Sebuah robot perak berkilat mengelilingi trek di penjara daerah di Dublin, California, dan berhenti di sebelah satu set panel solar yang disokong oleh lengan raksasa. Robot mengetuk ke pangkal lengan dan bertukar perlahan-lahan, memiringkan wajah panel seperti bunga ke matahari. Dengan memancarkan panel solar begitu sahaja, robot membantu panel menangkap lebih banyak sinar dan menghasilkan lebih banyak tenaga.
Robot ini, kira-kira saiz ketuhar gelombang mikro, adalah gambaran dari QBotix, sebuah syarikat berusia tiga tahun yang berpangkalan di Silicon Valley yang melancarkan penciptaannya tahun lepas. Sambil mencondongkan panel solar untuk mengesan pergerakan matahari bukan konsep baru, QBotix telah menghasilkan pendekatan baru yang menggunakan kemajuan dalam teknologi robotik yang dibuat sejak dua dekad yang lalu. Jika idea terbukti berjaya, ia boleh membawa kepada tenaga yang boleh diperbaharui yang lebih murah dan penggunaan tanah yang lebih cekap untuk pemasangan solar besar.
Inovasi sedemikian penting jika elektrik solar adalah untuk mencapai kos yang setanding dengan kuasa yang dihasilkan oleh bahan api fosil seperti arang batu dan gas asli. Dan pada masa apabila banyak loji solar sedang dibina atau dirancang untuk wilayah padang pasir terpencil, di mana cahaya matahari dan luas luas tanah tidak berkembang banyak, robotics menawarkan cara untuk meminimumkan keperluan pekerja di tempat untuk membersihkan, membaiki dan memantau panel solar dan peralatan pengesanan.
Pembinaan loji janakuasa berskala besar hari ini biasanya memerlukan tentera pekerja untuk menggali parit, tuangkan konkrit, keluarkan pokok, kimpalan kimpalan, dan mengedarkan bahan, antara tugas lain. Apabila projek mendapat dan berjalan, pengendali loji biasanya menggunakan orang untuk membersihkan panel dengan menggunakan hos dan squeegee gergasi, atau mesin berat yang dilengkapi dengan lengan mekanikal untuk menyembur dan mengelap. Pekerja lain diperlukan untuk membaiki atau menggantikan panel dan bahagian yang bermasalah, dan pengendali loji solar kadang-kadang mengupah juruterbang untuk terbang di atas tatasusunan mereka dan menangkap imej inframerah untuk melihat retak, litar pintas, dan kerosakan lain yang menyebabkan panel menjadi panas. Mengelak panel solar untuk menjejaki matahari dapat dicapai, jika sama sekali, dengan cara beratus-ratus motor mahal dan tan keluli.
Reka bentuk QBotix, yang dikerahkan di lima tapak perintis di California, Arizona dan Jepun, menghantar robot menjelajah sepanjang monorel tinggi yang dibina bersama-sama dengan barisan panel solar. Setiap bot berkuasa bateri diprogramkan untuk menyesuaikan lebih daripada satu ribu panel dalam susunan koreografi secara hati-hati, mencondongkan setiap panel dalam kawanannya yang ditugaskan sebanyak 10 darjah setiap 40 minit untuk mengikuti arka matahari. Apabila caj baterinya rendah, robot itu bergerak ke titik pengisian di atas monorel, dan di dalamnya.
"Anda ingin menghasilkan sebanyak tenaga daripada panel solar yang mungkin kerana tenaga itu adalah pendapatan anda, " kata Wasiq Bokhari, pengasas dan CEO QBotix. Utiliti sering sanggup membayar premium untuk kuasa yang boleh diperbaharui yang disampaikan pada masa permintaan yang tinggi, seperti petang tengah hari, sebahagian besarnya kerana mandat tenaga terbarukan yang bercita-cita tinggi oleh kerajaan negeri atau tempatan. Usaha-usaha untuk mengurangkan pelepasan karbon telah mendorong pertumbuhan dalam pembangunan kilang solar, khususnya di negara-negara barat seperti California, di mana utiliti mesti meningkatkan jumlah bekalan elektrik yang boleh diperbaharui dalam 33 peratus menjelang tahun 2020.
