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安装太阳能电板的机器人

放大字体  缩小字体 时间:2012-08-09  来源:优乐娱乐  浏览:13695
核心提示:可持续的机器人:在德国莱比锡附近,机械手臂正将一块大型光伏板安装在架子上。这里正建造一个太阳能发电站。光伏板大约占6平方米,重1
可持续的机器人:在德国莱比锡附近,机械手臂正将一块大型光伏板安装在架子上。这里正建造一个太阳能发电站。光伏板大约占6平方米,重120千克。
 
随着太阳能电池板价格的一落千丈,全球的太阳能发电量如今正在向上飙升。尽管如此,太阳能仍占世界总发电能力的不到2%。这并不奇怪。每平方米的太阳能电池板所产生的电力约为145瓦,仅能点亮两三个灯泡。
 
这就意味着,要想让太阳能发电的效益和一个大型化石燃料电厂的峰值容量媲美,就要把太阳能电池板覆盖在面积相当于5~6个像华盛顿特区的国家广场那么大的地方。更重要的,这么多的电池板,每一个都是人工安装的。
 
目前,德国的一些企业,例如PV Kraftwerker 和Gehrlicher,正在研发能够不分日夜、在各种天气条件下自动安装地面装配型太阳能电池板的移动机器人。PV Kraftwerker所设计的机器人预计能够组装发电厂级的太阳能电池板,这种电池板的大小是家庭屋顶电池板的四倍大。
 
研发这种机器人的主要目的是节省劳动力成本,因为随着电池板价格的日益降低,劳动力成本在太阳能发电中所占的比重就会随之增大。据太阳能园区建筑公司PV Kraftwerker透露,以前需要35个工人才能完成的安装工作,现在只需要3个,耗费的时间也只有原来的1/8。
 
该公司估计,对于一个发电能级为14兆瓦的太阳能发电厂,人工安装电池板的成本大约要200万美元。这个工作如果是由机器人代劳,成本可以减少将近一半。该公司还表示,这款标价90万美元的机器人,持续使用不到一年,就可以收回成本了。
 
德国目前正雄心勃勃地计划,在8年内实现该国1/3的电力来自可再生能源,到2050年增至80%。考虑到这一点,机器人的帮助将有利于这些目标的实现(见“德国能源大实验”)。2011年,德国的太阳能装机量在世界上处于领先地位,当年共安装了足以产生约7.5千兆瓦(GW)电力的电池板,覆盖了差不多50平方公里的地面和屋顶。
 
PV Kraftwerker打造的机器人,用的是来自日本的现成组件。它的机械手臂架设在一部有着类似坦克履带的全地形车上。在吸盘抓住电池板的玻璃面后,机械手臂根据相机提供的现场三维视图指导,将电池板摆放到正确的位置上。
 
机器人的局限也让人看到,完全自动化安装过程是一件非常困难的工作。德国的大部分太阳能电力都来自屋顶的太阳能电池板阵列,但由于屋顶的形状和方向有太多的变化,给机器人的安装工作增加了难度。更何况PV Kraftwerker的营销主管Markus Gattenlöhner表示,即使是安装小型太阳能农场中使用普通尺寸电池板的太阳能电池,人类工人的工作速度也比机器人快,成本亦比后者低。
 
弗劳恩霍夫可持续能源系统中心(Fraunhofer Center for Sustainable Energy Systems)(见“重新设计太阳能发电Redesigning Solar Power”)的科学总监Christian Hoepfner也认为,机器人的作用会很有限。“但对于大型的、架设在地面的安装工程,我能看到它们的好处,”他说。“当你要用相同的电池板覆盖一大片的地方时,你自然会这么想,‘为什么不让机器人来安装这些东西呢?’随着安装规模的增大,对机器人的使用就不可避免了。”
 
到目前为止,PV Kraftwerker研发的机器人只能做一件事:把电池板放在人类已经安装好的金属架上。还需要两个工人走在机器人旁边,用螺钉将电池板固定在金属架上并接通上电路。
 
然而,随着机器人其他组件逐渐变得自动化,机器人在安装过程中的应用可能会变得越来越普遍。现在,PV Kraftwerker和其他同类型的公司也在研发另外一种机器人,它们在全球定位系统(GPS)的引导下,能在地面上凿出洞来,再把电池板装在里面,这样就不需要人类工人来安装金属架了。一些较新型的太阳能电池组件无需人类用螺钉固定,可以被“抓”到或粘到位置上。特制的插头甚至可以让机器人进行电路连接(见“太阳能电池板的新设计,使安装更便宜New Solar Panel Designs Make Installation Cheaper”)。
 
这些机器人可以在恶劣的环境中提供电力。日本政府已经委托PV Kraftwerker公司开发一种适合本国的机器安装工人。它们将能够独立在福岛核电厂灾害现场附近受辐射的地区安装一个太阳能电厂。Gattenlöhner说,日本政府希望在六个月内就收到这些机器人。

本文为美国Technology Review授权文章,未经书面许可,严禁转载使用.
 

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