Cómo los robots y la automatización mejoran la energía renovable

¿Cómo están incorporando las empresas de energía renovable a los robots y la automatización en sus operaciones?

Los robots son máquinas programadas para realizar una serie de tareas de manera independiente o semi automática, mientras que la automatización incluye el uso de software, máquinas u otras tecnologías para llevar a cabo tareas que normalmente las realizarían manualmente trabajadores humanos. Los robots y la automatización tienen aplicaciones en varios campos como el ejército, la agricultura, fabricación, comercio exterior y, como no podía ser de otra manera, el sector de la energía renovable.

Se ha incrementado el número de tareas en las empresas de energía renovable y cada vez son más complejas, por lo que se requiere la aplicación de robots y automatización para ahorrar tiempo, aumentar la productividad y optimizar el rendimiento. La energía renovable se define por ser inagotable y porque se recicla constantemente. Las fuentes de energía renovable incluyen la luz solar, el agua, el viento, calor geotérmico y varios tipos de biomasas.

El sector de la energía renovable ha sido testigo de muchas avances en la metodología de trabajo y los tipos de productos fabricados para aprovechar la energía natural del sol, el viento y el agua, entre otros. La energía solar, eólica e hidroeléctrica son las tres renovables más importantes y las empresas de todo el mundo se han implicado de manera activa, consiguiendo éxitos significativos en este campo.

ENERGÍA SOLAR

Hoy día, la energía solar se está aprovechando en gran medida para la generación de una gran cantidad de electricidad. La demanda de aparatos que funcionan con energía solar y paneles solares ha aumentado tanto que los fabricantes no pueden depender únicamente de trabajadores humanos en los procesos de fabricación.

La aplicación de robots y automatización ayuda a empresas del sector de la energía solar a tomar decisiones de producción más inteligentes e instantáneas. Ejemplos de etapas en las que se ha introducido la automatización en la fabricación de sistemas solares son los lingotes de silicio, módulos de silicio, células solares y obleas de silicio.

 

Por ejemplo, “Jinkosolar” es una empresa del sector de la energía solar que dice ser el mayor fabricante de fotovoltaicos solares del mundo. Jinkosolar produce un modelo nuevo de células solares llamadas "células solares perc monocristalinas de tipo p", que tienen actualmente el récord de en células solares más eficientes, ya que su porcentaje de eficiencia es del 23,45% frente al antiguo récord de 22,78%.

Jinkosolar lo ha conseguido gracias a la aplicación de tecnologías innovadoras como dispositivos móviles inteligentes, IoT y robots móviles en sus procesos de fabricación. Otro ejemplo de empresa de robots conocida con un interés especial en el mercado solar fotovoltaico es ABB. ABB utiliza robots compactos de alta velocidad para el manejo de obleas y células solares.

ENERGÍA EÓLICA

La automatización y la robótica están teniendo un impacto enorme en aspectos tan importantes como la fabricación de turbinas. Las palas de una turbina eólica y sus torres son muy importantes en la fabricación de turbinas y ABB es un buen ejemplo de empresa que trabaja en la fabricación de ambas. ABB atribuye parte de su éxito a la aplicación de robótica y automatización, ya que el tiempo que precisado para pintar, lijar y pulir las palas de turbina se han reducido drásticamente de días a horas, consiguiendo un importante aumento de la producción en poco tiempo.

  

Los robots son capaces de distribuir uniformemente la pintura sobre la superficie de la pala gracias a su precisión mecánica. La aplicación manual no es tan precisa como la de los robots, lo cual resultaba en problemas de equilibrio en las turbinas.

El proceso de fabricación de torres eólicas sería extremadamente complejo y su proceso se alargaría sobremanera si tuviera que dejarse en manos únicamente de trabajadores humanos. Los robots resultan útiles en la soldadura de ciertos componentes estructurales de las torres de turbinas debido a su geometría única. Los robots se utilizan para afilar los bordes de los engranajes, recortar y moler la pala, y también para perforar y cortar los rotores de la pala con un alto nivel de precisión.

Los robots son necesarios en el manejo del acabado de palas de turbina ya que son muy grandes y tienen superficies contorneadas. La aplicación de robots y automatización en el sector de las turbinas es casi obligatoria si se busca consistencia en la calidad de producción.

Los fabricantes de turbinas eólicas no desean la aparición periódica de averías en distintas partes del sistema de turbinas por la dificultad que entraña el subir a alguien a la torre para arreglarla.

KMT Robotic Solutions es una empresa de Michigan, Estados Unidos, que utiliza robots para la perforación y el cortado de los bordes de los rotores de las palas de turbina. Según la directora de desarrollo de negocio de KMT, Roberta Zald, el uso de robots para el procesamiento de los rotores de pala de turbina ofrece numerosas ventajas, entre ellas la reducción del tiempo de preparación, flexibilidad y un aumento de la productividad.

ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

Igual que con las turbinas eólicas, los robots también se utilizan en la fabricación de piezas para turbinas hidroeléctricas. Una compuerta es una parte de las turbinas hidroeléctricas que realiza la función de regular la entrada de agua y son demasiado grandes para poder soldarlas manualmente.

Se trata de unas piezas grandes de metal con una longitud de entre 10 y 15 pies y anchura de 3 pies, con un grosor de entre 6 y 10 pulgadas. Los robots flexibles con varios ejes de movimiento son los únicos que pueden soldar las compuertas, ya que hay que girarlas durante el proceso de soldadura para llegar a todas las partes.

Genesis Systems Group LLC, en Iowa, Estados Unidos, es una empresa que maneja la soldadura de compuertas de paso en plantas hidroeléctricas y utiliza robots para reducir los tiempos de ciclo. Los robots ofrecen más consistencia en los resultados cuando se usan para la soldadura de compuertas de paso. Como las compuertas están sometidas un tremendo estrés, pueden surgir problemas estructurales si las soldaduras tienen inconsistencias o huecos.    

CONCLUSIÓN

Los robots y la automatización son cruciales en la fabricación de productos diseñados para sacar el máximo partido de las fuentes de energía renovable. Las complejidades de algunos de los diseños de estos productos hacen necesaria una precisión mecánica que los humanos no son capaces de alcanzar. Para tareas en las que los humanos encajan perfectamente, la automatización ofrece medios más rápidos y eficientes para su implementación, ahorrando así tiempo y coste de mano de obra y de producción.

Un aumento en la incorporación de robots y automatización en empresas de energía renovable podría conducir al completo abandono de las otras fuentes de energía como el petróleo.

¿Conoces algún otro caso de empresas de energía renovable que utilicen robots y automatización en sus procesos? ¿Cuáles son los principales desafíos de ingeniería que plantea su incorporación?  Únete a la comunidad de ennomotive