Príklady použitia robotov v energetickom sektore

Tento článok pojednáva o používaní robotov v energetickom poli. Zvážime niekoľko moderných riešení, ktoré nielen uľahčia prácu ľuďom a uvoľnia ich čas, ale slúžia aj ako služby šetriace náklady na údržbu priemyselných energetických zariadení.

Dnes už môžeme s istotou povedať, že také úlohy ako: diagnostika elektrických vedení, ich čistenie od ľadu, kontrola veterných turbín, údržba solárnych panelov, diagnostika a údržba jadrových reaktorov - v blízkej budúcnosti bude možné vyriešiť presne mobilné plne autonómne roboty , alebo roboty s diaľkovým ovládaním.

Použitie robotov je obzvlášť vhodné tam, kde môže byť ohrozený ľudský život. Napríklad na diagnostiku zlyhaných jadrových reaktorov alebo na prevenciu vysokonapäťových elektrických vedení umiestnených vo výške desiatok metrov nad zemou sú najvhodnejšie roboty, ktoré sú správne navrhnuté a správne nakonfigurované.

Roboty na diagnostiku a údržbu vedení vysokého napätia

Japonská spoločnosť HiBot na žiadosť energetickej spoločnosti Kansai Electric Power Company (KEPCO) vyvinula av roku 2011 uviedla na trh robot Expliner, ktorý je určený na diagnostiku a údržbu vedení vysokého napätia. Robot je jednoducho zavesený na drôtoch linky a operátor je ponechaný na diaľkové vykonanie vizuálnej kontroly z obrazovky počítača.

Pohyb robota pozdĺž línie je podobný pohybu vlaku po koľajniciach, s jediným rozdielom, že sa robot pohybuje zdola pod vodičmi. Expliner sa pomaly pohybuje pozdĺž línie a používa laserové senzory na detekciu korózie na vodičoch. Prostredníctvom kanála GPS robot prijíma údaje o svojej polohe a prenáša ich operátorovi a osem kamier s vysokým rozlíšením umiestnených na palube robota umožňuje operátorovi plne zvážiť mechanické poškodenie, či už ide o roztavený drôt alebo prasklina.

Takže potom, čo robot prejde celú líniu, opravári už presne vedia, kde a aký druh poruchy sa vyskytuje, čo treba opraviť, čo a ako to opraviť.

K dispozícii je diagnostika štyroch súčasne paralelných vodičov. Prekážky, ako sú svorky a tesnenia, robot sám prekonáva, obchádza ich, manévruje vďaka pohybujúcemu sa ťažisku. Robot jednoducho prenáša kolesá cez prekážku a pohybuje sa ďalej. Ak je prekážka zložitejšia, robot sa prenesie ručne.

Použitie robota umožňuje servisom včas odhaliť poškodenie vedení, ako napríklad hrdza, vnútorná korózia (zmenený priemer drôtu) alebo mechanické poškodenie. To výrazne šetrí čas a náklady na inšpekciu vedení tradičným spôsobom, keď tím vybavených pracovníkov musí obísť celé elektrické vedenie sám.

Kanaďania urobili ďalší krok. V roku 1998 vývojári z Hydro-Québecovho inštitútu uvažovali o vytvorení sofistikovanejšieho robota na diagnostiku a údržbu vysokonapäťových elektrických vedení. A teraz, po 11 rokoch, bol robot LineScout úspešne predstavený pri prezentácii a v roku 2009 dokonca získal cenu od Edison Institute of Electrical Engineering.

Tento nápad prišiel vývojárom nie od nuly. Koncom 90. rokov minulého storočia v severných štátoch prebehla taká silná snehová búrka, že drôty jedného z významných energetických vedení sa jednoducho odlomili pod záťažou zmrznutého ľadu.

Výsledkom desaťročnej práce inžinierov bol robot, ktorý je schopný nielen valiť sa pozdĺž drôtov, ale tiež vedieť, ako manipulovať s rôznymi zariadeniami.Robot je samozrejme vybavený kamerami a GPS, ale navyše dokáže vyčistiť sneh z drôtov, uvoľniť a dotiahnuť skrutky a matice, z drôtov odstrániť cudzie predmety. Vďaka prítomnosti tepelných snímačov je robot schopný vyhodnotiť teplotu drôtov.

Obsluha jednoducho ovláda robota z počítača pomocou špeciálneho joysticku. Pri opakovaných skúškach v roku 2010 sa robot LineScout ukázal byť veľmi efektívny na tratiach s prúdom do 2 kA, pod napätím 735 kV.

