Примери за използването на роботи в енергийния сектор

Тази статия е за използването на роботи в енергийното поле. Ще разгледаме няколко съвременни решения, които не само улесняват работата на хората и освобождават времето им, но и служат за икономия на разходи за поддръжка на промишлени енергийни съоръжения.

Днес вече можем с увереност да кажем, че такива задачи като: диагностика на електропроводи, тяхното почистване от лед, проверка на вятърни турбини, поддръжка на слънчеви панели, диагностика и поддръжка на ядрени реактори - в близко бъдеще ще бъде възможно да се решат точно мобилни напълно автономни роботи или роботи с дистанционно управление.

Използването на роботи е особено подходящо, когато човешкият живот може да бъде застрашен. Например, за диагностициране на повредени ядрени реактори или за предотвратяване на електропроводи с високо напрежение, разположени на височина десетки метра над земята, най-подходящи са роботи, които са правилно проектирани и правилно конфигурирани.

Роботи за диагностика и поддръжка на електропроводи с високо напрежение

По искане на енергийната компания Kansai Electric Power Company (KEPCO) японската компания HiBot разработи и през 2011 г. стартира робота Expliner, предназначен за диагностика и поддръжка на електропроводи с високо напрежение. Роботът просто е окачен от проводниците на линията и операторът е оставен да извършва дистанционно визуален контрол от екрана на компютъра.

Движението на робота по линията е подобно на движението на влак по релси, като единствената разлика е, че роботът се движи отдолу, под проводниците. Движейки се бавно по линията, Expliner използва лазерни сензори за откриване на корозия по проводниците. Чрез GPS канала роботът получава данни за своето местоположение и го предава на оператора, а осем камери с висока разделителна способност, разположени на борда на робота, позволяват на оператора да обмисли напълно механичните повреди, независимо дали става въпрос за разтопен проводник или пукнатина по него.

И така, след като роботът премине по цялата линия, сервизите вече ще знаят точно къде и какъв вид неизправност се случва, какво трябва да се отстрани, какво и как да се поправи.

Налична е диагностика на четири едновременно паралелни проводници. Препятствия като щипки и уплътнения роботът преодолява самостоятелно, заобикаляйки ги, маневрирайки, благодарение на подвижния център на тежестта. Роботът просто пренася колелата през препятствието и продължава напред. Ако препятствието е по-сложно, тогава роботът се прехвърля ръчно.

Използването на робота дава възможност на службите да открият навреме повреди по линии, като ръжда, вътрешна корозия (променен диаметър на проводника) или механични повреди. Това значително спестява време и разходи за инспекция на линии по традиционния начин, когато екип от оборудвани работници трябва да заобиколи целия електропровод самостоятелно.

Канадците направиха крачка напред. Още през 1998 г. разработчиците от Института Hydro-Québec помислиха да създадат по-сложен робот за диагностициране и обслужване на електропроводи с високо напрежение. И сега, след 11 години, роботът LineScout беше успешно представен на презентацията и дори спечели награда от Института по електротехника в Едисон през 2009 г.

Идеята дойде на разработчиците не от нулата. Такава мощна снежна буря премина в северните щати в края на 90-те години, че проводниците на една от значителните електропроводи просто бяха откъснати под натоварването на лед, замразен върху тях.

Резултатът от десетгодишна работа на инженери беше робот, който е в състояние не само да се търкаля по проводници, но и да може да манипулира различно оборудване.Роботът, разбира се, е оборудван с камери и GPS, но плюс това може да почисти снега от проводниците, да развие и затегне болтовете и гайките, да премахне чужди предмети от проводниците. Благодарение на наличието на термични изображения роботът е в състояние да оцени температурата на проводниците.

Операторът просто управлява робота от компютъра с помощта на специален джойстик. Роботът LineScout се оказа доста ефективен при многократни тестове през 2010 г. по линии с ток до 2 kA, при напрежение 735 kV.

