发布日期：2025年3月12日 / 更新日期：2025年3月13日 – 作者：Konrad Wolfenstein
初创公司 Charge Robotics：自主机器人技术——用于太阳能建筑的全自动系统“Sunrise”——图片：由 Charge Robotics 提供
自动化与能源：Charge Robotics 加速能源转型
Charge Robotics：全球太阳能行业的变革者
太阳能在全球能源格局中正经历着前所未有的增长，但其扩张却受到安装瓶颈和熟练劳动力短缺的制约。创新型初创公司Charge Robotics凭借其全自动系统“Sunrise”开发出一项突破性解决方案，正在革新大型太阳能电站的建设方式。这套自主系统几乎可以独立完成整个太阳能发电场的组装，有望消除太阳能规模化发展的关键瓶颈。这项技术的出现正值关键时期，因为太阳能产业正处于快速发展阶段——仅在美国，太阳能去年就占新增电力装机容量的81%。凭借其可直接运输到施工现场的移动工厂、自动化组装流程和集成质量控制，Charge Robotics有望为加速能源转型做出重大贡献。
适合：
移动工厂：太阳能电站建设的新理念
Charge Robotics 开发的“Sunrise”系统代表了大型太阳能电站安装方式的一次范式转变。该公司打造了一个可移动工厂，可以直接运往太阳能电站建设现场，实现装配流程的自动化。其运作方式类似于工业装配线：工厂接收导轨、支架和太阳能电池板等材料，然后由高精度机械臂进行组装——其精度堪比外科手术中使用的机械臂。组装完成后，成品组件由自动驾驶车辆运送到太阳能电站的最终位置，在那里进行螺栓固定和线路连接。Charge Robotics 的联合创始人兼首席执行官 Banks Hunter 将这一创新理念描述为“太阳能领域的亨利·福特时刻”——他指的是汽车行业曾经实现大规模生产的革命性装配线生产方式。
整个流程始于首批立柱固定在地面之后——这是唯一仍需人工干预的步骤。随后，系统将自动完成约15米长一段的所有组件组装，之后需要补充材料并建立新的起始点。每个组装完成的单元，称为“太阳能板”，代表太阳能阵列中40英尺长的部分，重量约为363公斤。专用机器人车辆会将这些单元运送到现场的最终位置。尽管自动化程度很高，但仍需要一支由系统操作员、司机和技术人员组成的小团队来监控运行并确保材料配送。
技术创新和质量保证
Sunrise系统的技术先进性远不止于简单的组装。它集成了先进的计算机视觉系统，能够扫描每个组件，确保持续的质量控制。这些机器视觉系统保证每个元件的定位和组装都准确无误，从而最大限度地降低误差率，提高已安装太阳能发电系统的可靠性。该系统的灵活性尤其值得称道：它的设计兼容最常见的太阳能组件和面板尺寸，使其能够广泛应用于各种不同的项目中。
该系统的首次成功应用是在2024年初，由Charge Robotics与美国最大的太阳能安装商之一SOLV Energy合作完成。此次合作不仅对Charge Robotics而言意义重大，对整个太阳能行业也具有里程碑式的意义。SOLV Energy首席执行官George Hershman强调了开发新解决方案的必要性：“显然，目前的太阳能发电安装方法不足以改变电网格局。我们需要新的解决方案和方法，才能跟上快速增长的需求。”
太阳能行业自动化的必要性
近几十年来，太阳能价格显著下降，这意味着安装成本在总价中所占比例越来越大。与此同时，安装过程也成为太阳能广泛应用的关键瓶颈。原因有很多：组装太阳能组件比在工厂生产组件需要更多的人力。对于装机容量达数吉瓦、覆盖数平方公里、由数百万个独立组件组成的大型太阳能发电项目而言，这尤其成问题。
一个简单的计算就能说明其规模：假设安装并正确连接一个组件需要十分钟，那么建造一吉瓦的太阳能发电系统大约需要50万工时——这相当于200名熟练工人一年的工作量。如此巨大的需求恰逢劳动力短缺，而劳动力短缺被认为是制约太阳能产业规模化发展的最大因素。Charge Robotics公司的创始人班克斯·亨特和马克斯·贾斯蒂茨在参观大型太阳能发电厂的施工现场时，就意识到了这个问题。亨特将加州莫哈韦沙漠的一个设施描述为“一片巨大的尘土云，成千上万的工人在那里花费数月时间重复着诸如运输材料和组装相同部件等工作”。
规模化挑战
太阳能产业面临着巨大的规模化挑战。为了实现美国太阳能产业协会（SEIA）提出的到2030年太阳能发电量接近850吉瓦的目标，太阳能年新增装机容量必须比2020年增长七倍。以目前的方法来看，这个目标似乎难以实现。而Charge Robotics公司的技术正可谓是雪中送炭：它有望消除国家太阳能发展中的一个关键瓶颈，从而为加速能源转型铺平道路。
当前太阳能的蓬勃发展凸显了此类解决方案的必要性。去年，美国新增电力装机容量的81%来自太阳能。亨特和贾斯蒂兹认为，他们的工厂对于进一步加速该领域的发展至关重要。自动化优势众多：它不仅有望加快建设速度、降低电力成本，还能直接解决许多国家太阳能产业扩张所面临的劳动力短缺问题。
