Przykłady zastosowania robotów w sektorze energetycznym

Ten artykuł dotyczy używania robotów w dziedzinie energii. Rozważymy kilka nowoczesnych rozwiązań, które nie tylko ułatwią ludziom pracę i pozwolą zaoszczędzić czas, ale również będą służyć jako usługi oszczędnościowe w zakresie konserwacji przemysłowych obiektów energetycznych.

Dziś możemy już śmiało powiedzieć, że takie zadania jak: diagnostyka linii energetycznych, ich czyszczenie z lodu, kontrola turbin wiatrowych, konserwacja paneli słonecznych, diagnostyka i konserwacja reaktorów jądrowych - w najbliższej przyszłości będzie możliwe rozwiązanie dokładnie mobilnych, w pełni autonomicznych robotów lub roboty ze zdalnym sterowaniem.

Używanie robotów jest szczególnie odpowiednie tam, gdzie życie ludzkie może być zagrożone. Na przykład do diagnozowania uszkodzonych reaktorów jądrowych lub zapobiegania liniom elektroenergetycznym wysokiego napięcia znajdującym się na wysokości dziesiątek metrów nad ziemią najlepiej nadają się roboty prawidłowo zaprojektowane i odpowiednio skonfigurowane.

Roboty do diagnostyki i konserwacji linii elektroenergetycznych wysokiego napięcia

Japońska firma HiBot, na zlecenie firmy energetycznej Kansai Electric Power Company (KEPCO), opracowała, aw 2011 roku uruchomiła robota Expliner, przeznaczonego do diagnozowania i konserwacji linii elektroenergetycznych wysokiego napięcia. Robot jest po prostu zawieszony na przewodach linii, a operator ma możliwość zdalnego sterowania wzrokowego z ekranu komputera.

Ruch robota wzdłuż linii jest podobny do ruchu pociągu na szynach, z tą różnicą, że robot porusza się od dołu, pod drutami. Powoli poruszając się wzdłuż linii, Expliner wykorzystuje czujniki laserowe do wykrywania korozji drutów. Przez kanał GPS robot odbiera dane o swojej lokalizacji i przesyła je do operatora, a osiem kamer o wysokiej rozdzielczości umieszczonych na pokładzie robota pozwala operatorowi w pełni rozważyć uszkodzenie mechaniczne, niezależnie od tego, czy jest to stopiony drut, czy pęknięcie.

Tak więc, gdy robot przejdzie wzdłuż całej linii, mechanicy będą już dokładnie wiedzieć, gdzie i jakiego rodzaju usterka ma miejsce, co należy naprawić, co i jak naprawić.

Dostępna jest diagnostyka czterech równoległych przewodów. Przeszkody, takie jak zaciski i uszczelki, które robot samodzielnie pokonuje, omijając je, manewrując dzięki ruchomemu środkowi ciężkości. Robot po prostu przenosi koła przez przeszkodę i idzie dalej. Jeśli przeszkoda jest bardziej złożona, robot jest przenoszony ręcznie.

Zastosowanie robota umożliwia usługom wykrywanie w odpowiednim czasie uszkodzeń linii, takich jak rdza, korozja wewnętrzna (zmiana średnicy drutu) lub uszkodzenia mechaniczne. To znacznie oszczędza czas i koszty kontroli linii w tradycyjny sposób, gdy zespół wyposażonych pracowników musi samodzielnie ominąć całą linię energetyczną.

Kanadyjczycy poszli o krok dalej. W 1998 roku programiści z Hydro-Québec Institute zastanawiali się nad stworzeniem bardziej zaawansowanego robota do diagnozowania i konserwacji linii elektroenergetycznych wysokiego napięcia. A teraz, po 11 latach, robot LineScout został pomyślnie zaprezentowany na prezentacji, a nawet zdobył nagrodę Edison Institute of Electrical Engineering w 2009 roku.

Pomysł przyszedł do programistów nie od zera. Tak potężna burza śnieżna minęła w stanach północnych pod koniec lat 90., że druty jednej ze znaczących linii energetycznych zostały po prostu zerwane pod oblodzonym lodem.

Rezultatem dziesięciu lat pracy inżynierów był robot, który potrafi nie tylko toczyć się wzdłuż drutów, ale także umie manipulować różnymi urządzeniami.Robot jest oczywiście wyposażony w kamery i GPS, ale dodatkowo może oczyścić śnieg z drutów, rozwinąć i dokręcić śruby i nakrętki, usunąć ciała obce z drutów. Dzięki obecności kamer termowizyjnych robot jest w stanie ocenić temperaturę drutów.

Operator po prostu steruje robotem z komputera za pomocą specjalnego joysticka. Robot LineScout okazał się dość skuteczny podczas powtarzanych testów w 2010 r. Na liniach o prądzie do 2 kA, pod napięciem 735 kV.

