Aus optischen, aber auch aus Wartungsgründen müssen Glasfassaden alle paar Monate gereinigt werden. Fensterreinigungsroboter folgen entweder einer Schiene oder sind am Dach aufgehängt und bewegen sich frei über die Fassade. Einige Module verwenden zur Stabilisierung Saugnäpfe oder Ventilatoren, die den Roboter an die Fassade drücken. Während sich für große Gebäude spezifische Lösungen lohnen können, werden kleinere Gebäude auf Standardsysteme zurückgreifen. Aktuelle Entwicklungen zielen auf mechanische Plattformen ab, die an zwei Seilen aufgehängt sind, so dass sie sich relativ frei vertikal und horizontal an der Fassade bewegen können. Die wachsende Zahl von Hochhäusern (50 % aller Hochhäuser der Welt werden derzeit in China gebaut) macht die Automatisierung der Fassadenreinigung interessanter. Es gibt nur wenige (autonom arbeitende) Roboter, aber es gibt viele Robotergeräte, die von Reinigungskräften vom Boden oder vom Dach aus ferngesteuert werden. Mit der zunehmenden Zahl von Solarparks auf der ganzen Welt wird deren regelmäßiger Reinigung mehr Aufmerksamkeit gewidmet, um ihre Effizienz bei der Stromumwandlung zu erhalten. Zahlreiche Roboterprodukte sind auf den Markt gekommen, um eine Alternative zum manuellen Abstauben der Paneele mit Wasserdüsen zu bieten. Bei geneigten Solarzellen laufen viele Reinigungsroboter auf horizontalen Schienen, die an der Ober- und Unterkante der Module befestigt sind, so dass ein Roboter eine Reihe von Solarzellen reinigen kann. Für horizontale Paneele sind frei bewegliche und teilweise autonome Robotergeräte gebräuchlicher.
Ebene der Verteilung
Speziell für ein bestimmtes Gebäude konzipierte Roboter wurden an der Pyramide des Louvre von Robosoft, an der Messehalle in Leipzig und am Berliner Hauptbahnhof (Lehrter Bahnhof) von Fraunhofer eingesetzt. Eine Übersicht über frühe Fenster- und Fassadenreinigungssysteme wurde im Rahmen eines europäischen Forschungsprojekts erstellt. Lange Zeit fand keiner dieser Roboter eine breite industrielle Anwendung. Die Pyramide des Louvre wird jedoch noch immer von einem Roboter der Firma Serbot gereinigt (siehe ein Produktbeispiel des Unternehmens). In jüngster Zeit sind Start-ups mit relativ einfachen Systemen aufgetaucht, die aus einer Winde und einem mobilen Reinigungselement bestehen und an jeder vertikalen Fassade mit Dachzugang eingesetzt werden können. Solche Konzepte gibt es auch in größerem Maßstab mit industriellen Manipulatoren, die in einem herkömmlichen Reinigungsaufzug installiert sind, wie kürzlich von Skyline Robotics oder in ähnlicher Weise von Auconic vorgestellt. Der Gekko Facade von Serbot kann sich in alle Richtungen auf geneigten, vertikalen oder sogar überhängenden Flächen bewegen, wodurch er über Kuppeln und andere Unregelmäßigkeiten klettern kann. Das Unternehmen geht davon aus, dass sich die Anwendung von Kletterrobotern schnell ausweiten wird, da mit Solarzellen verkleidete Gebäude regelmäßig gereinigt werden müssen, insbesondere in staubreichen/ariden Gebieten. Ein Beispiel ist der Kite-Roboter von Kite Robotics, der die Glasüberdachung über der Treppe zur neuen Straßenbahnlinie am Hauptbahnhof Utrecht reinigt. Die Fassadenreinigung mit Drohnen wurde von Aerones vorgeschlagen, aber nie als Produkt auf den Markt gebracht. Ein weiterer Entwickler in diesem Bereich ist Aerial Power. Ihre Methode zur Steuerung eines Flugkörpers für die Reinigung von Oberflächen umfasst ein Sensorsystem für die Erkennung der geometrischen Merkmale eines Objekts und die Ausrichtung eines Flugkörpers. Eine Herausforderung für Fassadenreinigungsroboter ist die zunehmende Komplexität moderner Fassaden mit abgerundeten Kanten und Designelementen. Der Hersteller Nihon Bisoh geht dieses Problem mit einem Roboter an, der sich auf horizontalen Schienen um das Gebäude bewegt. Ein vertikal beweglicher Lift kann den Roboter auf eine andere Schiene versetzen oder helfen, Lücken in der Fassade zu überwinden. Die zunehmende Installation von Solarzellen hat dazu geführt, dass mehrere Produkte oder Prototypen auf dem Markt erschienen sind. Viele Anlagen für Wüstengebiete, in denen Wasser teuer ist, verwenden Reinigungsbürsten, die ohne Wasser arbeiten. Der Mirai Solar Cleaning Robot ist speziell für die Reinigung von Solarpanels konzipiert. Es wurden auch andere Reinigungsroboter für Solarpaneele vorgeschlagen, wie Nomadd und Serbot. Der israelische Ecoppia E4-Roboter wurde entwickelt, um Solarpaneele unter rauen Wüstenbedingungen staubfrei zu halten. Das Unternehmen behauptet, dass durch das schlanke Design des Systems ein Return-on-Investment von 1,5 bis 4 Jahren erzielt werden kann. Eine Besonderheit ist der Einsatz von Mikrofaserbürsten, die kein Wasser benötigen. Alion verwendet ein zweiteiliges Konzept, das aus zwei Robotersystemen besteht: Rover, der Solarmodule installiert, und Spot, der sie reinigt. Während alle aufgeführten Roboterhersteller auf mobile Roboter setzen, die sich über das Solarpanel bewegen, ist Aerial Power’s SolarBrush-Drohne darauf ausgelegt, die Effizienz der Solarstromproduktion durch Belüftung oder teilweise mechanisch durch eine leichte Bürste zu einem Bruchteil der manuellen Reinigungskosten zu erhöhen.
