AES公司發(fā)布了一款自動化太陽能開發(fā)機器人--Atlas。AES稱，這是同類產(chǎn)品中的首款，AES向PV Tech Power介紹了Atlas的完整發(fā)展歷程。
為了應對氣候變化帶來的重大挑戰(zhàn)，全球必須在2050年之前實現(xiàn)凈零排放。為了實現(xiàn)這一目標，各國政府、企業(yè)和社區(qū)需要改變針對七種排放基礎設施系統(tǒng)的方式：能源、工業(yè)、交通、建筑、農(nóng)業(yè)、林業(yè)和廢物。
加速可再生能源的大規(guī)模開發(fā)是這一變化的重要組成部分，這需要重新設想太陽能的安裝方式。為了鞏固安全性、提升包容性，對此，AES正在迎接這一挑戰(zhàn)。在加速太陽能開發(fā)，解決勞動力短缺問題并在近期推出了自動化太陽能安裝機器人Atlas。
同時，AES還通過投資5B公司來解決土地限制和施工時間問題，5B公司是一家專注于預制太陽能技術的清潔技術創(chuàng)新企業(yè)。
前所未有的太陽能市場增長
當前，電力行業(yè)約占全球二氧化碳排放量的30%。為了在2050年實現(xiàn)凈零排放，幾乎所有的電力都必須由可再生能源生產(chǎn)。此外，目前由化石燃料驅(qū)動的系統(tǒng)，特別是交通、工業(yè)和建筑，都需要過渡到電力。
在某些情況下，這將通過采用新的產(chǎn)品和技術，如電動汽車和熱泵等來實現(xiàn)，而其他系統(tǒng)將間接實現(xiàn)電氣化，消耗由電力原料生產(chǎn)的燃料，如綠氫。
因此，至2050年，對電力的需求將增至今天的兩到三倍，增加的需求主要會由太陽能來滿足。這代表了一個前所未有的太陽能擴張的機會，提出了快速建設大型太陽能設施的需求。
太陽能產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEIA)預計，如要實現(xiàn)拜登政府提出的2035年100%清潔電力的目標，僅在美國就需要每年開發(fā)逾130GW太陽能，較2021年的24GW增長了5倍。
在全球范圍內(nèi)，國際能源署(IEA)預計，每年的太陽能開發(fā)量將需要從2021年的183GW增至本十年年末的逾630GW。
勞動力短缺，大組件改變太陽能安裝格局
這給已面臨勞動力短缺問題的建筑行業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機遇。如果不改變太陽能光伏電站的安裝方式，美國專業(yè)從事太陽能施工的勞動力數(shù)量將需要翻兩番，從現(xiàn)在的23萬名太陽能工人增長到2035年的逾90萬名。
一個大型地面太陽能電站可能需要安裝幾十萬塊太陽能組件。在太陽能項目中，將組件分批放置并固定到安裝結(jié)構(gòu)上是重復性最高、最耗時的一部分流程。Atlas旨在通過完成這些任務為已捉襟見肘的勞動力提供幫助，提高安裝率以縮短施工時間，同時提供優(yōu)質(zhì)安裝工作崗位。
除了這種勞動力擴張外，太陽能行業(yè)在未來數(shù)年還需要管理越來越多的安全限制問題，而自動化安裝可以緩解這些限制問題。太陽能行業(yè)正在向更大的高容量組件發(fā)展。新的組件制造標準會有助于提高效率，優(yōu)化項目經(jīng)濟性，這是支持太陽能加速擴張所需要的。
然而，盡管更大的組件可以節(jié)省勞動力開支、平衡電站成本并更有效地利用土地，但它們增加的重量也相當可觀。新的組件標準比此前的行業(yè)標準重了50%，表面積擴大了60%，這使得它們更難吊裝和處理。Atlas降低了對體力的要求，提高了安全性和包容性, 為太陽能安裝人員完成了這一重任。
除了更重的吊運外，太陽能安裝人員還可能面臨更炎熱的安裝條件。據(jù)美國國家氣象局預計，至本世紀中葉，經(jīng)歷30天或更多的100+高溫指數(shù)日的美國城市數(shù)量將增長四倍，而且極端熱浪可能會變得更加頻繁。
遮蔽少的高日照場所可帶來最佳的太陽能產(chǎn)出，因而太陽能通常建在天氣狀況嚴苛的高溫地區(qū)。因此，我們的行業(yè)采用了重要的保護措施來防止與高溫有關的疾病。為了確保太陽能施工工人免受高溫相關疾病的影響，避免對施工作業(yè)和項目時間表產(chǎn)生影響，未來幾年，這些努力將變得越來越重要。
