Příklady použití robotů v energetickém sektoru

Tento článek pojednává o používání robotů v energetickém poli. Budeme uvažovat o několika moderních řešeních, která lidem nejen usnadní práci a volný čas, ale budou také sloužit jako úsporné služby pro údržbu průmyslových energetických zařízení.

Dnes již můžeme s jistotou říci, že takové úkoly jako: diagnostika elektrických vedení, jejich čištění od ledu, kontrola větrných turbín, údržba solárních panelů, diagnostika a údržba jaderných reaktorů - v blízké budoucnosti bude možné přesně vyřešit mobilní plně autonomní roboty , nebo roboty s dálkovým ovládáním.

Použití robotů je zvláště vhodné tam, kde může být ohrožen lidský život. Například pro diagnostiku poruchových jaderných reaktorů nebo pro prevenci vedení vysokého napětí umístěného ve výšce desítek metrů nad zemí se nejlépe hodí roboti, kteří jsou správně navrženi a správně nakonfigurováni.

Roboti pro diagnostiku a údržbu vedení vysokého napětí

Japonská společnost HiBot na žádost energetické společnosti Kansai Electric Power Company (KEPCO) vyvinula a v roce 2011 spustila robot Expliner, určený pro diagnostiku a údržbu vedení vysokého napětí. Robot je jednoduše zavěšen z vodičů linky a operátor je ponechán na dálku, aby provedl vizuální kontrolu z obrazovky počítače.

Pohyb robota podél linie je podobný pohybu vlaku po kolejích, s jediným rozdílem v tom, že se robot pohybuje zdola, pod dráty. Expliner se pomalu pohybuje podél linie a používá laserové senzory k detekci koroze na vodičích. Prostřednictvím kanálu GPS robot přijímá data o své poloze a předává je operátorovi. Osm kamer s vysokým rozlišením umístěných na palubě robota umožňuje operátorovi plně zvážit mechanické poškození, ať už se jedná o roztavený drát nebo trhlinu na něm.

Takže poté, co robot projde celou linii, opraváři již přesně vědí, kde a jaký druh poruchy nastává, co je třeba opravit, co a jak ji opravit.

K dispozici je diagnostika čtyř současně paralelních vodičů. Překážky, jako jsou svorky a těsnění, robot překonává sám, obchází je, manévruje díky pohybujícímu se těžišti. Robot jednoduše nese kola přes překážku a pohybuje se dál. Pokud je překážka složitější, robot je přenesen ručně.

Použití robota umožňuje servisům včas odhalit poškození linek, jako je rez, vnitřní koroze (změněný průměr drátu) nebo mechanické poškození. To výrazně šetří čas a náklady na inspekční vedení tradičním způsobem, když tým vybavených pracovníků musí obejít celé elektrické vedení samostatně.

Kanaďané udělali další krok. V roce 1998 se vývojáři z Hydro-Québecova institutu zamysleli nad vytvořením sofistikovanějšího robota pro diagnostiku a údržbu vedení vysokého napětí. A nyní, po 11 letech, byl robot LineScout úspěšně představen při prezentaci a v roce 2009 dokonce získal cenu od Edison Institute of Electrical Engineering.

Tento nápad přišel vývojářům ne od nuly. Koncem 90. let minulého století v severních státech prošla tak silná sněhová bouře, že dráty jednoho z významných energetických vedení byly jednoduše odlomeny pod zatížením zmrzlého ledu.

Výsledkem desetileté práce inženýrů byl robot, který je schopen nejen válcovat po drátech, ale také vědět, jak manipulovat s různými zařízeními.Robot je samozřejmě vybaven kamerami a GPS, ale navíc dokáže vyčistit sníh z drátů, uvolnit a dotáhnout šrouby a matice, odstranit cizí předměty z drátů. Díky přítomnosti termokamer je robot schopen vyhodnotit teplotu vodičů.

Obsluha jednoduše ovládá robota z počítače pomocí speciálního joysticku. Robot LineScout se během opakovaných testů v roce 2010 ukázal jako velmi účinný na tratích s proudem do 2 kA, pod napětím 735 kV.

