Zach Winn | MIT News
À medida que o preço dos painéis solares despencou nas últimas décadas, os custos de instalação passaram a representar uma parte maior do custo total da tecnologia. Além disso, o longo processo de instalação de fazendas solares está se tornando um dos principais gargalos na expansão da energia solar.
Agora, a startup Charge Robotics está desenvolvendo fábricas móveis de instalação solar para acelerar a construção de fazendas solares em larga escala. As fábricas são transportadas até o local dos projetos de energia solar, onde equipamentos como trilhos, suportes de montagem e painéis são inseridos no sistema e montados automaticamente. Um veículo robótico posiciona autonomamente o produto final — uma seção completa da fazenda solar — em seu local definitivo.
“Vemos isso como o momento Henry Ford da energia solar”, diz Banks Hunter ’15, CEO da Charge Robotics, que fundou a empresa com o também ex-aluno do MIT Max Justicz ’17. “Estamos saindo de um processo de instalação muito artesanal, manual e personalizado para algo muito mais eficiente e preparado para a fabricação em massa. Isso traz diversos benefícios, incluindo consistência, qualidade, velocidade, custo e segurança.”
No ano passado, a energia solar representou 81% da nova capacidade elétrica nos EUA, e Hunter e Justicz veem suas fábricas como essenciais para a aceleração contínua da indústria.
Os fundadores dizem que foram recebidos com ceticismo quando apresentaram seus planos pela primeira vez. Mas no início do ano passado, eles implementaram um sistema protótipo que construiu com sucesso uma fazenda solar com a SOLV Energy, uma das maiores instaladoras de energia solar nos EUA. Agora, a Charge levantou 22 milhões de dólares para suas primeiras implantações comerciais ainda este ano.
De robôs cirúrgicos a robôs solares
Enquanto cursava engenharia mecânica no MIT, Hunter encontrou várias desculpas para construir coisas. Uma dessas desculpas foi o curso 2.009 (Processos de Engenharia de Produtos), onde ele e seus colegas de classe construíram um relógio inteligente para comunicação em áreas remotas.
Após a formatura, Hunter trabalhou nas startups fundadas por ex-alunos do MIT, Shaper Tools e Vicarious Surgical. A Vicarious Surgical é uma empresa de robótica médica que arrecadou mais de 450 milhões de dólares até hoje. Hunter foi o segundo funcionário e trabalhou lá por cinco anos.
“Muitas das aulas práticas e baseadas em projetos no MIT se traduziram diretamente nos meus primeiros cargos ao sair da escola e me prepararam para ser muito independente e gerenciar grandes projetos de engenharia”, diz Hunter. “O curso 2.009, em particular, foi um grande ponto de partida para mim. Os fundadores da Vicarious Surgical entraram em contato comigo através da rede do 2.009.”
Já em 2017, Hunter e Justicz, que se formaram em engenharia mecânica e ciência da computação, haviam discutido começar uma empresa juntos. Mas precisavam decidir onde aplicar suas amplas habilidades em engenharia e desenvolvimento de produtos.
“Ambos nos importamos muito com as mudanças climáticas. Vemos as mudanças climáticas como o maior problema que afeta o maior número de pessoas no planeta”, diz Hunter. “Nossa mentalidade era: se pudermos construir qualquer coisa, então deveríamos construir algo que realmente importa.”
Durante o processo de fazer ligações para centenas de pessoas na indústria de energia, os fundadores decidiram que a energia solar era o futuro da produção de energia, porque seu preço estava diminuindo rapidamente.
“Está se tornando mais barato mais rápido do que qualquer outra forma de produção de energia na história humana”, diz Hunter.
Quando os fundadores começaram a visitar os canteiros de obras das grandes fazendas solares de escala utilitária que representam a maior parte da geração de energia, não foi difícil identificar os gargalos. O primeiro local que visitaram foi no deserto de Mojave, na Califórnia. Hunter descreve o local como uma enorme bacia de poeira onde milhares de trabalhadores passavam meses repetindo tarefas como mover materiais e montar as mesmas peças, repetidamente.
“O local tinha algo como 2 milhões de painéis, e cada um deles era montado e preso da mesma maneira, manualmente”, diz Hunter. “Max e eu achamos isso insano. Não há como isso escalar para transformar a rede de energia em um curto período de tempo.”
Hunter diz que ouviu de cada uma das maiores empresas de energia solar dos EUA que sua maior limitação para a expansão era a escassez de mão-de-obra. O problema estava retardando o crescimento e prejudicando os projetos.
Hunter e Justicz fundaram a Charge Robotics em 2021 para superar esse gargalo. O primeiro passo foi encomendar peças de energia solar e montá-las manualmente em seus quintais.
“A partir daí, criamos essa linha de montagem portátil que poderíamos enviar para os canteiros de obras e, então, alimentar todo o sistema solar, incluindo as trilhas de aço, suportes de montagem, fixadores e os painéis solares”, explica Hunter. “A linha de montagem monta roboticamente todas essas peças para produzir baías solares completas, que são pedaços de uma fazenda solar.”
Cada baía representa uma seção de 40 pés da fazenda solar e pesa cerca de 800 libras. Um veículo robótico a transporta para o seu local final no campo. Hunter diz que o sistema da Charge automatiza toda a instalação mecânica, exceto o processo de cravar os primeiros estacas de metal no solo.
As linhas de montagem da Charge também possuem sistemas de visão artificial que escaneiam cada peça para garantir a qualidade, e os sistemas funcionam com as peças e tamanhos de painéis solares mais comuns.
De piloto a produto
Quando os fundadores começaram a apresentar seus planos para investidores e empresas de construção, as pessoas não acreditavam que fosse possível.
“O feedback inicial foi basicamente: ‘Isso nunca vai funcionar’”, diz Hunter. “Mas assim que levamos nosso primeiro sistema para o campo e as pessoas viram ele funcionando, ficaram muito mais animadas e começaram a acreditar que era real.”
Desde aquele primeiro deployment, a equipe da Charge tem tornado seu sistema mais rápido e fácil de operar. A empresa planeja instalar suas fábricas em locais de projetos e operá-las em parceria com empresas de construção solar. As fábricas podem até operar ao lado de trabalhadores humanos.
“Com o nosso sistema, as pessoas operam equipamentos robóticos remotamente, em vez de colocar os parafusos elas mesmas”, explica Hunter. “Podemos essencialmente entregar o solar montado para os clientes. A única responsabilidade deles é entregar os materiais e peças em grandes paletes que alimentamos no nosso sistema.”
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Hunter diz que várias fábricas poderiam ser implantadas no mesmo local e também poderiam operar 24/7 para acelerar drasticamente os projetos.
“Estamos atingindo os limites do crescimento solar porque essas empresas não têm pessoas suficientes”, diz Hunter. “Podemos construir sites muito maiores, muito mais rápido, com o mesmo número de pessoas, apenas enviando mais de nossas fábricas. É uma maneira fundamentalmente nova de escalar a energia solar.”
Reimpresso com permissão do MIT News.
