Publicado el 12 de marzo de 2025 / Actualización de: 13 de marzo de 2025 - Autor: Konrad Wolfenstein
Robótica de carga de inicio: Tecnología de robot autónomo - Sistema totalmente autónomo 'Sunrise' para la construcción solar - Imagen: cortesía de la robótica de carga
La automatización cumple con la energía: la robótica de carga acelera la transición de energía
Robotics de carga: el gamechanger de la industria solar global
La energía solar experimenta un aumento sin precedentes en el panorama energético global, pero su distribución se ralentiza mediante cuellos de botella de instalación y escasez de mano de obra. Con su sistema de "amanecer" completamente automático, el innovador robótico de carga de inicio ha desarrollado una solución innovadora que revoluciona la construcción de parques solares a gran escala. Este sistema autónomo puede ensamblar casi independientemente los campos solares completos y promete eliminar un cuello de botella decisivo en la escala de energía solar. La tecnología llega en un momento crítico cuando la industria solar está creciendo rápidamente: solo en los Estados Unidos, la energía solar hizo el 81 por ciento de las nuevas capacidades de electricidad el año pasado. Con su fábrica móvil, que puede transportarse directamente a los sitios de construcción, los procesos de ensamblaje automatizados y el control de calidad integrado podrían contribuir significativamente a la aceleración de la transición de energía.
Adecuado para:
La fábrica móvil: un nuevo concepto para el edificio de estacionamiento solar
El sistema "Sunrise" desarrollado por Charge Robotics representa un cambio de paradigma en la instalación de sistemas solares a gran escala. La compañía ha creado una fábrica portátil que se puede llevar directamente a los sitios de construcción de los parques solares, donde automáticamente se hace cargo del ensamblaje. La funcionalidad es similar a una línea de ensamblaje industrial: la fábrica se alimenta con materiales como rieles, soportes y paneles solares, que luego están compuestos por brazos robóticos de alta precisión, comparables a los de las intervenciones quirúrgicas. Después del ensamblaje, los componentes terminados se transportan, se atornillan y conectan por vehículos autónomos a su posición final en el campo solar. Banks Hunter, cofundador y CEO de Charge Robotics, hace referencia a este concepto innovador, como "Momento de Henry Ford para la energía solar", una referencia a la producción de la línea de ensamblaje revolucionaria en la industria automotriz, que una vez permitió la producción en masa.
El proceso comienza después de que los primeros postes se anclen en el suelo, el único paso que aún debe llevarse a cabo manualmente. Luego, el sistema toma el ensamblaje de todos los componentes para un campo de aproximadamente 15 metros de largo antes de que el material debe rellenarse y se establece un nuevo punto de partida. Cada unidad completa, denominada "Bahía Solar", representa un segmento de 40 pies del sistema solar y pesa aproximadamente 363 kilogramos. Un vehículo robot especializado transporta estas unidades a su ubicación final en el campo. A pesar del alto grado de automatización, un pequeño equipo de operadores, conductores y técnicos del sistema sigue siendo necesario para monitorear los procesos y garantizar la administración de la material.
Innovación técnica y garantía de calidad
La sofisticación tecnológica del sistema amanecer va mucho más allá del ensamblaje puro. Integra sistemas avanzados de visión por computadora que escanean cada componente y, por lo tanto, garantizan un control de calidad continuo. Estos sistemas de maquinaria aseguran que cada elemento esté colocado y ensamblado correctamente, lo que minimiza la tasa de error y aumenta la confiabilidad de los sistemas solares instalados. La flexibilidad del sistema es notable: se desarrolló para ser compatible con las piezas solares y los tamaños de paneles más comunes, lo que permite su amplia capacidad operativa en diferentes proyectos.
La primera implementación exitosa de este sistema tuvo lugar a principios de 2024 en cooperación con Solv Energy, uno de los instaladores solares más grandes de los EE. UU. Esta asociación marca un hito importante no solo para la robótica de cargos, sino también para toda la industria solar. George Hershman, CEO de Solv Energy, enfatizó la necesidad de nuevas soluciones: “Es obvio que los métodos actuales para la instalación solar no son suficientes para transformar la red eléctrica. Necesitamos nuevas soluciones y enfoques para mantenernos al día con la demanda de rápido crecimiento ”.
