Automazione del fotovoltaico: AI e robotica plasmano il futuro dell’energia solare

L’automazione del fotovoltaico si rende necessaria, data la crescita dell’energia solare registrata e quella attesa nel prossimo futuro. Secondo il Global Market Outlook for Solar Power 2025-2029 nel 2024 nel mondo si è installato un quantitativo record di 597 GW di energia solare, con un incremento del 33% rispetto al 2023. La capacità solare installata a livello globale ha superato i 2 TW nel 2024. “Ci sono voluti quasi 70 anni per raggiungere il primo terawatt, ma solo altri due per raddoppiare”, riporta SolarPower Europe.

La questione chiave è: come si riuscirà a installare tutto il fotovoltaico da qui al 2030? Lo stesso report prevede che entro la fine del decennio il mondo potrebbe installare 1 TW di energia solare all’anno. L’unica possibilità è offerta dall’evoluzione tecnologica. “Entro il 2030, la convergenza tra intelligenza artificiale e tecnologie robotiche trasformerà radicalmente il settore fotovoltaico”, riporta il report Transforming the PV Sector: The AI & Robotics Revolution di Bequerel Institute, spiegando come e dove avverrà tale trasformazione.

Il ruolo dell’AI nell’automazione del fotovoltaico

Il primo elemento che emerge dal report di Bequerel Institute è il ruolo centrale dell’intelligenza artificiale nel percorso di automazione del fotovoltaico.

Un aspetto che riporta il documento e che fa capire bene quanto è impattante l’AI è il time horizon, la durata dei compiti che i modelli di AI possono completare con un tasso di successo specifico. La data di rilascio dell’intelligenza artificiale in grado di completare attività software molto complesse, della durata di un mese, va dalla fine del 2028 all’inizio del 2031.

Tradotto in poche parole: entro pochi anni, l’AI potrà occuparsi di tutto. Lo farà con un’efficienza notevolmente superiore se confrontata con un essere umano. Più dell’80% delle esecuzioni riuscite costa meno del 10% di quello che costerebbe a un essere umano svolgere lo stesso compito, rileva il documento. Questo non significa che l’AI sostituirà gli esseri umani nel mondo del lavoro, ma fornirà un supporto straordinario per procedere in maniera molto più spedita in svariati settori, uno dei quali è il fotovoltaico.

Dalla progettazione alla gestione: gli ambiti dove l’automazione sarà evidente

Il report prende in considerazione cinque fasi in cui AI e robotica entreranno in campo per elevare il tasso di automazione del fotovoltaico: produzione di componenti; sviluppo del progetto e fase di ingegneria; costruzione e installazione; operatività e manutenzione; gestione degli asset e vendita dell’energia.

«Abbiamo individuato cinque task all’interno di ciascun settore e all’interno di ogni task abbiamo applicato una metodologia per identificare qual è il livello intrinseco di automazione che può essere raggiunto. Dal punto di vista tecnologico, al 2030 si potrà contare su strumenti in grado di raggiungere quel determinato livello di automazione», spiega David Moser, managing director di Bequerel Institute Italia, autore del report.

Per comprendere tutti questi passaggi, Moser è partito dal contestualizzare il livello attuale di automazione per calcolare il potenziale teorico futuro. I parametri di automazione calcolati considerano uno scenario di sviluppo lineare e uno esponenziale in termini tecnologici.

Da qui si arriva ai livelli di sviluppo attesi: si va da un minimo del 40-60% per la costruzione e installazione a un massimo di 70-95% per la gestione degli asset e vendita dell’energia.

«Se si considerano, per esempio, le linee di produzione delle celle e dell’assemblaggio dei moduli, esse sono già fortemente automatizzate. Allora, come si spiega che il livello stimato sia del 70%? La risposta va cercata nel fatto che, nel considerare il processo di automazione, si comprendono tutti i nuovi concetti caratteristici di questo processo, anche contemplando uno scenario di un sito produttivo che si autogestisce. Oppure, nel caso della gestione degli asset e vendita dell’energia, prevede quando il prezzo dell’elettricità è basso e ottimizza di conseguenza la produzione mediante un processo di controllo-qualità finalizzato a un miglioramento della produzione stessa. Alcuni scenari non sono ancora attivi, ma prevedibili. Di sicuro, le fasi che nei prossimi due anni conosceranno un’implementazione più rapida riguardano la progettazione degli impianti. Lì esistono già dei software che hanno velocizzato sensibilmente l’ingegnerizzazione».

L’impatto della AI Generativa: alcuni esempi

Di certo, la Generative AI contribuirà in modo sensibile all’automazione del fotovoltaico.