Robot do czyszczenia paneli słonecznych

Do budowy elektrowni słonecznych najlepiej nadają się pustynie zalane światłem słonecznym. Ale jak rozwiązać problem piasku, ponieważ panele słonecznepokryte piaskiem po burzach piaskowych są o 60% mniej skuteczne. Gdyby panele były myte ręcznie wodą, wymagałoby to ogromnych kosztów pracy, a ponadto dość często temperatura powietrza na pustyni dochodzi do 50 ° C. Z pomocą przychodzi technologia robotyczna.

Aby rozwiązać problem, w Arabii Saudyjskiej stworzono robota NOMADD (automatyczne mechaniczne urządzenie do odpylania bez użycia wody - „zautomatyzowane automatyczne urządzenie do usuwania pyłu bez użycia wody”). Wystarczy zainstalować kilka takich robotów, po jednym w każdym rzędzie paneli słonecznych, a raz dziennie będą one czyścić fotoczułą powłokę bez wody, po prostu za pomocą specjalnych szczotek.

Dzięki temu panele słoneczne zawsze pozostaną czyste, a efektywność energetyczna elektrowni słonecznych wzrośnie. Wyobraź sobie, że sam robot NOMADD może wyczyścić panele od 182 do 274 metrów - to ogrom pracy, której nie znoszą standardy ręcznej konserwacji. Roboty pracują równolegle na każdym rzędzie paneli i szybko i szybko przeprowadzają regularne czyszczenie. Czas zwrotu z systemu robotów wynosi trzy lata, a same roboty nie wymagają częstej konserwacji.

Deweloperzy zauważają: „Ten system został zaprojektowany, opracowany i przetestowany w Arabii Saudyjskiej w najcięższych warunkach pustynnych. Na takie warunki niemożliwe jest odpowiednie przygotowanie bez konieczności ich doświadczania przez cały proces rozwoju. To nasza zaleta. ”

Robot inspekcyjny wiatraka

Energia wiatrowa jako przyjazne środowisku źródło energii elektrycznej jest dziś jednym z najszybciej rozwijających się obszarów energii alternatywnej. Twórcy opracowują nowe projekty dla generatorów wiatrowych, ale jedno pozostaje niezmienione - przemysłowe generatory wiatrowe są bardzo duże i z reguły zawsze bardzo wysokie konstrukcje.

Ponieważ liczba zainstalowanych turbin wiatrowych na całym świecie rośnie, nic dziwnego, że niektórym z nich udało się już znaleźć defekty podczas ich eksploatacji. Ponownie wzywa się roboty do rozwiązania problemu terminowej diagnozy łopat turbiny, które mogą nieustraszenie wspinać się na ostre łopaty wirujące na dużych wysokościach. Jednym z tych robotów jest robot RIWEA opracowany przez niemiecki Instytut Fraunhofera, zdolny do pracy nawet na obracającej się turbinie.

Robot porusza się wzdłuż liny, wspinając się coraz wyżej, niezależnie od tego, czy jest to turbina lądowa, czy przybrzeżna. Sprawdź defekty za pomocą emitera podczerwieni i kamery termowizyjnej wysokiej rozdzielczości. Operator po prostu odbiera obraz i analizuje go. Do diagnozy trwałych elementów metalowych robot RIWEA jest wyposażony w zintegrowany emiter ultradźwiękowy i detektor o wysokiej dokładności.

Obecnie, zwłaszcza w USA, około 60% pracujących turbin wiatrowych wymaga naprawy. Dzięki takim rozwiązaniom, jak robot RIWEA, możliwa jest diagnoza bez przedwczesnego wyłączania turbiny, ponieważ robot może łatwo wspinać się nawet na wirujących łopatach.

Diagnostyka operacyjna zidentyfikuje turbiny wymagające pilnego remontu i można je wyłączyć na czas naprawy.A turbiny, które są w akceptowalnym stanie, będą nadal działać, a konsument nie doświadczy żadnych niedogodności.

Roboty do pracy w obiektach jądrowych

Od 1999 r. Aktywnie dyskutowano temat wprowadzenia robotyki do obiektów jądrowych w celu ich inspekcji i diagnostyki. Na przykład AREVA, firma serwisowa elektrowni jądrowej, jako pierwsza zastosowała zaawansowane rozwiązanie do testowania pierwotnych pętli reaktorów. Robot SUSI pomógł w inspekcji i ultradźwiękach ważnych komponentów jednego z amerykańskich reaktorów. Reaktor okazał się w pełni sprawny i podjęto decyzję o przedłużeniu jego żywotności. Później roboty SUSI pojawiły się w Europie.

Z kolei IRobot dostarczył cztery roboty PackBot, z których pobrano próbki promieniowania, aby wyeliminować konsekwencje wypadku w japońskiej elektrowni jądrowej Fukushima-1. Później do tej pracy dołączył mocniejszy robot Warrior 710.