适合：
Sunrise技术的经济和实用优势
Charge Robotics公司推出的Sunrise技术带来了显著的经济和实用优势。首先，该系统能够大幅提升安装速度——据该公司称，利用这项技术，每天可以安装1兆瓦的太阳能发电容量。效率的提升直接影响项目成本和工期，进而提高太阳能项目的整体经济效益。
另一项显著优势在于安装的稳定性和质量。自动化最大限度地减少了人为错误，确保了始终如一的高质量。集成的计算机视觉系统执行持续的质量检查，提高了已安装系统的可靠性和使用寿命。此外，该技术通过自动化危险或体力劳动强度大的任务，提高了工作场所的安全性，从而降低了工人受伤的风险。
效率的提升还体现在，尽管实现了自动化，但只需要一支小型监控团队。这直接解决了行业劳动力短缺的问题，使企业能够更有效地利用其合格的员工。SOLV Energy 的 George Hershman 证实了这项技术的潜力：“它为我们提供了大幅加速业务增长、更快地实施太阳能项目以及为员工提供更多工具以安全高效地完成工作的机会。”
从怀疑到突破
尽管全自动太阳能安装系统优势显而易见，但最初在业内却遭遇了质疑。亨特表示，最初的反馈基本上是：“这根本行不通。”然而，当第一套系统在现场演示并验证其功能后，这种质疑很快就被热情所取代。此后，Charge Robotics团队不断致力于改进系统，使其速度更快、操作更便捷。
与SOLV Energy的成功合作是公司发展历程中的一个重要里程碑，也展现了业界对这项创新技术的信心。凭借2200万美元的初始商业部署资金，Charge Robotics已为更广泛的市场拓展奠定了基础。公司计划在项目现场建立工厂，并与太阳能建设公司合作运营，这些系统还可以与人工协同工作。
未来前景和更广泛的应用
Charge Robotics 的技术潜力远超其目前的应用范围。随着自主系统的不断发展，太阳能电站建设的更多环节有望实现自动化。目前，一个颇具前景的设想是利用自动驾驶车辆在现场运送材料和太阳能组件。这将进一步提高自动化程度，并减少施工过程中的人工干预。
鉴于全球可再生能源扩张的宏伟目标，Charge Robotics 的技术有望为加速能源转型做出关键贡献。太阳能产业面临着前所未有的扩张速度挑战，既要满足气候目标，又要满足日益增长的能源需求。像 Sunrise 系统这样的自动化技术或许是应对这一挑战的关键。
此类技术的更广泛应用也有助于进一步降低太阳能成本。近几十年来，太阳能价格已大幅下降——正如亨特所说，它正变得“比人类历史上任何其他形式的能源生产都更便宜、更快捷”。安装过程的自动化可以延续并加速这一趋势，进一步提升太阳能相对于传统能源的竞争力。
社会和全球影响
这项技术的意义远不止于技术和经济层面。许多国家缺乏足够的人力来以必要的速度推动太阳能的扩张。自动化技术可以弥补这一缺口，使这些国家无需增加劳动力即可实现雄心勃勃的扩张目标。这对于人口老龄化或技术工人短缺的地区尤为重要。
与此同时，自动化程度的提高也引发了人们对其就业影响的担忧。虽然重复性和体力劳动强度大的工作有所减少，但监控、维护和进一步开发自动化技术可能会催生新的就业机会。像Sunrise系统这样的技术正在改变工作方式，这可能需要新的培训项目和再培训措施，以帮助员工胜任这些新角色。
未来的太阳能：Sunrise 如何提高太阳能扩张效率
由Charge Robotics公司开发的“Sunrise”自主系统代表了太阳能技术的重大进步，并有望为加速全球能源转型做出关键贡献。该系统通过自动化劳动密集型的安装流程，直接解决了太阳能推广应用的最大瓶颈之一：熟练工人短缺以及由此带来的时间和资金限制。
与SOLV Energy合作成功实施该系统标志着一个重要的里程碑，并证明了这项创新技术的实际应用价值。凭借已获得的2200万美元资金用于进一步的商业部署，Charge Robotics已做好充分准备，扩大其在行业中的影响力，并为实现雄心勃勃的可再生能源发展目标做出贡献。
太阳能产业面临的挑战巨大。为了实现到2030年太阳能装机容量达到850吉瓦的目标，年新增装机容量必须增长七倍——这几乎是传统方法无法完成的。像Sunrise系统这样的自动化技术可能是应对这一挑战的关键，并为可持续的太阳能未来铺平道路。集成此类技术不仅可以提高太阳能扩张的速度和效率，还有助于进一步降低成本，从而增强太阳能的竞争力。在向可再生能源转型比以往任何时候都更加紧迫的当下，像Charge Robotics这样的创新代表着一条充满希望的发展道路。
适合：
您的全球营销和业务发展合作伙伴
☑️我们的业务语言是英语或德语
☑️ 新：用您的国家语言进行通信！
Konrad Wolfenstein
我很乐意作为个人顾问为您和我的团队提供服务。
您可以通过填写此处的联系表，或者直接致电+49 89 89 674 804 （慕尼黑）。我的电子邮件地址是： wolfenstein ∂ xpert.digital
我很期待我们的联合项目。
