטים שאנרגיים מתחדשים של ממשלות מדינה או מקומיות. מאמצים אלה להפחתת פליטת הפחמן גרמו לפריחה בפיתוח מפעלי השמש, במיוחד במדינות מערביות כמו קליפורניה, שם השירותים חייבים להגדיל את כמות החשמל המתחדש באספקתם ל -33 אחוזים עד 2020.
בחווה סולארית קונבנציונאלית, לוחות בחצי הכדור הצפוני ממוקמים באופן קבוע לפנים דרומה (בזווית הדרומית, הלוחות הפונים צפונה לוכדים יותר שמש). אך עם עיצוב זה, המכונה "הטיה קבועה", פנלים פונים אל השמש ישירות רק למספר שעות בכל יום.
כדי לסחוט יותר חשמל מכל פאנל, יזמי פרויקטים סולאריים גדולים בשנים האחרונות החלו להוסיף מערכת של מנועים, חיישנים והילוכים אחרים למבנה הפלדה שמציע את כל לוח השמש. מערכת זו, הנקראת גשש, מסייעת להגדיל את תפוקת האנרגיה על ידי סיבוב אוטומטי של לוחות כדי לשמור על אוריינטציה לקרני השמש.
עם זאת, גששים יקרים. לכל גשש מנוע והילוכים משלו לסיבוב קבוצה של מספר פאנלים. הם מתפקדים בצורה הטובה ביותר על משטח ישר, ולכן יש לדרג קרקע לא אחידה. זה מוסיף עלויות ויכול להשפיע על הסביבה באופן שמקשה על אבטחת האישורים. ורק המערכות היקרות ביותר מטות לוחות בשני צירים - מזרח-מערבה וצפון-דרום - המאפשרים חשיפה מקסימאלית לשמש בכל עונות השנה. (גרסאות בעלות נמוכה יותר מטות פאנלים רק ממזרח-מערבית.) כתוצאה מכך, מערכות מעקב קונבנציונאליות מאלצות את בעלי הפרויקטים לבחור בין השקעה של זמן נוסף וכסף בכדי לייצר אנרגיה נוספת, או לבחור במערכת פחות יקרה שתניב פחות הכנסות.
הרובוטים יכולים להציע מדיום שמח, ולספק את המחיר הנמוך יותר של מערכת עוקבים ציר יחיד את תפוקת האנרגיה הגבוהה יותר של מערכת ציר כפול פרימיום. "עוקבים צירים כפולים מסורתיים דורשים יותר מנועים ופלדה", אומר רנדי וו, מנהל פיתוח בפיתוח בחברת Trina Solar, יצרנית פאנלים סולאריים ומפתחת פרויקטים שמתכננת להציע את הטכנולוגיה של QBotix כאופציה במפעלים שהיא בונה למשקיעים. "הגישה של QBotix שונה מאוד", הוא מוסיף, מכיוון שרובוט QBotix אחד יכול לבצע את עבודתם של מאות עוקבים צירים כפולים. התכנון מבטל את הצורך בהתקנת שדה מנועים והמעקה המוגבה גורם לאיתור הדירוג. "הם שולטים על הסביבה על ידי הנחת רובוטיקה על מסילה, " אומר ג'פרי קינסי, מנהל טכנולוגיות פוטו וולטאיות במרכז Fraunhofer המבוסס על בוסטון למערכות אנרגיה בר קיימא.
השימוש ברובוטים להטיה של לוחות, אומר בוחארי, "זה כמו להוסיף מטען טורבו למנוע שלך." וגם הם יכולים לבצע עבודות אחרות. בעולם הבנייה והתפעול של תחנות כוח סולאריות, שעדיין נשען במידה רבה על עבודות כפיים, רובוטיקה היא מגמה מתהווה. חברות מסוימות, כמו אליון אנרגיה וגרינבוטייקס, הנדסו רובוטים כדי למחוק את האבק הדביק וחוסם השמש שנוטה להצטבר על גבי פאנלים סולאריים. עיצוב אחר של אליון מתקין פאנלים סולאריים וציוד הרכבה.