Di ladang suria konvensional, panel di Hemisfera Utara kekal pada kedudukan menghadap ke selatan (di Sudut Selatan, panel menghadap utara menghadap lebih banyak matahari). Tetapi dengan reka bentuk ini, yang dikenali sebagai "kecondongan tetap, " panel menghadapi matahari langsung hanya beberapa jam setiap hari.
Untuk memerah lebih banyak tenaga elektrik dari setiap panel, pemaju projek solar besar dalam beberapa tahun kebelakangan ini telah mula menambah sistem motor, sensor, dan peralatan lain ke struktur keluli yang memegang setiap panel solar. Sistem ini, yang dikenali sebagai pelacak, membantu meningkatkan output tenaga dengan panel berputar secara automatik untuk memastikan ia berorientasikan kepada sinar matahari.
Penjejak, bagaimanapun, mahal. Setiap pelacak mempunyai motor dan gearnya sendiri untuk memutarkan satu set beberapa panel. Mereka berfungsi dengan baik pada permukaan tahap, jadi tanah yang tidak sekata mesti dinilai. Ini menambah kos dan boleh memberi kesan kepada alam sekitar dengan cara yang menjadikannya lebih sukar untuk mendapatkan permit. Dan hanya sistem priciest panel condong pada dua paksi-timur-barat dan utara-selatan-membolehkan pendedahan maksimum matahari dalam semua musim. Hasilnya, sistem pengesanan konvensional memaksa pemilik projek untuk memilih antara melabur masa tambahan dan wang untuk menjana tenaga tambahan, atau memilih sistem yang kurang mahal yang akan menghasilkan kurang pendapatan.
Robot boleh menawarkan medium gembira, memberikan harga yang lebih rendah dari sistem pelacak paksi tunggal dengan output tenaga yang lebih tinggi sistem dual-axis premium. "Pelacak paksi dwi tradisional memerlukan lebih banyak motors dan keluli, " kata Randy Wu, pengurus besar pembangunan di Trina Solar, pembuat panel solar dan pemaju projek yang merancang untuk menawarkan teknologi QBotix sebagai pilihan dalam tumbuh-tumbuhan yang dibina untuk pelabur. "Pendekatan QBotix sangat berbeza, " tambahnya, kerana satu robot QBotix dapat melakukan kerja ratusan pelacak dual-axis. Reka bentuk itu menghilangkan keperluan untuk memasang medan motor dan rel tinggi menjadikan penggredan tidak perlu. "Mereka mengawal alam sekitar dengan meletakkan robotik pada kereta api, " kata Geoffrey Kinsey, pengarah teknologi fotovoltaik di Pusat Fraunhofer yang berpusat di Boston untuk Sistem Tenaga Lestari.
Menggunakan robot untuk panel condong, kata Bokhari, "seperti menambah pengecas turbo ke enjin anda." Dan mereka juga boleh melakukan pekerjaan lain. Di dunia pembinaan dan pengendalian loji janakuasa suria, yang masih bergantung kepada tenaga kerja manual, robotik adalah trend yang baru muncul. Sesetengah syarikat, seperti Alion Energy dan Greenbotics, telah merekayasa robot untuk menghapuskan habuk yang melekat pada matahari yang cenderung mengumpul di panel solar. Reka bentuk lain dari Alion memasang panel solar dan peralatan pemasangan.