La necesidad de automatización en la industria solar
La energía solar ha experimentado una notable caída en los precios en las últimas décadas, lo que hace que los costos de instalación sean una participación creciente del precio total. Al mismo tiempo, el proceso de instalación se ha convertido en un cuello de botella crucial en la propagación de energía solar. Las razones de esto son variadas: la estructura de los módulos solares es mucho más intensivo que su producción en una fábrica. Esto se convierte en un problema, especialmente para sistemas grandes con varios gigavatios que se extienden sobre varios kilómetros cuadrados y consisten en millones de módulos individuales.
Un cálculo simple ilustra la dimensión: suponiendo que tomaría diez minutos atornillar un módulo y un cable correctamente, se requerirían alrededor de 500,000 horas de trabajo para un rendimiento solar de Gigawatt, un volumen de trabajo que emplearía a 200 trabajadores capacitados durante un año. Estos enormes requisitos encuentran una escasez existente de trabajadores, que es la mayor restricción para la escala de la industria solar. Banks Hunter y Max Justicz, los fundadores de Charge Robotics, reconocieron este problema cuando visitaron sitios de construcción para parques solares a gran escala. Hunter describe un sistema en el desierto de Mojave en California como una "nube masiva de polvo, en la que miles de trabajadores repiten repetidamente tareas, como el transporte de material y el ensamblaje".
El desafío de escala
La industria solar se enfrenta a una gran tarea de escala. Para lograr el objetivo de la Asociación de Industrias de Energía Solar (SEIA) de casi 850 gigavatios de energía solar para 2030, la expansión solar anual debe aumentarse en siete veces en comparación con 2020. Este objetivo parece inalcanzable con los métodos actuales. Aquí es donde entra la tecnología de robótica de carga: promete eliminar un cuello de botella clave en la expansión de la energía solar nacional y, por lo tanto, allane el camino para una transición de energía más rápida.
La necesidad de dicha solución está subrayada por el aumento actual de la energía solar. El año pasado, el 81 por ciento de las nuevas capacidades de electricidad en los Estados Unidos representaron la energía solar. Hunter y Justicz ven sus fábricas esenciales para una mayor aceleración en esta industria. Las ventajas de la automatización son diversas: no solo promete una aceleración del ritmo de construcción y una reducción en los costos de electricidad, sino que también aborda directamente la escasez de mano de obra, lo que dificulta la expansión solar al ritmo requerido en muchos países.
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Ventajas económicas y prácticas de la tecnología del amanecer
La introducción de la tecnología Sunrise de Charge Robotics trae consigo importantes ventajas económicas y prácticas. El sistema permite principalmente un aumento impresionante en la velocidad de instalación: según la compañía, una capacidad solar de un megavatios se puede instalar todos los días con la ayuda de esta tecnología. Este aumento en la eficiencia tiene un impacto directo en los costos del proyecto y los planes de tiempo, lo que a su vez mejora la economía general de los proyectos solares.
Otra ventaja importante radica en la consistencia y la calidad de la instalación. La automatización minimiza los errores humanos y garantiza una calidad consistentemente de alta calidad. Los sistemas integrados de visión por computadora llevan a cabo controles de calidad continuos, lo que aumenta la confiabilidad y la durabilidad de los sistemas instalados. Además, la tecnología mejora la seguridad ocupacional al automatizar actividades peligrosas o físicamente estresantes y, por lo tanto, reduciendo el riesgo de lesiones para los trabajadores.
La economía aumenta aún más por el hecho de que a pesar de la automatización, solo se requiere un pequeño equipo para la vigilancia. Esto aborda directamente la escasez de trabajadores en la industria y permite a las empresas usar a sus empleados calificados de manera más eficiente. George Hershman de Solv Energy confirmó el potencial de esta tecnología: "Ofrece la posibilidad de acelerar radicalmente el crecimiento de nuestro negocio, realizar proyectos solares más rápido y apoyar a nuestros empleados con herramientas adicionales para hacer su trabajo de manera segura y eficiente".
Del escepticismo al avance
A pesar de las ventajas obvias, la idea de un sistema de instalación solar totalmente automático inicialmente se encontró con escepticismo en la industria. Hunter informa que la retroalimentación inicial era esencial: "Nunca funcionará". Sin embargo, este escepticismo rápidamente dio paso al entusiasmo cuando el primer sistema se demostró en el campo y demostró su funcionalidad. Desde entonces, el equipo de robótica de Charge ha trabajado continuamente para mejorar el sistema para que sea más rápido y más amigo de los usuarios.