Kosten-Nutzen-Überlegungen und Marketing-Herausforderungen
Fensterreinigungsroboter sorgen für Kostensenkungen, vor allem durch verbesserte Sicherheit und höhere Produktivität. Insbesondere die Sorge um die Sicherheit der Arbeiter scheint zuzunehmen, da sich regelmäßig Unfälle ereignen und die Gebäude immer höher gebaut werden. Weitere Vorteile eines solchen Roboters sind:
- Gewährleistung eines kontinuierlichen Reinigungsprozesses, auch bei leistungsorientierten Service Levels, durch fest installierte Geräte am Gebäude
- Vorhersehbarkeit der Kosten dank der deterministischen Planbarkeit der Arbeit
- Objektive Überprüfung der Dienstleistungserbringung
- Geringere Abhängigkeit von Wetter und Tageszeit
Die Qualität der Leistungserbringung muss überprüfbar sein. Bei der derzeitigen Preispolitik, bei der im Rahmen eines Ausschreibungsverfahrens der günstigste Anbieter den Zuschlag erhält, können inputorientierte Service Levels für das technische Facility Management (FM) kaum in der geforderten Qualität umgesetzt werden.
Ein wesentlicher Faktor für den Zielmarkt ist die Amortisationszeit der FM-spezifischen Investitionen. Denn die FM-Branche ist im Allgemeinen mit einem geringen Investitionsaufwand verbunden. In der Regel muss sich die Investition innerhalb von etwa drei Jahren vollständig amortisiert haben. Einige Anbieter orientieren sich bei ihrer Investitionspolitik an der Gesamtlaufzeit ihres Vertrags über die Instandhaltung eines bestimmten Gebäudes, die zwischen einem und 15 Jahren liegen kann. Ein Faktor, der in Zukunft von zunehmender Bedeutung sein könnte, ist der Mangel an Arbeitskräften, die bereit sind, Fassaden manuell zu reinigen.
Da die Roboter entweder von unten ferngesteuert oder völlig autonom bewegt werden können, müssen die menschlichen Reinigungskräfte nicht mehr an den Fassaden hochklettern. Dies verringert das Unfallrisiko erheblich und erklärt die weniger strengen Sicherheitsvorschriften für Roboter im Vergleich zu menschlichen Reinigungskräften..
Eine Fallstudie über die Kostenwirksamkeit eines Prototyps eines Fenster- und Fassadenreinigungssystems wurde wie folgt zusammengefasst:
- Die voraussichtlichen Kosten für das System sollten beim Verkauf unter €50.000 liegen.
- Die Betriebskosten liegen unter €3.000 pro Jahr.
- Die Reinigungsgeschwindigkeit beträgt insgesamt über 200m 2 pro Stunde.
- Das System ist für Fassadenflächen von weniger als 7000 m geeignet.
- Die Kosteneinsparung beträgt bis zu €5/m
- Abgesehen vom Kostenaspekt ist die Qualität der Reinigung immer noch ein Problem.
Vor allem für Luxuswohnungen, in denen ein Fenster mit Blick auf die Stadt teuer ist, wäre Schmutz in den Fensterecken ein No-Go..
Um Fensterputzroboter optimal einsetzen zu können, müssen bestimmte Kriterien bei der Planung eines Gebäudes erfüllt werden. Architekten sind jedoch oft nicht bereit, ihre Baupläne an die Bedürfnisse von Robotern anzupassen. So verhindern häufig bauliche Besonderheiten (wie Arkaden, Balkone oder Einbuchtungen) den Einsatz von Robotern.
Während die meisten Solarparks noch manuell gereinigt werden, nimmt der Anteil der mit Robotern gereinigten Anlagen zu. Da die Zahl der Solarparks explosionsartig ansteigt und die Parks immer größer werden, wird die Reinigung mit Robotern als zunehmend attraktiv angesehen. Besonders in Wüstenregionen, wo Wasser teuer ist, erweisen sich Roboter, die eine wasserlose Reinigung anbieten, als rentabel.