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隨著太陽能電池板價(jià)格的一落千丈，全球的太陽能發(fā)電量如今正在向上飆升。盡管如此，太陽能仍占世界總發(fā)電能力的不到2％。這并不奇怪。每平方米的太陽能電池板所產(chǎn)生的電力約為145瓦，僅能點(diǎn)亮兩三個(gè)燈泡。
這就意味著，要想讓太陽能發(fā)電的效益和一個(gè)大型化石燃料電廠的峰值容量媲美，就要把太陽能電池板覆蓋在面積相當(dāng)于5～6個(gè)像華盛頓特區(qū)的國家廣場(chǎng)那么大的地方。更重要的，這么多的電池板，每一個(gè)都是人工安裝的。
目前，德國的一些企業(yè)，例如PV Kraftwerker 和Gehrlicher，正在研發(fā)能夠不分日夜、在各種天氣條件下自動(dòng)安裝地面裝配型太陽能電池板的移動(dòng)機(jī)器人。PV Kraftwerker所設(shè)計(jì)的機(jī)器人預(yù)計(jì)能夠組裝發(fā)電廠級(jí)的太陽能電池板，這種電池板的大小是家庭屋頂電池板的四倍大。
研發(fā)這種機(jī)器人的主要目的是節(jié)省勞動(dòng)力成本，因?yàn)殡S著電池板價(jià)格的日益降低，勞動(dòng)力成本在太陽能發(fā)電中所占的比重就會(huì)隨之增大。據(jù)太陽能園區(qū)建筑公司PV Kraftwerker透露，以前需要35個(gè)工人才能完成的安裝工作，現(xiàn)在只需要3個(gè)，耗費(fèi)的時(shí)間也只有原來的1/8。
該公司估計(jì)，對(duì)于一個(gè)發(fā)電能級(jí)為14兆瓦的太陽能發(fā)電廠，人工安裝電池板的成本大約要200萬美元。這個(gè)工作如果是由機(jī)器人代勞，成本可以減少將近一半。該公司還表示，這款標(biāo)價(jià)90萬美元的機(jī)器人，持續(xù)使用不到一年，就可以收回成本了。
德國目前正雄心勃勃地計(jì)劃，在8年內(nèi)實(shí)現(xiàn)該國1/3的電力來自可再生能源，到2050年增至80％?？紤]到這一點(diǎn)，機(jī)器人的幫助將有利于這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)（見“德國能源大實(shí)驗(yàn)”）。2011年，德國的太陽能裝機(jī)量在世界上處于領(lǐng)先地位，當(dāng)年共安裝了足以產(chǎn)生約7.5千兆瓦（GW）電力的電池板，覆蓋了差不多50平方公里的地面和屋頂。
PV Kraftwerker打造的機(jī)器人，用的是來自日本的現(xiàn)成組件。它的機(jī)械手臂架設(shè)在一部有著類似坦克履帶的全地形車上。在吸盤抓住電池板的玻璃面后，機(jī)械手臂根據(jù)相機(jī)提供的現(xiàn)場(chǎng)三維視圖指導(dǎo)，將電池板擺放到正確的位置上。
機(jī)器人的局限也讓人看到，完全自動(dòng)化安裝過程是一件非常困難的工作。德國的大部分太陽能電力都來自屋頂?shù)奶柲茈姵匕尻嚵校捎谖蓓數(shù)男螤詈头较蛴刑嗟淖兓?，給機(jī)器人的安裝工作增加了難度。更何況PV Kraftwerker的營銷主管Markus Gattenlöhner表示，即使是安裝小型太陽能農(nóng)場(chǎng)中使用普通尺寸電池板的太陽能電池，人類工人的工作速度也比機(jī)器人快，成本亦比后者低。
弗勞恩霍夫可持續(xù)能源系統(tǒng)中心（Fraunhofer Center for Sustainable Energy Systems）（見“重新設(shè)計(jì)太陽能發(fā)電Redesigning Solar Power”）的科學(xué)總監(jiān)Christian Hoepfner也認(rèn)為，機(jī)器人的作用會(huì)很有限。“但對(duì)于大型的、架設(shè)在地面的安裝工程，我能看到它們的好處，”他說。“當(dāng)你要用相同的電池板覆蓋一大片的地方時(shí)，你自然會(huì)這么想，‘為什么不讓機(jī)器人來安裝這些東西呢？’隨著安裝規(guī)模的增大，對(duì)機(jī)器人的使用就不可避免了。”
到目前為止，PV Kraftwerker研發(fā)的機(jī)器人只能做一件事：把電池板放在人類已經(jīng)安裝好的金屬架上。還需要兩個(gè)工人走在機(jī)器人旁邊，用螺釘將電池板固定在金屬架上并接通上電路。
然而，隨著機(jī)器人其他組件逐漸變得自動(dòng)化，機(jī)器人在安裝過程中的應(yīng)用可能會(huì)變得越來越普遍?，F(xiàn)在，PV Kraftwerker和其他同類型的公司也在研發(fā)另外一種機(jī)器人，它們?cè)谌蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）的引導(dǎo)下，能在地面上鑿出洞來，再把電池板裝在里面，這樣就不需要人類工人來安裝金屬架了。一些較新型的太陽能電池組件無需人類用螺釘固定，可以被“抓”到或粘到位置上。特制的插頭甚至可以讓機(jī)器人進(jìn)行電路連接（見“太陽能電池板的新設(shè)計(jì)，使安裝更便宜New Solar Panel Designs Make Installation Cheaper”）。
這些機(jī)器人可以在惡劣的環(huán)境中提供電力。日本政府已經(jīng)委托PV Kraftwerker公司開發(fā)一種適合本國的機(jī)器安裝工人。它們將能夠獨(dú)立在福島核電廠災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)附近受輻射的地區(qū)安裝一個(gè)太陽能電廠。Gattenlöhner說，日本政府希望在六個(gè)月內(nèi)就收到這些機(jī)器人。
本文為美國Technology Review授權(quán)文章,未經(jīng)書面許可,嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用.
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