Progettazione e ingegnerizzazione

Si consideri, per esempio, la parte riguardante progettazione e ingegnerizzazione: qui si passerà da design parametrico a design generativo, tramite prompt con agente AI. In pratica, il progettista fornirà all’AI generativa le richieste relative al tipo di progetto di impianto fotovoltaico e le caratteristiche attese.  A quel punto gli agenti AI, raccolte le informazioni, le trasformano in comandi per il software, un po’ come succede oggi con le query di ChatGPT. Questo passaggio consente di velocizzare sensibilmente i passaggi e di garantire un’ottimizzazione creativa che va oltre le capacità umane.

Ulteriore elemento di automazione, in fase di contrattualistica e permitting, è la capacità della AI di coadiuvare nella redazione della reportistica, mediante agenti AI addestrati sulla legislazione locale, fornendo un supporto tale da predisporre documenti quanto più rispettosi ai dettami dell’autorità locale.

«Questa opportunità permette di sgravare l’operatore umano da compiti gravosi e ripetitivi, lasciandogli tempo e modo di occuparsi di attività più interessanti». Lo stesso discorso vale per il reperimento di informazioni dai documenti, soprattutto per chi gestisce grandi portafogli impianti, che ha una difficoltà oggettiva a trovare facilmente le informazioni e poter confrontare gli impianti, per esempio.

Oggi si può contare sulla possibilità di svolgere rilievi accurati del sito con droni e ispezioni in loco, su una ottimizzazione del design con dati topografici ad alta precisione e su una reportistica automatizzata e documentazione di progetto. Domani si passerà a un livello superiore.

Un altro esempio di automazione riguarda la generazione di documenti adattata alla giurisdizione. In pratica, è la capacità di generare automaticamente documenti legali o tecnici che rispettano le normative e i requisiti specifici di diverse giurisdizioni/territori.

Costruzione e installazione

Nella parte di costruzione e installazione sarà possibile installare pannelli e interi parchi fotovoltaici con robot. Già oggi l’italiana Comau ha realizzato parte di un parco solare di EDP in Spagna mediante una sua soluzione robotizzata.

Operatività e manutenzione

L’ambito operation & maintenance evolverà ulteriormente rispetto a quanto già si fa (qui l’evoluzione dell’automazione attesa è del 60-80%), contando sulla combinazione della presenza fisica sul campo di robot e droni e sulla gestione da remoto. Sarà possibile immaginare, nel prossimo futuro che il processo venga completamente automatizzato. Agenti AI, comunicando tra di loro, riscontrano un problema sul campo. Potranno inviare un robot a fare foto, l’AI effettuerà computer vision dell’immagine, rilevando un’anomalia potenziale e agendo di conseguenza per risolverlo. La differenza rispetto a oggi, è che robot e droni sono permanentemente in campo, operando 24 ore su 24, anziché andare sul posto con un’uscita programmata o straordinaria a danno già avvenuto.

Gestione degli asset e vendita dell’energia

Colpisce particolarmente il livello potenziale di automazione lato asset management & trading: qui si eleverà al 70-95%. «In questo ambito, l’intelligenza artificiale basata su reti neurali, sotto forma di modelli di machine learning è già utilizzata da anni. L’aspetto innovativo è rappresentato dalla capacità di contare su modelli di AI a supporto delle decisioni, che permette di automatizzare ulteriormente previsione e gestione», specifica Moser.

L’impatto di AI e robotica sulla forza lavoro

Tutto quello che il report descrive, documentandolo ampiamente, in buona parte conta già su esempi applicativi. L’automazione del fotovoltaico, coadiuvata da AI e robotica consente una scalabilità senza precedenti del dispiegamento di sistemi fotovoltaici, scollegando la crescita dai vincoli della forza lavoro, mitigando al contempo la grave carenza di competenze che attualmente limita o limiterà l’espansione del settore in futuro.

«Ci aspettiamo una riduzione della forza lavoro per unità di capacità fino a un 60-65%. Quindi se serve 100 a fare qualcosa, basterà 35, in termini di forza lavoro. Ciò non vuol dire che si andranno a sostituire le persone, ma di ottimizzare le risorse, in modo da impiegarle in attività a maggior valore aggiunto», specifica Moser.

L’innovazione tecnologica non è pensata per sostituire l’uomo, ma per aiutarlo e sopperire negli ambiti in cui c’è bisogno. Anzi, «l’avvento dell’automazione spinta porterà alla ricerca di nuove figure professionali nello sviluppo delle AI, nella manutenzione robotica, richiedendo figure con una conoscenza verticale e un livello di preparazione più elevato rispetto al personale attuale», prevede il managing director di Bequerel Institute Italia. Pone un ulteriore elemento a vantaggio dell’impiego di AI e robotica: la loro adozione consentirà di ridurre le emissioni di CO2 in termini di ottimizzazione del lavoro e di razionalizzazione, contribuendo così alla sostenibilità ambientale.

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