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Diese Roboter installieren Sonnenkollektoren
Da die Preise für Sonnenkollektoren stark gefallen sind, steigt die Menge an weltweit erzeugtem Solarstrom in die Höhe. Dennoch macht die Solarenergie immer noch weniger als 2 Prozent der gesamten Stromkapazität der Welt aus. Und kleines Wunder. Jeder Quadratmeter Solarpanel erzeugt rund 145 Watt elektrische Leistung, genug, um nur zwei oder drei Glühbirnen anzuschalten.
Das bedeutet, dass Sie die National Mall in Washington, D.C. fünf- oder sechsmal abdecken müssen, um die Spitzenkapazität eines großen fossilen Kraftwerks zu erreichen. Darüber hinaus muss jedes dieser Paneele von Hand installiert werden.
Jetzt Unternehmen wie PV Kraftwerker und Gehrlicher in Deutschland entwickeln mobile Roboter, die Tag und Nacht bei jedem Wetter automatisch bodenmontierte Sonnenkollektoren installieren können. Der Roboter von PV Kraftwerker wurde entwickelt, um Sonnenkollektoren in Kraftwerksqualität zu montieren, die viermal so groß sind wie die, die Sie in einem Haus sehen würden.
Die Hauptidee besteht darin, Geld für die Arbeit zu sparen, die einen wachsenden Anteil der Kosten für Solarstrom ausmacht, da die Module billiger werden. Laut PV Kraftwerker, einem auf Solarparks spezialisierten Bauunternehmen, können Installationen, die früher 35 Arbeiter erforderten, heute mit nur drei Arbeitern in einem Achtel der Zeit durchgeführt werden.
Für eine 14-Megawatt-Solaranlage schätzt das Unternehmen, dass die manuelle Installation der Module etwa 2 Millionen US-Dollar kosten könnte. Durch den Einsatz des Roboters könnten diese Kosten um fast die Hälfte gesenkt werden. Das Unternehmen sagt, dass sich der Roboter, der für 900.000 US-Dollar gelistet ist, in weniger als einem Jahr konstanter Nutzung amortisieren könnte.
Angesichts der ehrgeizigen Pläne Deutschlands, innerhalb von acht Jahren ein Drittel des Stroms aus erneuerbaren Quellen und bis 2050 80 Prozent des Stroms zu beziehen, könnte Roboterhilfe ein Plus sein (siehe Das Große Deutsche Energie-Experiment). Deutschland war im Jahr 2011 weltweit führend bei Solaranlagen, installierte Module mit einer Leistung von rund 7,5 Gigawatt und bedeckte eine geschätzte Fläche von 50 Quadratkilometern und Dächern.
PV Kraftwerker baute seinen Roboter aus japanischen Standardkomponenten. Die Maschinerie besteht aus einem Roboterarm, der auf einem geländegängigen Fahrzeug mit panzerähnlichen Ketten montiert ist. Saugnäpfe greifen die Glasfront der Solarpaneele und der Arm schwenkt sie in Position, geführt von Kameras, die dem Roboter einen dreidimensionalen Blick auf die Szenerie ermöglichen.
Die Einschränkungen des Roboters geben einen Eindruck davon, wie schwierig es sein wird, den Installationsprozess vollständig zu automatisieren. Ein Großteil des Solarstroms wird in Deutschland durch Dachanlagen erzeugt, doch die Form und Ausrichtung der Dächer ist für Roboter zu unterschiedlich. Selbst für kleine Solarparks und solche mit normalgroßen Modulen sind menschliche Arbeiter sowohl schneller als auch billiger als der Roboter, sagt Markus Gattenlöhner, Marketingleiter bei PV Kraftwerker.
Christian Hoepfner, wissenschaftlicher Direktor am Fraunhofer-Zentrum für Nachhaltige Energiesysteme (siehe Redesigning Solar Power ), stimmt zu, dass die Rolle von Robotern begrenzt sein wird. Aber bei großen Freiflächeninstallationen sehe ich die Schönheit darin, sagt er. Wenn Sie an riesige Felder denken, die mit identischen Platten bedeckt sind, denken Sie: „Warum nicht ein Roboter?“ Mit zunehmender Größe der Installationen ist dies unvermeidlich.
Bisher kann der Roboter PV Kraftwerker nur eines: Paneele auf einen Metallrahmen legen, den der Mensch bereits installiert hat. Zwei Personen, die neben dem Roboter laufen, schrauben die Paneele an den Rahmen und stellen die elektrischen Verbindungen her.
Die Roboterinstallation kann jedoch häufiger werden, wenn andere Komponenten an die Automatisierung angepasst werden. PV Kraftwerker und andere Unternehmen entwickeln auch Roboter, die, gesteuert von GPS, Masten in den Boden schlagen und dann Paneele darauf montieren können, sodass die Arbeiter keine Rahmen installieren müssen. Neuere Solarmodule können statt eingeschraubt werden, eingerastet oder verklebt werden. Spezielle Stecker könnten sogar Roboter ermöglichen, die elektrischen Verbindungen herzustellen (siehe Neue Solarpanel-Designs machen die Installation billiger).
Roboter wie diese könnten nützlich sein, um Strom in unwirtliche Umgebungen zu bringen. Die japanische Regierung beauftragte PV Kraftwerker mit der Entwicklung einer Version ihres Roboters, der in radioaktiven Gebieten nahe dem Ort der Atomkatastrophe von Fukushima weitgehend eigenständig ein Solarkraftwerk installieren könnte. Gattenlöhner sagt, die japanische Regierung will den Roboter innerhalb von sechs Monaten haben.