Das in San Antonio ansässige Unternehmen nutzt KI, drahtlose Kommunikation, Sensoren, GPS-Navigation und zentrales Management. Renu Robotik revolutioniert die Art und Weise, wie Solarenergieanlagen ihr Vegetationsmanagement durchführen. Mit einem hochentwickelten, autonomen, elektrischen Mähroboter hilft das Unternehmen Solarkraftwerken, Unkraut, Gräser und andere Vegetation zu kontrollieren, damit diese nicht wachsen und die Solarpaneele verdecken. Das Ergebnis: niedrigere Kosten und mehr Sicherheit.
Die Herausforderung des Vegetationsmanagements
In Solarenergieanlagen, die sich über Hunderte von Hektar erstrecken können, gibt es unzählige Probleme, die gelöst werden müssen, um die Kosten zu senken und den Betrieb und die Wartung von Photovoltaikanlagen und Energiespeichersystemen zu verbessern, Spitzenleistungen zu gewährleisten und die Erzeugung von kohlenstofffreiem Strom zu maximieren. Sie reichen von Umwelt-, Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften bis hin zu sicherem Datenmanagement, Personalschulung, Wartung und Ersatzteillager. Es gibt jedoch ein einfaches, aber lästiges Problem, das selbst die beste Solaranlage ins Abseits drängen kann: der Wildwuchs.
Denn selbst an hellen, sonnigen Tagen können Photovoltaik-Solarmodule keinen umweltfreundlichen Strom erzeugen, wenn sie von Gräsern, Unkraut und anderer wilder Vegetation verdeckt werden, die - wenn sie unkontrolliert bleibt - in unkontrollierbare Höhen wachsen kann. Laut Michael Blanton, Chief Technical Officer von Renu Robotics, sind chemische Herbizide und Unkrautvernichter keine Lösung. "Diese Herbizide töten zwar die unerwünschten Pflanzen, aber sie zerstören die Wurzeln der Pflanzen", erklärt er. "Das führt zu Bodenerosion und destabilisiert die Befestigungen der Solarmodule - ganz zu schweigen von den Umweltauswirkungen und den potenziellen Gefahren für die Arbeiter."
Das hat viele Solaranlagenbetreiber dazu veranlasst, wöchentlich oder monatlich Landschaftsgärtner einzusetzen, um das Vegetationsmanagement zu verbessern und den unerwünschten Bewuchs abzumähen, was zu hohen Kosten und unerwünschten Sicherheitsbedenken führt. "Eine Solaranlage könnte jeden Tag Dutzende von Mitarbeitern beschäftigen, die einfach nur die störende Vegetation und das Unkraut abmähen, um sicherzustellen, dass die Solarmodule ungehinderten Zugang zur Sonne haben", so Blanton. "Das bedeutet jedoch sehr hohe Kosten und erhebliche Risiken für die Infrastruktur des Standorts und das Personal."
Eine intelligente, autonome Lösung für das Vegetationsmanagement
Die Möglichkeit, Betreibern von Solarenergieanlagen bei der Bekämpfung von verwilderten Pflanzen, Gräsern und Unkraut zu helfen - und Kosten und Sicherheitsbedenken zu reduzieren - veranlasste Renu Robotics zur Entwicklung des Renubot. In Verbindung mit dem Recharge Pod und dem Mission Control Center nutzt dieser autonome, vollelektrische Mäher/Traktor künstliche Intelligenz, Velodyne Lidar-SensorenDas Gerät verfügt über eine kinematische Echtzeit-GPS-Positionsbestimmung, leistungsstarke Batterien, drahtlose Kommunikation und Fernverwaltung, um ein regelmäßiges und präzises Mähen zwischen den Reihen der Photovoltaiksensoren durchzuführen und die Vegetation auf einer akzeptablen Länge zu halten.