Соларен панел за почистване на панели

За изграждането на слънчеви централи най-подходящи са пустините, наводнени със слънчева светлина. Но как да решим проблема с пясъка, защото слънчеви панелипокрити с пясък след пясъчни бури са с 60% по-малко ефективни. Ако панелите бяха измити ръчно с вода, това би изисквало огромни разходи за труд и доста често, освен това, температурата на въздуха в пустинята достига 50 ° C. Роботизираната технология отново идва на помощ.

За да се реши проблемът, в Саудитска Арабия е създаден робот NOMADD (Механично устройство за прахообразно устройство без вода - „Автоматизирано устройство за премахване на прах без използване на вода“). Достатъчно е да инсталирате няколко такива робота, по един на всеки ред слънчеви панели и веднъж на ден те ще почистват фоточувствителното покритие без никаква вода, като просто използват специални четки.

Така слънчевите панели винаги ще останат чисти, а енергийната ефективност на слънчевите електроцентрали ще се увеличи. Само си представете, самият робот NOMADD може да изчисти от 182 до 274 метра панели - това е огромно количество работа, непоносимо от стандартите за ръчна поддръжка. Роботите работят паралелно на всеки ред панели и бързо и бързо извършват редовно почистване. Времето за изплащане на системата за роботи е три години, а самите роботи не се нуждаят от честа поддръжка.

Разработчиците отбелязват: „Тази система е проектирана, разработена и тествана в Саудитска Арабия в най-тежките пустинни условия. За такива условия е невъзможно да бъдат подготвени правилно, без да се налага да ги изпитвате през целия процес на развитие. Това е нашето предимство. "

Робот за инспекция на вятърната мелница

Вятърната енергия като екологично чист източник на електроенергия днес е една от най-бързо развиващите се области на алтернативната енергия. Изобретателите разработват нови проекти за вятърни генератори, но едно нещо остава непроменено - индустриалните вятърни генератори са с много големи размери и като правило винаги са много високи конструкции.

Тъй като броят на инсталираните вятърни турбини по света нараства, изобщо не е изненадващо, че някои от тях вече са успели да открият дефекти по време на експлоатацията си. Отново призвани са роботите да решат проблема с навременната диагностика на лопатките на турбината, които могат безстрашно да изкачват остри остриета, въртящи се на голяма височина. Един от тези роботи е роботът RIWEA, разработен от германския институт Fraunhofer, способен да работи дори върху въртяща се турбина.

Роботът се движи по въжето, изкачвайки се все по-високо и по-високо, независимо дали е сухопътна или крайбрежна турбина. Проверете за дефекти с помощта на инфрачервен излъчвател и топлоизолатор с висока разделителна способност. Операторът просто получава изображението и го анализира. За диагностициране на трайни метални елементи, роботът RIWEA е оборудван с интегриран ултразвуков емитер и детектор с потенциал с висока точност.

Днес, по-специално в САЩ, около 60% от работещите вятърни турбини изискват ремонт. Благодарение на такива решения като робота RIWEA, става възможно диагностицирането без преждевременно извеждане от експлоатация на турбината, тъй като роботът може лесно да се изкачи дори на въртящи се остриета.

Оперативната диагностика ще идентифицира турбините, които се нуждаят от спешен ремонт и могат да бъдат изключени за ремонт.И тези турбини, които са в приемливо състояние, ще продължат да работят и потребителят няма да изпита неудобства.

Роботи за работа в ядрени съоръжения

От 1999 г. темата за въвеждането на роботиката в ядрените съоръжения за тяхната инспекция и диагностика се обсъжда активно. Например AREVA, компания за обслужване на атомни електроцентрали, беше първата, която използва усъвършенствано решение за тестване на първични вериги на реактора. Роботът SUSI помогна за инспектиране и ултразвук на важните компоненти на един от американските реактори. Реакторът се оказа напълно работещ и беше взето решение за удължаване на живота му. По-късно в Европа се появяват роботи SUSI.

IRobot от своя страна предостави четири робота PackBot, с които бяха взети радиационни проби за елиминиране на последствията от аварията в японската атомна електроцентрала Фукушима-1. По-късно към тази работа се присъедини и по-мощен робот Warrior 710.