S'appuyant sur l'IA, les communications sans fil, les capteurs, la navigation GPS et la gestion centralisée, l'entreprise de San Antonio Renu Robotics révolutionne la manière dont les installations d'énergie solaire gèrent la végétation. À l'aide d'un robot de tonte électrique sophistiqué et autonome, l'entreprise aide les centrales solaires à grande échelle à empêcher les mauvaises herbes, les graminées et d'autres végétaux de pousser et d'obscurcir les panneaux solaires. Résultat : des coûts moindres 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 questions doivent être gérées afin de réduire les coûts et d'améliorer l'exploitation et la maintenance des systèmes photovoltaïques et des systèmes de stockage d'énergie, de garantir des performances optimales et de maximiser la production d'électricité sans émission de carbone. Il peut s'agir de réglementations relatives à l'environnement, à la santé et à la sécurité, de la gestion sécurisée des données, de la formation du personnel, de la maintenance et de l'inventaire des pièces détachées. Mais il existe un problème simple mais contrariant qui peut faire échouer même la meilleure installation solaire : l'emballement de la végétation.
En effet, même par temps ensoleillé, les panneaux solaires photovoltaïques ne peuvent pas produire d'électricité respectueuse de l'environnement s'ils sont masqués par des herbes, des mauvaises herbes et d'autres végétaux sauvages qui, s'ils ne sont pas contrôlés, peuvent atteindre des hauteurs incontrôlables. 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 détruisent leurs racines", explique-t-il. "Cela entraîne l'érosion du sol et déstabilise les supports des panneaux solaires, sans parler de l'impact sur l'environnement 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 afin d'améliorer la gestion de la végétation et de faucher les pousses indésirables, ce qui entraîne des coûts élevés et des problèmes de sécurité indésirables. "Une installation solaire pourrait employer des dizaines de personnes chaque jour pour faucher la végétation nuisible et les mauvaises herbes afin de s'assurer que les panneaux solaires ont un accès libre à la lumière du soleil", explique M. Blanton. "Mais cela implique des coûts très élevés et des risques substantiels pour l'infrastructure du site et pour le personnel.
Une solution intelligente et autonome pour la gestion de la végétation
L'opportunité d'aider les exploitants d'énergie solaire à contrôler les plantes, les herbes et les mauvaises herbes envahissantes - et La volonté de 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 utilise l'intelligence artificielle, Capteurs lidar VelodyneL'appareil est équipé d'un système de navigation et de positionnement GPS cinématique en temps réel, de batteries puissantes, de communications sans fil et d'une gestion à distance pour effectuer une tonte régulière et précise entre les rangées de capteurs photovoltaïques et maintenir la végétation à des longueurs acceptables.
L'une des clés de la solution Renubot : les communications sans fil intégrées du Digi XBee® PRO 900HP, 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 se caractérise par un fonctionnement en réseau dense et la prise en charge des routeurs dormants. Prenant en charge des distances de visibilité RF 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 navigation et de correction d'une station de base à une flotte de tondeuses Renubot. Lorsque ces tondeuses retournent à leur station de charge, elles reçoivent également des informations de programmation et des itinéraires mis à jour.
"Le Digi XBee 900HP PRO a été une excellente solution pour le volet 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 supporter de plus grandes distances."
Selon Jason Beans, ingénieur électricien principal, 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 tondeurs. "Cette configuration a été facile à déployer avec très peu d'efforts de développement et nous a permis de faire fonctionner notre système rapidement. Ensuite, nous avons exploité le mode API et le réseau maillé pour développer le logiciel intégré permettant de faire fonctionner les nœuds XBee du système."
Économiser de l'argent - et la planète
Outre la connectivité par 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 l'apprentissage et l'évaluation de la topographie. La navigation est basée sur une carte des chemins stockée, tandis que les capteurs détectent les objets inattendus sur ce chemin. Avec plus de 2 millions de lignes de code logiciel et utilisant le système d'exploitation robotique de pointe, le Renubot surveille et contrôle intelligemment les tondeuses et transmet sans fil des informations sur les performances, l'emplacement et la maintenance aux opérateurs via des ordinateurs portables, des tablettes ou des smartphones.
"Les systèmes Renubot permettent généralement aux installations solaires et énergétiques de réaliser des économies de 30 à 50 % par rapport à leurs coûts actuels", explique M. Blanton. "Nos tracteurs autonomes ont montré aux propriétaires d'actifs et aux fournisseurs d'énergie solaire la contribution précieuse 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.
"Grâce à notre solution, les opérateurs n'ont plus besoin d'embaucher et de gérer des équipes de fauchage. 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", explique 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. On estime que la tonte d'un site typique de 100 kilowatts génère 160 000 livres de CO2 par an. Mais avec le Renubot, nous contribuons à rendre l'énergie solaire plus propre et plus abordable, ce qui renforce l'avenir de l'industrie solaire."