Einer der Schlüssel zur Renubot-Lösung ist die integrierte drahtlose Kommunikation mit dem Digi XBee® PRO 900HP, einem eingebetteten Modul, das erstklassige drahtlose Konnektivität für Geräte bietet. Der XBee PRO 900HP nutzt die Vorteile des DigiMesh® Netzwerkprotokolls, das einen dichten Netzwerkbetrieb und die Unterstützung für schlafende Router bietet. Mit einer Reichweite von bis zu 28 Meilen (mit High-Gain-Antennen) und Datenraten von bis zu 200 Kbps sind diese Module ideal für Anwendungen mit großer Reichweite, die einen erhöhten Datendurchsatz erfordern.
Der Digi XBee 900HP PRO wird in einem Mesh-Netzwerk über die Hektar an Solarpanels verteilt, um Navigationsdaten von einer Basisstation an eine Flotte von Renubot-Mähern weiterzuleiten. Wenn diese Mäher zu ihren Ladestationen zurückkehren, erhalten sie auch aktualisierte Planungsinformationen und Routen.
"Der Digi XBee 900HP PRO ist eine hervorragende Lösung für die Kommunikationskomponente unserer Lösung", so Blanton. "Wir sind besonders zufrieden mit seiner Mesh-Networking-Fähigkeit, der einfachen Integration und der Bandbreite der unterstützten Frequenzen. Da sich unsere Implementierungen über Hunderte von Hektar erstrecken können, wollten wir eine Auswahl an Funkfrequenzen, um größere Entfernungen zu unterstützen."
Laut Jason Beans, Senior Electrical Engineer, erfolgte die Integration bei Renu Robotics in zwei Phasen. "Zunächst haben wir das XBee-Funkgerät im Transparent-Modus verwendet, um eine serielle Kabelverbindung zwischen unserer Basisstation und den Mährobotern zu emulieren", sagte er. "Diese Konfiguration war mit sehr geringem Entwicklungsaufwand einfach zu implementieren und ermöglichte es uns, unser System schnell in Betrieb zu nehmen. Anschließend nutzten wir den API-Modus und das Mesh-Networking, um die eingebettete Software für den Betrieb der XBee-Knoten im System zu entwickeln."
Geld sparen - und den Planeten schonen
Zusätzlich zur Digi-Modem-Konnektivität nutzt die Renubot-Lösung für das Vegetationsmanagement künstliche Intelligenz für die autonome Steuerung, während maschinelles Lernen die Optimierung des Energieverbrauchs, die Selbstdiagnose und Sensoren/Algorithmen zum Erlernen und Bewerten der Topografie steuert. Die Navigation basiert auf einer gespeicherten Karte von Pfaden, während Sensoren unerwartete Objekte in diesem Pfad erkennen. Mit mehr als 2 Millionen Zeilen Softwarecode und unter Verwendung des branchenführenden Robotic Operating System überwacht und steuert der Renubot Mähwerke auf intelligente Weise und übermittelt Informationen über Leistung, Standort und Wartung drahtlos über Laptops, Tablets oder Smartphones an die Bediener.
"Renubot-Systeme bringen Solar- und Energieanlagen in der Regel Einsparungen von 30 bis 50 Prozent im Vergleich zu ihren derzeitigen Kosten", erklärte Blanton. "Unsere autonomen Traktoren haben Anlagenbesitzern und Solarenergieanbietern gezeigt, welch wertvollen Beitrag sie zur Senkung von Kosten, Zeit und Kohlenstoffemissionen leisten können, während sie gleichzeitig das Gelände für eine maximale Leistung der Anlage pflegen.
"Mit unserer Lösung müssen die Betreiber keine Mähmannschaften mehr einstellen und verwalten. Das vermeidet Unfälle und optimiert die Zeitpläne - einschließlich der Möglichkeit, Anlagen außerhalb der Tageslichtstunden zu mähen", so Blanton.
"Mit dem Renubot wollen wir die Vision unserer Kunden von sauberer, erneuerbarer Energie durch den Einsatz eines vollständig elektrischen, autonomen Fahrzeugs unterstützen. Schätzungen zeigen, dass das Mähen einer typischen 100-Kilowatt-Anlage 160.000 Pfund CO2 pro Jahr verursacht. Mit dem Renubot tragen wir dazu bei, dass Solarenergie sauberer und erschwinglicher wird, was die Zukunft der Solarbranche stärkt."