安全是我們的首要任務，通過自動化的組件安裝流程，我們可以限制人員在高熱指數(shù)條件下的暴露程度和劇烈活動，同時加快開發(fā)步伐，縮短施工時間。
推進自動化：組件安裝機器人
AES旨在共同加速能源的未來。我們在著手重新構(gòu)想太陽能項目，使其更安全、更快速、更實惠、更易獲取、更高效且可升級。
“在此推動下，我們開發(fā)了Atlas這一首屈一指的人工智能太陽能組件安裝機器人。憑借多年來的創(chuàng)新流程，我們設計出Atlas并與我們的合作伙伴Calvary Robotics及其他第三方合作構(gòu)建了這一產(chǎn)品。”AES高層說道。
據(jù)介紹，Atlas是一種協(xié)助太陽能安裝人員的工具，它實現(xiàn)了太陽能組件安裝流程中重復性步驟和手動步驟的自動化。Atlas安裝太陽能組件所需的時間是目前全手工安裝所需時間的一半，這減少了施工時間。同時，通過減少重物吊裝，在惡劣氣候環(huán)境下創(chuàng)造更好的工作條件提升了安全性。
受控的、結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，如工廠的自動化技術已經(jīng)存在了幾十年。在太陽能行業(yè)中，機器人技術和先進的制造技術已被用于組件制造的四個步驟中：硅錠、硅片、電池和組件。在這一領域，機器人自動割草機和光伏組件清潔機器人等簡單的機器人應用正變得越來越普遍。
近年來，人工智能、計算機視覺、移動機器人技術以及用于動態(tài)環(huán)境中的導航、定位和檢測的先進傳感技術的進步使先進機器人和自動化應用成為可能，而就在幾年前，這些都是不可能的。從自動駕駛汽車到自動化農(nóng)業(yè)和施工機械，非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的戶外自動化現(xiàn)已成為現(xiàn)實。
AES稱，“我們評估、跟蹤了這些技術進步，把先進的機器人技術和計算機視覺融入Atlas。我們沒有從最簡單的安裝任務開始，而是把重心放在流程中重復最多的步驟上。我們的目的是證明Atlas能夠克服最困難的挑戰(zhàn)，提升信心并實現(xiàn)升級。”
據(jù)悉，第一代Atlas機器人由一個機械臂組成，它可以拾取光伏組件并放置到太陽能結(jié)構(gòu)及對應的夾具上。計算機視覺系統(tǒng)使Atlas能夠 "看到 "太陽能結(jié)構(gòu)和夾具，然后計算其相對于扭矩管的位置，確定放置和固定組件的位置。Atlas的第二個機械臂通過定位和扭緊夾具尾部來完成安裝流程，從而實現(xiàn)太陽能組件的完整安裝。
Atlas機器人具備了光伏結(jié)構(gòu)和光伏組件的無害化設計。人工智能使它能夠在不同的太陽能結(jié)構(gòu)和組件組合中進行訓練。太陽能組件的安裝硬件是為人類、而不是為機器人設計的。我們設計Atlas是為了與這些現(xiàn)有的商用安裝系統(tǒng)配合使用，而不是為了實現(xiàn)自動化而研發(fā)出一種新的跟蹤器和夾具設計。
AES表示：“雖然開發(fā)這樣的跟蹤器會簡化Atlas的設計和操作，但它要求太陽能開發(fā)商和安裝商引入新的安裝產(chǎn)品，這讓事情變得復雜，限制了Atlas的影響力。隨著規(guī)模的擴大，我們可能會通過影響供應鏈，使用優(yōu)化的安裝硬件實現(xiàn)進一步加速。
我們正與合作伙伴一道，通過在AES太陽能項目中推出Atlas來進一步提升產(chǎn)品開發(fā)能力。Atlas將繼續(xù)積累經(jīng)驗，擴大其可以使用的組件和跟蹤器系統(tǒng)的組合。為了實現(xiàn)我們的愿景，性能改進將是Atlas繼續(xù)挑戰(zhàn)的核心領域之一。隨著在更多的拓撲結(jié)構(gòu)中建造更多的太陽能項目，Atlas的容量和多功能性將繼續(xù)增長。
我們正在執(zhí)行Atlas的技術路線圖并與優(yōu)秀的團隊展開合作，對Atlas進行迭代和改進。我們將繼續(xù)擴大項目隊伍以承接更多、更大的項目。我們致力于共同實現(xiàn)加速能源未來的目標，我們很高興將Atlas引入太陽能行業(yè)，助力釋放全球?qū)崿F(xiàn)凈零排放所需的太陽能開發(fā)速度。”
