En s'appuyant sur l'intelligence artificielle, les communications sans fil, les capteurs, la navigation GPS et la gestion centralisée, la société de San Antonio Renu Robotics révolutionne la façon dont les installations d'énergie solaire gèrent la végétation. À l'aide d'un robot tondeur électrique autonome et sophistiqué, la société aide les centrales solaires à contrôler les mauvaises herbes, les herbes et autres végétaux qui poussent et obscurcissent les panneaux solaires. Résultat : des coûts réduits et une sécurité accrue.
Le défi de la gestion de la végétation
Dans les installations d'énergie solaire à grande échelle, qui peuvent s'étendre sur des centaines d'hectares, d'innombrables problèmes doivent être gérés afin de réduire le coût et d'améliorer l'exploitation et la maintenance des systèmes photovoltaïques et des systèmes de stockage de l'énergie, de garantir des performances optimales et de maximiser la production d'électricité sans carbone. Elles peuvent aller des réglementations en matière d'environnement, de santé et de sécurité à la gestion sécurisée des données, en passant par la formation du personnel, la maintenance et l'inventaire des pièces. Mais il existe un problème simple mais contrariant qui peut faire dérailler même la meilleure installation d'énergie solaire : l'emballement de la végétation.
En effet, même par temps clair et ensoleillé, les panneaux solaires photovoltaïques ne peuvent pas produire d'électricité écologique s'ils sont masqués par des herbes, des mauvaises herbes et d'autres plantes sauvages qui, si elles ne sont pas contrôlées, peuvent atteindre des hauteurs ingérables. Selon Michael Blanton, directeur technique de Renu Robotics, les herbicides et les désherbants chimiques ne sont pas la solution. "Si ces herbicides tuent les plantes indésirables, ils anéantissent les racines des plantes", explique-t-il. "Cela entraîne une érosion du sol et déstabilise les supports des panneaux solaires - sans parler de leur impact environnemental et des risques potentiels pour les travailleurs."
Cela a conduit de nombreux exploitants d'énergie solaire à déployer des équipes de paysagistes sur une base hebdomadaire ou mensuelle pour améliorer la gestion de la végétation et tondre la croissance indésirable, ce qui entraîne des coûts élevés et des problèmes de sécurité indésirables. "Une installation solaire pourrait avoir des dizaines de personnes dehors chaque jour pour simplement tondre la végétation envahissante et les mauvaises herbes afin de s'assurer que les panneaux solaires ont un accès libre au soleil", a déclaré Blanton. "Mais cela implique des coûts très élevés et des risques substantiels pour l'infrastructure du site et ce personnel."
Une solution intelligente et autonome pour la gestion de la végétation
La possibilité d'aider les exploitants d'installations solaires à contrôler les plantes, les herbes et les mauvaises herbes qui s'échappent. et réduire les coûts et les problèmes de sécurité - a conduit Renu Robotics à créer le Renubot. De concert avec son Pod de recharge et son centre de contrôle de mission, cette tondeuse/tracteur autonome et entièrement électrique fait appel à l'intelligence artificielle, Capteurs lidar Velodyne, la navigation par positionnement GPS cinématique en temps réel, des batteries puissantes, des communications sans fil et la gestion à distance pour effectuer une tonte régulière et précise entre les rangées de capteurs photovoltaïques et maintenir la végétation à une longueur acceptable.
L'une des clés de la solution Renubot : les communications sans fil intégrées du XBee® PRO 900HP de Digi, un module intégré qui fournit une connectivité sans fil de premier ordre aux appareils. Le XBee PRO 900HP tire pleinement parti du protocole de réseau DigiMesh®, qui permet un fonctionnement en réseau dense et prend en charge les routeurs dormants. Prenant en charge des portées RF en visibilité directe allant jusqu'à 28 miles (avec des antennes à gain élevé) et des débits de données allant jusqu'à 200 Kbps, ces modules sont idéaux pour les applications à portée étendue nécessitant un débit de données accru.
Le Digi XBee 900HP PRO est déployé dans un réseau maillé à travers les hectares de panneaux solaires pour relayer les données de correction de navigation d'une station de base à une flotte de tondeuses Renubot. Lorsque ces tondeuses retournent à leur station de recharge, elles reçoivent également des informations de programmation et des itinéraires actualisés.
"Le Digi XBee 900HP PRO s'est avéré une excellente solution pour le composant de communication de notre solution", a déclaré M. Blanton. " Nous sommes particulièrement satisfaits de sa capacité de mise en réseau maillé, de sa facilité d'intégration et de la gamme de fréquences prises en charge. Comme nos implémentations peuvent s'étendre sur des centaines d'hectares, nous voulions un choix de fréquences radio pour prendre en charge de plus longues distances."
Selon Jason Beans, ingénieur électrique senior, l'intégration de Renu Robotics s'est déroulée en deux phases. "Dans un premier temps, nous avons utilisé la radio XBee en mode transparent pour émuler une connexion par câble série entre notre station de base et les robots tondeuses", a-t-il déclaré. "Cette configuration était facile à déployer avec très peu d'efforts de développement, et elle nous a permis de faire fonctionner notre système rapidement. Ensuite, nous avons exploité le mode API et le réseau maillé pour développer le logiciel embarqué permettant de faire fonctionner les nœuds XBee du système."
Économiser de l'argent - et la planète
Outre la connectivité du modem Digi, la solution Renubot pour la gestion de la végétation s'appuie sur l'intelligence artificielle pour la commande et le contrôle autonomes, tandis que l'apprentissage automatique contrôle l'optimisation de la consommation d'énergie, l'autodiagnostic et les capteurs/algorithmes pour apprendre et évaluer la topographie. La navigation est basée sur une carte stockée des chemins, tandis que des capteurs détectent les objets inattendus sur ce chemin. Avec plus de 2 millions de lignes de code logiciel et en utilisant le système d'exploitation robotique leader du secteur, le Renubot surveille et contrôle intelligemment les tondeuses et transmet sans fil des informations sur les performances, la localisation et la maintenance aux opérateurs via des ordinateurs portables, des tablettes ou des smartphones.
"Les systèmes Renubot permettent généralement aux installations solaires et énergétiques d'économiser 30 à 50 % par rapport à leurs coûts actuels", explique Blanton. " Nos tracteurs autonomes ont montré aux propriétaires d'actifs et aux fournisseurs d'énergie solaire la précieuse contribution qu'ils peuvent apporter en réduisant les coûts, le temps et les émissions de carbone, tout en entretenant les terrains pour une performance maximale de l'installation.
"Avec notre solution, les opérateurs n'ont plus à embaucher et à gérer des équipes de tonte. Cela permet d'éliminer les accidents et d'optimiser les horaires - y compris la possibilité de tondre les installations en dehors des heures de clarté", a déclaré M. Blanton.
"Notre objectif avec le Renubot est de soutenir la vision de nos clients en matière d'énergie propre et renouvelable en utilisant un véhicule autonome entièrement électrique. Les estimations montrent que la tonte d'un site typique de 100 kilowatts crée 160 000 livres de CO2 par an. Mais avec Renubot, nous contribuons à rendre l'énergie solaire plus propre et plus abordable, ce qui renforce l'avenir de l'industrie solaire."