Exemplos do uso de robôs no setor de energia

Este artigo é sobre o uso de robôs no campo de energia. Consideraremos várias soluções modernas que não apenas facilitam o trabalho de uma pessoa e liberam seu tempo, mas também servem como serviços de economia de custos para manutenção de instalações de energia industrial.

Hoje, já podemos dizer com segurança que tarefas como: diagnóstico de linhas de energia, limpeza de gelo, inspeção de turbinas eólicas, manutenção de painéis solares, diagnóstico e manutenção de reatores nucleares - em um futuro próximo será possível resolver robôs móveis totalmente autônomos e exatamente ou robôs com controle remoto.

O uso de robôs é especialmente apropriado onde a vida humana pode estar em risco. Por exemplo, para o diagnóstico de reatores nucleares com falha ou para a prevenção de linhas de alta tensão localizadas a uma altura de dezenas de metros acima do solo, os robôs projetados corretamente e configurados corretamente são os mais adequados.

Robôs para diagnóstico e manutenção de linhas de alta tensão

A empresa japonesa HiBot, a pedido da empresa de energia Kansai Electric Power Company (KEPCO), desenvolveu e, em 2011, lançou o robô Expliner, projetado para o diagnóstico e manutenção de linhas de alta tensão. O robô é simplesmente suspenso dos fios da linha e o operador é deixado para executar remotamente o controle visual na tela do computador.

O movimento do robô ao longo da linha é semelhante ao movimento de um trem sobre trilhos, com a única diferença de que o robô se move de baixo, sob os fios. Movendo-se lentamente ao longo da linha, o Expliner usa sensores a laser para detectar corrosão nos fios. Por meio do canal GPS, o robô recebe dados sobre sua localização e os transmite ao operador, e oito câmeras de alta resolução localizadas a bordo do robô permitem que o operador considere completamente os danos mecânicos, seja um fio derretido ou uma rachadura.

Assim, depois que o robô passar por toda a linha, os técnicos de reparos já saberão exatamente onde e que tipo de mau funcionamento ocorre, o que precisa ser consertado, o que e como consertar.

O diagnóstico de quatro fios paralelos simultaneamente está disponível. Obstáculos como braçadeiras e juntas que o robô supera por si só, ignorando-os, manobrando, graças ao centro de gravidade móvel. O robô simplesmente carrega as rodas pelo obstáculo e segue em frente. Se o obstáculo for mais complexo, o robô será transferido manualmente.

O uso do robô permite que os serviços detectem oportunamente danos às linhas, como ferrugem, corrosão interna (diâmetro do fio alterado) ou danos mecânicos. Isso economiza muito tempo e custos de inspeção de linhas da maneira tradicional, quando uma equipe de trabalhadores equipados deve ignorar toda a linha de energia por conta própria.

Os canadenses deram um passo adiante. Em 1998, os desenvolvedores do Instituto Hydro-Québec pensaram em criar um robô mais sofisticado para diagnosticar e fazer manutenção de linhas de alta tensão. E agora, após 11 anos, o robô LineScout foi apresentado com sucesso na apresentação e até ganhou um prêmio do Instituto Edison de Engenharia Elétrica em 2009.

A idéia surgiu para os desenvolvedores não do zero. Uma tempestade de neve tão poderosa passou nos estados do norte no final dos anos 90 que os fios de uma das linhas de energia significativas foram simplesmente interrompidos sob a carga de gelo congelada sobre eles.

O resultado de dez anos de trabalho dos engenheiros foi um robô capaz de não apenas rolar ao longo dos fios, mas também de saber manipular vários equipamentos.O robô, é claro, está equipado com câmeras e GPS, mas, além disso, pode limpar a neve dos fios, desenrolar e apertar os parafusos e porcas, remover objetos estranhos dos fios. Graças à presença de termovisores, o robô é capaz de avaliar a temperatura dos fios.

O operador simplesmente controla o robô do computador usando um joystick especial. O robô LineScout provou ser bastante eficaz durante testes repetidos em 2010 em linhas com uma corrente de até 2 kA, sob uma tensão de 735 kV.