La implementación exitosa en cooperación con solv Energy marca un hito importante para la empresa y muestra la confianza de la industria en esta tecnología innovadora. Con un financiamiento de $ 22 millones para las primeras misiones comerciales, Charge Robotics sentó las bases para el lanzamiento más amplio del mercado. La compañía planea establecer sus fábricas en las ubicaciones de los proyectos y operarlas en asociación con las empresas de construcción solar, por lo que los sistemas también pueden usarse en paralelo con trabajadores humanos.
Perspectivas futuras y aplicaciones más amplias
La tecnología de robótica de Charge tiene el potencial de ir mucho más allá de sus aplicaciones actuales. Con el desarrollo progresivo de sistemas autónomos, se podrían automatizar aspectos adicionales de la construcción de parques solares. Una forma interesante que ya se está discutiendo es el uso de vehículos autónomos para la distribución de materiales y módulos solares en el campo. Esto aumentaría aún más el grado de automatización y reduciría aún más la participación humana en el proceso de construcción.
En vista de los objetivos ambiciosos para la expansión global de las energías renovables, la tecnología de robótica de cargos podría hacer una contribución decisiva a la aceleración de la transición energética. La industria solar enfrenta el desafío de expandirse a un ritmo sin precedentes para alcanzar los objetivos climáticos y cumplir con el creciente requisito de energía. Las tecnologías de automatización, como el sistema Sunrise, podrían ser la clave para dominar este desafío.
La aplicación más amplia de tales tecnologías también podría conducir a una mayor reducción de costos en la energía solar. En las últimas décadas, la energía solar ya ha experimentado una caída dramática en los precios: se vuelve "más barato, más rápido que cualquier otra forma de generación de energía en la historia humana", como lo expresa Hunter. La automatización del proceso de instalación podría continuar y acelerar, lo que mejoraría aún más la competitividad de la energía solar en comparación con las fuentes de energía convencionales.
Efectos sociales y globales
Los efectos de esta tecnología van más allá de los aspectos puramente técnicos y económicos. En muchos países, faltan suficientes trabajadores para promover la expansión solar al ritmo requerido. Las tecnologías de automatización podrían cerrar esta brecha y hacer posible lograr objetivos de expansión ambiciosos sin confiar en una expansión del grupo de la fuerza laboral. Esto es particularmente relevante en regiones con una población que envejece o la falta de trabajadores calificados.
Al mismo tiempo, el aumento de la automatización plantea preguntas sobre los efectos del empleo. Por un lado, se reducen actividades repetitivas y físicamente estresantes, podrían surgir nuevos empleos en vigilancia, mantenimiento y un mayor desarrollo de tecnologías de automatización. La transformación del mundo del trabajo a través de tecnologías como el sistema Sunrise puede requerir nuevos programas de capacitación y medidas de capacitación para preparar a los empleados para estos nuevos roles.
Energía solar del futuro: cómo el amanecer hace que la expansión sea más eficiente
El sistema autónomo "Sunrise" desarrollado por Charge Robotics representa un progreso significativo en la tecnología solar y podría hacer una contribución decisiva a la aceleración de la transición de energía global. Al automatizar el proceso de instalación intensivo en mano de obra, aborda directamente uno de los cuellos de botella más grandes en la expansión de la energía solar: la falta de trabajadores calificados y el tiempo asociado y las restricciones financieras.
La implementación exitosa del sistema en cooperación con energía solv marca un hito importante y demuestra la aplicabilidad práctica de esta tecnología innovadora. Con un financiamiento de $ 22 millones para otras misiones comerciales, Card Robotics está bien posicionado para expandir su presencia en la industria y para contribuir al logro de objetivos de expansión ambiciosos para las energías renovables.
Los desafíos que enfrenta la industria solar son inmensamente. Para lograr el objetivo de 850 gigavatios de energía solar para 2030, la expansión anual debe aumentarse siete veces, una tarea que difícilmente podría manejarse con los métodos convencionales. Las tecnologías de automatización, como el sistema Sunrise, podrían ser la clave para dominar este desafío y allanar el camino para un futuro energético sostenible a base de energía solar. La integración de tales tecnologías no solo podría mejorar la velocidad y la eficiencia de la expansión solar, sino que también contribuir a una reducción adicional en los costos y, por lo tanto, fortalecer la competitividad de la energía solar. En un momento en que la transición a las energías renovables es más urgente que nunca, las innovaciones como las de robótica de cargos representan un camino esperanzador a seguir.
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