Construire des fermes solaires sans interruption
La plus grande contrainte au déploiement de l'énergie solaire à l'échelle commerciale n'est pas le coût des panneaux eux-mêmes — qui ont chuté de plus de 90 pour cent au cours des deux dernières décennies — mais le coût et la disponibilité de la main-d'œuvre qualifiée nécessaire pour les installer. Une grande ferme solaire s'étendant sur des centaines d'acres nécessite des équipes qui travaillent dans des conditions extérieures, effectuant des tâches répétitives physiquement exigeantes pendant des semaines ou des mois. La main-d'œuvre représente environ 30 à 40 pour cent du coût d'installation total d'un projet solaire au sol, et dans de nombreux marchés, une pénurie d'équipes d'installation formées crée déjà des arriérés de projets autorisés qui ne peuvent pas avancer. Un nouvel entrant sur le marché de la robotique de construction croit avoir trouvé une solution : un robot entièrement autonome qui installe des panneaux solaires 24 heures sur 24 sans pause, sans limitations météorologiques, ni arrêts nocturnes.
Le robot, développé après plusieurs années d'essais sur le terrain avec les premiers clients des services publics, peut enfoncer des pieux de structure dans le sol préparé, soulever et positionner les panneaux, effectuer des connexions électriques et se déplacer systématiquement dans un champ sans intervention humaine. Ses capteurs embarqués — une combinaison de lidar, de vision par ordinateur et de GPS de précision — lui permettent de naviguer sur les variations de terrain, d'éviter les obstacles et de maintenir la précision de l'installation à quelques centimètres sur des sites expansifs. L'opération nocturne est possible grâce à la même suite de capteurs qui permet de travailler à la lumière du jour ; aucune étape dépendant de la vision du processus d'installation ne nécessite un éclairage à l'échelle humaine.
L'économie du travail dans la construction solaire
Pour comprendre pourquoi un robot d'installation solaire 24/7 est commercialement significatif, il est utile de comprendre l'économie actuelle de la construction solaire à grande échelle. Une ferme solaire typique de 100 mégawatts pourrait nécessiter 250 000 à 300 000 panneaux solaires individuels. Aux taux d'installation actuels avec des équipes humaines, l'installation d'autant de panneaux prend environ huit à douze mois de construction active, temps permettant. Avec une flotte de robots autonomes fonctionnant en continu, la même installation pourrait théoriquement être achevée en une fraction de ce temps — non seulement en travaillant plus rapidement par panneau, mais en éliminant complètement la limite de la journée de travail de huit à douze heures.
Les implications financières se multiplient au cours du calendrier du projet. Les développeurs de projets solaires arrangent généralement un financement qui commence à accumuler des intérêts dès le début de la construction, et chaque mois de retard de construction ajoute des coûts de financement qui réduisent les rendements du projet. Une installation plus rapide signifie une génération de revenus plus précoce de l'usine achevée, et la valeur de cette accélération peut être mesurée en millions de dollars sur un grand projet.
Architecture technique
Le robot fonctionne sur une architecture de plateforme modulaire qui permet différents accessoires finaux selon la tâche d'installation. Le module d'enfoncement de pieux utilise une force d'impact hydraulique calibrée pour différentes conditions de sol, avec des capteurs de radar pénétrant le sol fournissant un retour d'information en temps réel sur la profondeur et la résistance du pieu. Le module d'installation des panneaux utilise un système de levage sous vide classé pour les panneaux jusqu'à 700 watts, avec des articulations flexibles qui permettent au robot de s'adapter aux légères variations d'alignement de la structure causées par un placement imparfait des pieux.
Un système logiciel central gère une flotte de plusieurs robots fonctionnant simultanément sur le même site, coordinant leurs mouvements pour éviter les conflits et optimiser les modèles de couverture. Un superviseur peut surveiller l'ensemble de la flotte à partir d'une interface de tablette affichant la progression en temps réel, signalant les panneaux qui ont échoué aux contrôles de qualité et réaffectant les unités aux zones prioritaires du site. L'entreprise estime qu'une flotte de quatre robots peut surpasser une équipe d'installation humaine conventionnelle de vingt, avant même de tenir compte de la capacité à travailler la nuit.
Implications pour la main-d'œuvre
L'introduction de robots de construction autonomes soulève des questions sur le déplacement des travailleurs humains. La main-d'œuvre d'installation solaire a connu une croissance rapide ces dernières années — c'est l'un des métiers à la croissance la plus rapide aux États-Unis — et de nombreux travailleurs sont des entrants relativement nouveaux. Cependant, la contrainte du déploiement solaire n'est pas trop de travailleurs en concurrence pour trop peu d'emplois, mais trop peu de travailleurs disponibles pour trop de projets. Le marché du travail pour l'installation solaire est tendu, et les robots autonomes sont plus susceptibles d'accélérer le déploiement de projets que de réduire l'emploi global dans le secteur.
Ce que l'automatisation change, c'est la nature du travail. Un site déployant une flotte de robots nécessite toujours des techniciens humains pour la mise en service, la maintenance, l'inspection de la qualité et le travail d'infrastructure électrique qui connecte les chaînes de panneaux aux onduleurs et transformateurs. Ces rôles nécessitent des niveaux de compétence plus élevés et commandent des salaires plus élevés que le travail d'installation physique répétitif que les robots remplacent.
Mise à l'échelle pour répondre à la transition énergétique
L'Agence internationale de l'énergie a à plusieurs reprises identifié le rythme d'installation comme une contrainte pour la transition énergétique. La capacité solaire mondiale doit croître d'environ 600 gigawatts par an jusqu'en 2030 pour rester sur la bonne voie vers les objectifs d'émissions nettes zéro — un rythme qui nécessite de terminer une grande ferme solaire à l'échelle commerciale quelque part dans le monde environ tous les deux jours. Les robots d'installation autonomes sont une condition nécessaire mais non suffisante pour atteindre ces objectifs — mais ils éliminent un véritable goulot d'étranglement qui a tranquillement ralenti la transition, et leur disponibilité commerciale marque une étape significative en avant pour l'industrie.
Cet article est basé sur les reportages d'Electrek. Lisez l'article original.