Secara sejarah, robot kejuruteraan untuk menggantikan manusia telah membuktikan tugas yang menakutkan bagi sesetengah industri kerana robot hanya melakukan tugas yang sempit dan tidak dapat menyesuaikan diri dengan persekitaran yang berubah atau mendapat latihan untuk tugas baru, kata Kinsey. Sehingga baru-baru ini, yang telah membuat robot lebih mahal dan lebih berisiko berbanding menyewa manusia untuk melakukan pekerjaan seperti pembinaan dan pembaikan elektrik. Ia juga membuat reka bentuk robot untuk kegunaan luar terutamanya yang mencabar.
Kemunculan pemproses, sensor dan perisian canggih yang lebih tinggi telah membantu mengecutkan saiz robot industri dan menjadikannya lebih mudah alih dan lebih bijak dalam melaksanakan tugas yang lebih kompleks, kata Kinsey. Dia menunjuk kepada Robotics Rethink yang berpangkalan di Boston, sebagai contoh, yang tahun lepas melancarkan robot yang mampu belajar melakukan tugas-tugas yang berbeza di barisan pemasangan kilang dan bertindak balas terhadap perubahan seperti bahagian-bahagian yang salah letaknya. Syarikat lain yang dipanggil Kiva Systems (diperolehi oleh Amazon pada tahun 2012), membekalkan armada robot ke gudang di seluruh negara. Dikawal oleh komputer pusat, robot oren mudah alih menjerit di sekeliling gudang dan mengimbas kod bar di atas tanah untuk mendapatkan item dari rak untuk penghantaran. Dan di kilang Tesla Motors di California, robot di barisan pemasangan syarikat yang sangat automatik boleh beralih antara beberapa fungsi. "Mereka seperti Edward Scissorhands, " kata Kinsey.
Reka bentuk semakin baik. Robot QBotix dilengkapi dengan GPS, sensor, dan peralatan komunikasi tanpa wayar untuk merekod dan melaporkan kerja mereka. Syarikat itu melancarkan versi sistem robots-on-rail yang disederhanakan pada musim panas ini, mempamerkan bot yang lebih kecil, lebih ringan dan pantas yang mampu menguruskan 340 kilowatt panel solar setiap 40 minit. Itulah satu array yang cukup besar untuk menampung bumbung 85 rumah tunggal keluarga khas di California. "Ini reka bentuk aerodinamik untuk ketangkasan dan kelajuan-seolah-olah anda berkahwin dengan Hummer dengan Lamborghini, " kata Bokhari.
QBotix berkata teknologinya boleh mengeluarkan sehingga 15 peratus lebih banyak tenaga elektrik daripada projek menggunakan pengesan tunggal paksi-tanpa kos tambahan. "QBotix adalah lonjakan ke hadapan kerana ia membawa kos rendah ke bawah, " kata Wu. "Ia sangat menarik, "
Syarikat itu mempunyai rancangan untuk mengembangkan teknologinya di luar robot pelacak. Pasukannya yang terdiri daripada 15 orang jurutera bekerja pada robot baru yang akan membersihkan panel suria dan mengesan keretakan atau masalah lain dengan panel solar dan peralatan, kata Bokhari. Ideanya ialah menggunakan sistem kereta api yang sama tetapi robot yang berbeza untuk melakukan kerja itu, atau membuat sistem hanya untuk robot pembersihan dan pemeriksaan.
Walaupun menggunakan robot untuk menyesuaikan panel solar adalah cadangan suara, Kinsey berkata, hari ketika robot akan mengatasi manusia dalam melakukan sebahagian besar bangunan dan menjalankan loji janakuasa solar masih jauh. Utiliti yang ingin membeli elektrik dari pemaju solar ingin mengunci harga kuasa selama 20 tahun atau lebih, jadi bakal pelanggan menjamin jaminan bahawa teknologi baru dari syarikat-syarikat baru seperti QBotix dan rakan-rakannya akan dapat dipercayai sepanjang jangka panjang. Dengan setiap pusingan trek, robot sedang mengumpul data untuk membuat kesnya.