Robô de limpeza de painel solar

Para a construção de usinas de energia solar, os desertos inundados pela luz solar são mais adequados. Mas como resolver o problema da areia, porque painéis solarescoberto de areia após tempestades de areia são 60% menos eficazes. Se os painéis fossem lavados com água manualmente, isso exigiria enormes custos de mão-de-obra e, com bastante frequência, a temperatura do ar no deserto chegaria a 50 ° C. A tecnologia robótica vem em socorro novamente.

Para solucionar o problema, foi criado na Arábia Saudita um robô NOMADD (Dispositivo de poeira automatizado mecânico sem água - “Dispositivo de remoção automática de poeira sem usar água”). Basta instalar vários desses robôs, um em cada fila de painéis solares, e uma vez por dia eles limpam o revestimento fotossensível sem água, simplesmente com a ajuda de pincéis especiais.

Portanto, os painéis solares sempre permanecerão limpos e a eficiência energética das usinas de energia solar aumentará. Imagine que o robô NOMADD sozinho pode limpar de 182 a 274 metros de painéis - isso é uma enorme quantidade de trabalho, insuportável pelos padrões de manutenção manual. Os robôs trabalham em paralelo em cada linha de painéis e rapidamente e rapidamente realizam uma limpeza regular. O tempo de retorno do sistema do robô é de três anos, e os próprios robôs não exigem manutenção frequente.

Os desenvolvedores observam: “Este sistema foi projetado, desenvolvido e testado na Arábia Saudita nas mais severas condições do deserto. Para tais condições, é impossível estar preparado adequadamente sem ter que experimentá-las durante todo o processo de desenvolvimento. Essa é a nossa vantagem.

Robô de inspeção de moinho de vento

A energia eólica como fonte de eletricidade ecológica é hoje uma das áreas de energia alternativa que mais cresce. Os inventores estão desenvolvendo novos projetos para geradores eólicos, mas uma coisa permanece inalterada - os geradores eólicos industriais são muito grandes em tamanho e, em regra, sempre estruturas muito altas.

À medida que o número de turbinas eólicas instaladas em todo o mundo está crescendo, não surpreende que algumas delas já tenham encontrado defeitos durante sua operação. Novamente, os robôs são chamados a resolver o problema do diagnóstico oportuno das pás das turbinas, que podem escalar destemidamente pás afiadas girando em grandes altitudes. Um desses robôs é o robô RIWEA desenvolvido pelo Instituto Fraunhofer alemão, capaz de trabalhar mesmo em uma turbina rotativa.

O robô se move ao longo da corda, subindo cada vez mais alto, seja uma turbina terrestre ou costeira. Verifique se há defeitos por meio de um emissor de infravermelho e um termovisor de alta resolução. O operador simplesmente recebe a imagem e a analisa. Para o diagnóstico de elementos metálicos duráveis, o robô RIWEA está equipado com um emissor e um detector ultrassônicos integrados com alto potencial de precisão.

Hoje, principalmente nos EUA, cerca de 60% das turbinas eólicas em operação precisam de reparo. Graças a soluções como o robô RIWEA, é possível diagnosticar sem desativação prematura da turbina, pois o robô pode subir facilmente mesmo em pás rotativas.

O diagnóstico operacional identificará as turbinas que precisam de revisão urgente e poderá ser desativado para reparos.E as turbinas que estão em condições aceitáveis ​​permanecerão funcionando e o consumidor não sofrerá nenhum inconveniente.

Robôs para trabalhos em instalações nucleares

Desde 1999, o tópico de introdução da robótica em instalações nucleares para inspeção e diagnóstico tem sido discutido ativamente. Por exemplo, a AREVA, uma empresa de serviços de usinas nucleares, foi a primeira a usar uma solução avançada para testar os loops de reatores primários. O robô SUSI ajudou a inspecionar e ecografar os componentes importantes de um dos reatores americanos. O reator mostrou-se totalmente operacional e foi tomada uma decisão para prolongar sua vida útil. Mais tarde, os robôs SUSI apareceram na Europa.

O IRobot, por sua vez, forneceu quatro robôs PackBot com os quais foram coletadas amostras de radiação para eliminar as consequências do acidente na usina nuclear japonesa de Fukushima-1. Mais tarde, um robô mais poderoso Warrior 710 se juntou a este trabalho.