O futuro do design de módulos solares será mais pesado, não mais leve. Com o aumento de granizo e eventos climáticos extremos, espera-se que os fabricantes de módulos migrem para vidros mais espessos para melhorar a resistência ao impacto e a durabilidade a longo prazo. Isso aumentará significativamente sua capacidade de suportar impactos de granizo de alta energia e detritos transportados pelo vento. Embora essa mudança no design aprimore a capacidade de sobrevivência do sistema, também apresenta um desafio crítico: módulos mais pesados exigem uma nova abordagem para a instalação.
Os módulos de grande formato atuais já pesam cerca de 32 kg, ultrapassando os limites do que os instaladores humanos podem manusear com segurança. As diretrizes da OSHA e os modelos de elevação do NIOSH destacam os riscos: carregar objetos pesados várias vezes ao dia, acima da altura dos nós dos dedos, longe do corpo (especialmente acima da cabeça), aumenta drasticamente a probabilidade de lesões musculoesqueléticas. Imagine uma equipe de trabalhadores levantando mais de 45 kg de módulos das caixas, transportando-as por fileiras de painéis solares e montando-as em sistemas de inclinação fixa ou rastreadores centenas de vezes por dia (especialmente com ventos moderados), não é apenas um desafio de eficiência, é uma crise de segurança no local de trabalho.
O caso da robótica na instalação de módulos solares
Reduzir o tamanho dos módulos também não é uma solução viável para o problema do peso. A promessa de um número menor de módulos por megawatt para grandes formatos reduziu os custos de estrutura e racks, além de melhorar a eficiência da instalação. Essas economias, em conjunto com o advento do wafer de 210 mm, por sua vez, impulsionaram os projetos de módulos e seus volumes à escala vista hoje. Reverter o curso e tornar os módulos menores aumentaria o número de unidades por projeto, levando a mais conexões elétricas e mecânicas, o que, por sua vez, aumenta a mão de obra de instalação, os custos de material e os riscos de confiabilidade a longo prazo. Os módulos de grande formato persistirão porque seus benefícios de custo superam os desafios de manuseá-los. O único caminho lógico a seguir é remover a mão de obra humana da equação de elevação.
Essa necessidade de automação é amplificada pela grave escassez de mão de obra nos principais mercados de energia solar, com a disponibilidade de mão de obra já limitando os cronogramas de implantação. Instaladores de energia solar têm alta demanda, mas oferta limitada, e, à medida que o setor cresce insaciavelmente, a lacuna entre a disponibilidade de mão de obra e as necessidades do projeto só tende a aumentar. Em vez de forçar os trabalhadores a realizar tarefas repetitivas e propensas a lesões, a robótica pode permitir que mão de obra qualificada assuma funções de maior valor, como gerenciamento de projetos, comissionamento de sistemas e instalação elétrica. Essa mudança não apenas protege os trabalhadores, mas também cria oportunidades de crescimento profissional em um setor preparado para expansão a longo prazo.
Os custos ocultos do trabalho manual: Compensação trabalhista e orçamento
Os orçamentos para construção de energia solar não consideram apenas os salários dos trabalhadores, mas também incluem o seguro contra acidentes de trabalho, a responsabilidade civil por lesões e o tempo perdido devido a lesões relacionadas ao trabalho. À medida que o peso dos módulos aumenta, a frequência de lesões por esforço, problemas nas costas e distúrbios por movimento repetitivo inevitavelmente aumentará, aumentando os pedidos de indenização trabalhista e os custos com seguros. Para desenvolvedores e EPCs, esses custos serão absorvidos de forma generalizada e pressionarão a viabilidade do projeto para baixo.
Se não for abordado, esse aumento de risco não é apenas uma questão de segurança, mas também financeira. Com o tempo, os encargos adicionais com seguros devido ao aumento de lesões compensarão ou até mesmo excederão os custos iniciais da adoção da robótica para a instalação de módulos. Ao integrar a automação de forma proativa, as empresas podem reduzir a responsabilidade a longo prazo e redirecionar essas compensações orçamentárias para investimentos de maior valor em projetos, em vez de custos com lesões evitáveis. A robótica não apenas compensa os obstáculos financeiros associados a esses riscos, mas também reduz as taxas de quebra de módulos, reduz os custos de inspeção de CQ e O&M (Onsite Technologies) e minimiza o tempo de inatividade devido ao vento. Ao mesmo tempo, melhora significativamente a segurança dos trabalhadores.
Robótica: A próxima evolução na instalação de módulos
Empresas como Luminous Robotics, AES Corporation, Sarcos Technology, ULC Technologies e Vispect estão enfrentando esse desafio automatizando a manipulação e a instalação de módulos individuais. Essas soluções robóticas eliminam as restrições de elevação humana, permitem o uso de vidros mais espessos e estruturas mais resistentes, aceleram a implantação e melhoram a precisão, garantindo a montagem correta dos módulos e reduzindo os riscos de desalinhamento.
À medida que o manuseio robótico de módulos se torna comum, a indústria não precisa mais projetar módulos para os limites de elevação humana. Em vez disso, podemos priorizar a durabilidade e a confiabilidade, otimizando os painéis para automação em vez de trabalho manual.
Pré-montagem completa do sistema: A próxima fronteira
Além do manuseio de módulos, a Terabase Energy, a 5B, a Planted Solar e a Charge Robotics estão revolucionando a implantação da energia solar por meio da pré-montagem em fábrica e da construção robótica no local. A Charge Robotics está automatizando a montagem de módulos, agilizando a instalação em nível de fileira. A Terabase Energy está desenvolvendo soluções robóticas de implantação de campo solar para eliminar o trabalho manual em instalações de grande porte. Os painéis solares pré-fabricados da 5B chegam ao local quase totalmente montados, reduzindo a mão de obra em campo em até 80%. A Planted Solar está integrando a automação em todo o processo de construção de usinas solares.
Ao pré-montar grandes seções de painéis solares em ambientes controlados ou utilizar robótica de campo para instalação, essas empresas estão remodelando a forma como os parques solares são construídos.
Por que a indústria solar deve adotar a robótica agora
Com o aumento do tamanho dos módulos, o agravamento da escassez de mão de obra e o aumento dos riscos à segurança no local de trabalho, a automação não é mais um luxo — é uma necessidade.
À medida que a robótica se torna mais integrada à instalação de módulos solares e à implantação de sistemas, provavelmente veremos uma bifurcação no projeto de módulos:
Um caminho otimizará os módulos para instalação automatizada, permitindo projetos maiores, mais pesados e mais duráveis que os robôs possam manusear com eficiência. O outro se concentrará em módulos para instalação humana, permanecendo menores e mais leves para projetos residenciais, comerciais e garagens.
Ao acelerar a implantação robótica hoje, o setor pode superar sua dependência de mão de obra humana, melhorar a durabilidade dos módulos e cortar custos por meio da automação — inaugurando a próxima evolução da energia solar.
Frank Oudheusden e Chris Needham trabalham na Azimuth Advisory Services.
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