היסטורית, רובוטים הנדסיים להחלפת בני אדם הוכיחו משימה מפחידה עבור תעשיות מסוימות מכיוון שרובוטים מבצעים רק משימה צרה ואינם יכולים להסתגל לסביבה משתנה או להתאמן למשימות חדשות, אומר קינסי. עד לאחרונה, זה הפך את הרובוטים להשקעה יקרה ומסוכנת יותר מאשר לשכור בני אדם לבצע עבודות כמו בנייה ותיקוני חשמל. זה גם הופך את עיצוב הרובוטים לשימוש בחוץ למאתגר במיוחד.
הופעתם של מעבדים, חיישנים ותוכנה מתוחכמים יותר עזרו לכווץ את גודל הרובוטים התעשייתיים ולהפוך אותם לניידים וחכמים יותר בביצוע משימות מורכבות יותר, אומר קינסי. הוא מצביע על Rethink Robotics, בוסטון, למשל, שחשפה בשנה שעברה רובוט שמסוגל ללמוד לבצע משימות שונות בפס הרכבה של המפעל ולהגיב לשינויים כמו חלקים שלא במקומם. חברה אחרת, הנקראת Kiva Systems (שנרכשה על ידי אמזון בשנת 2012), מספקת צי רובוטים למחסנים ברחבי הארץ. נשלט על ידי מחשב מרכזי, הרובוטים הכתומים הניידים זמזמים סביב רצפות המחסן וסורקים ברקודים בשטח כדי להחזיר פריטים מהמדפים למשלוח. ובמפעל טסלה מוטורס בקליפורניה, רובוטים בפס הייצור האוטומטי ביותר של החברה יכולים לעבור בין פונקציות מרובות. "הם כמו אדוארד מספריים", אומר קינסי.
העיצובים משתפרים. הרובוטים של QBotix מצוידים ב- GPS, חיישנים וציוד תקשורת אלחוטי בכדי להקליט ולדווח על עבודתם. והחברה חשפה הקיץ גרסה יעילה של מערכת הרובוט-על-מסילה שלה, מציגה בוט קטן יותר, קל ומהיר יותר, המסוגל לנהל 340 קילוואט לוחות סולאריים כל 40 דקות. זהו מערך גדול מספיק בכדי לכסות את גגותיהם של 85 בתים צמודי קרקע טיפוסיים בקליפורניה. "זה עיצוב אווירודינמי לקשירות ומהירות - כאילו אתה מתחתן עם האמר עם למבורגיני, " אומר בוכארי.
ב- QBotix אומרים כי הטכנולוגיה שלה יכולה לייצר עד 15 אחוז יותר חשמל מאשר פרויקט המשתמש במעקבים צירים בודדים - ללא עלות נוספת. "QBotix הוא קפיצת מדרגה כי זה הוריד את דרך העלות למטה", אומר וו. "זה מאוד מושך, "
החברה מתכננת לפתח את הטכנולוגיה שלה מעבר לרובוטים עוקבים. צוותו המונה 15 מהנדסים עובד על רובוט חדש שינקה פאנלים סולאריים ומגלה סדקים או בעיות אחרות בפאנלים סולאריים וציוד, אומר בוקארי. הרעיון הוא להשתמש באותה מערכת רכבות אך ברובוטים שונים כדי לבצע את העבודה, או להקים מערכת בדיוק לרובוטי הניקוי והבדיקה.
למרות ששימוש ברובוטים להתאמת פאנלים סולאריים הוא הצעה קולנית, אומר קינסי, היום בו הרובוטים יעקפו את בני האדם בעשיית מרבית הבנייה וההפעלה של תחנות כוח סולאריות נותר רחוק. כלי עזר המחפשים לרכוש חשמל ממפתחי סולארי רוצים לנעול את מחירי החשמל למשך 20 שנה ומעלה, כך שלקוחות פוטנציאליים רוצים להבטיח שטכנולוגיה חדשה של חברות חדשות כמו QBotix ואנשיה תהיה אמינה לטווח הארוך. עם כל סיבוב מסלול, הרובוטים אוספים נתונים כדי לטעון.