Robot na čištění solárních panelů

Pro výstavbu solárních elektráren se nejlépe hodí pouště zaplavené slunečním světlem. Ale jak vyřešit problém s pískem, protože solární panelypísek po písečných bouřích je o 60% méně účinný. Pokud by byly panely omývány vodou ručně, vyžadovalo by to obrovské náklady na práci, a navíc docela často by teplota vzduchu v poušti dosáhla 50 ° C. Robotická technologie přichází k záchraně znovu.

K vyřešení problému byl v Saúdské Arábii vytvořen robot NOMADD (NO-water Mechanical Automated Dusting Device - “Automated Automated Dusting Device With With Water”). Stačí nainstalovat několik takových robotů, jednoho na každou řadu solárních panelů, a jednou denně čistí fotocitlivý povlak bez vody, jednoduše pomocí speciálních kartáčů.

Solární panely tak zůstanou vždy čisté a zvýší se energetická účinnost solárních elektráren. Představte si, že samotný robot NOMADD dokáže vyčistit od 182 do 274 metrů panelů - to je obrovské množství práce, nesnesitelné standardy ruční údržby. Roboti pracují paralelně na každé řadě panelů a rychle a rychle provádějí pravidelné čištění. Doba návratnosti robotického systému je tři roky a samotné roboty nevyžadují častou údržbu.

Vývojáři poznamenají: „Tento systém je navržen, vyvinut a testován v Saúdské Arábii v nejnáročnějších pouštních podmínkách. Pro takové podmínky není možné být řádně připraveni, aniž byste je museli prožívat během celého procesu vývoje. To je naše výhoda. “

Inspekční robot větrného mlýna

Větrná energie jako ekologický zdroj elektřiny je dnes jednou z nejrychleji rostoucích oblastí alternativní energie. Vynálezci vyvíjejí nové projekty pro větrné generátory, ale jedna věc zůstává nezměněna - průmyslové větrné generátory jsou velmi velké a zpravidla vždy velmi vysoké struktury.

Protože počet instalovaných větrných turbín na celém světě roste, není vůbec překvapivé, že některým z nich se již podařilo během provozu najít závady. Roboti jsou opět vyzváni, aby vyřešili problém včasné diagnostiky lopatek turbíny, které mohou nebojácně stoupat na ostré lopatky rotující ve vysokých nadmořských výškách. Jedním z těchto robotů je robot RIWEA vyvinutý Německým institutem Fraunhofer, schopný pracovat i na rotující turbíně.

Robot se pohybuje podél lana a stoupá výš a výš, ať už jde o pozemní nebo pobřežní turbínu. Zkontrolujte vady pomocí infračerveného zářiče a termovizního snímače s vysokým rozlišením. Operátor jednoduše přijme obrázek a analyzuje jej. Pro diagnostiku trvanlivých kovových prvků je robot RIWEA vybaven integrovaným ultrazvukovým emitorem a detektorem s vysokým potenciálem přesnosti.

Dnes, zejména v USA, je třeba opravit asi 60% větrných turbín v provozu. Díky takovým řešením, jako je robot RIWEA, je možné diagnostikovat bez předčasného odstavení turbíny, protože robot může snadno stoupat i na rotující lopatky.

Provozní diagnostika identifikuje turbíny, které potřebují okamžitou opravu, a mohou být vypnuty kvůli opravám.A ty turbíny, které jsou v přijatelném stavu, zůstanou funkční a spotřebitel nepocítí žádné nepříjemnosti.

Roboti pro práci v jaderných zařízeních

Od roku 1999 se aktivně diskutuje o tématu zavádění robotiky do jaderných zařízení za účelem jejich kontroly a diagnostiky. Například AREVA, společnost poskytující služby v oblasti jaderných elektráren, jako první použila pokročilé řešení pro testování smyček primárních reaktorů. Robot SUSI pomáhal kontrolovat a ultrazvukovat důležité komponenty jednoho z amerických reaktorů. Ukázalo se, že reaktor je plně funkční a bylo rozhodnuto o prodloužení jeho životnosti. Později se v Evropě objevili roboti SUSI.

IRobot zase poskytl čtyři roboty PackBot, se kterými byly odebrány vzorky záření, aby se odstranily důsledky nehody v japonské jaderné elektrárně Fukušima-1. Později se k této práci připojil výkonnější robot Warrior 710.