Robot na čistenie solárnych panelov

Na výstavbu solárnych elektrární sú najvhodnejšie púšte zaplavené slnečným žiarením. Ale ako vyriešiť problém s pieskom, pretože solárne panelypiesok po piesočnej búrke je o 60% menej efektívny. Keby sa panely umývali vodou ručne, vyžadovalo by to enormné náklady na pracovnú silu a pomerne často by teplota vzduchu v púšti dosiahla 50 ° C. Robotická technológia prichádza opäť k záchrane.

Na vyriešenie problému bol v Saudskej Arábii vytvorený robot NOMADD (NO-water Mechanical Automated Dusting Device - „Automatizované automatizované odstraňovanie prachu bez použitia vody“). Stačí nainštalovať niekoľko takýchto robotov, jedného na každú radu solárnych panelov a raz za deň vyčistia fotocitlivú vrstvu bez vody jednoducho pomocou špeciálnych štetcov.

Solárne panely tak zostanú vždy čisté a zvýši sa energetická účinnosť solárnych elektrární. Predstavte si, že samotný robot NOMADD dokáže vyčistiť od 182 do 274 metrov panelov - to je obrovské množstvo práce, neznesiteľné podľa štandardov manuálnej údržby. Roboty pracujú paralelne na každom rade panelov a rýchlo a rýchlo vykonávajú pravidelné čistenie. Návratnosť robotického systému je tri roky a samotné roboty nevyžadujú častú údržbu.

Vývojári poznamenávajú: „Tento systém je navrhnutý, vyvinutý a testovaný v Saudskej Arábii v najťažších podmienkach na púšti. Za týchto podmienok nie je možné byť riadne pripravený bez toho, aby ste ich museli prežívať počas celého procesu vývoja. To je naša výhoda. “

Robot na kontrolu veterných mlynov

Veterná energia ako ekologický zdroj elektrickej energie je dnes jednou z najrýchlejšie rastúcich oblastí alternatívnej energie. Vynálezcovia vyvíjajú nové projekty pre veterné generátory, ale jedna vec zostáva nezmenená - priemyselné veterné generátory sú veľmi veľké a spravidla vždy veľmi vysoké štruktúry.

Pretože počet inštalovaných veterných turbín na celom svete rastie, nie je vôbec prekvapujúce, že niektorým z nich sa už podarilo počas prevádzky nájsť nedostatky. Roboty sú opäť vyzvané, aby vyriešili problém včasnej diagnostiky lopatiek turbíny, ktoré môžu nebojácne stúpať na ostré lopatky rotujúce vo vysokých nadmorských výškach. Jedným z týchto robotov je robot RIWEA vyvinutý Nemeckým Fraunhoferovým inštitútom, schopný pracovať aj na rotujúcej turbíne.

Robot sa pohybuje po lane a stúpa vyššie a vyššie, či už ide o pozemnú alebo pobrežnú turbínu. Skontrolujte defekty pomocou infračerveného žiariča a termovízneho snímača s vysokým rozlíšením. Operátor jednoducho prijme obrázok a analyzuje ho. Na diagnostiku trvanlivých kovových prvkov je robot RIWEA vybavený integrovaným ultrazvukovým žiaričom a detektorom s vysokým potenciálom presnosti.

V súčasnosti, najmä v USA, si vyžaduje opravu asi 60% veterných turbín v prevádzke. Vďaka takým riešeniam, ako je robot RIWEA, je možné diagnostikovať bez predčasného odstavenia turbíny, pretože robot môže ľahko stúpať aj na rotujúce lopatky.

Prevádzková diagnostika identifikuje turbíny, ktoré potrebujú okamžitú opravu, a môžu sa vypnúť kvôli opravám.A tie turbíny, ktoré sú v prijateľnom stave, zostanú funkčné a spotrebiteľ nebude mať žiadne nepríjemnosti.

Roboty pre prácu v jadrových zariadeniach

Od roku 1999 sa aktívne diskutuje o téme zavádzania robotiky do jadrových zariadení na účely jej kontroly a diagnostiky. Napríklad AREVA, spoločnosť poskytujúca služby v oblasti jadrových elektrární, ako prvá použila pokročilé riešenie na testovanie slučiek primárnych reaktorov. Robot SUSI pomáhal pri kontrole a ultrazvuku dôležitých komponentov jedného z amerických reaktorov. Reaktor sa ukázal byť plne funkčný a bolo prijaté rozhodnutie o predĺžení jeho životnosti. Neskôr sa v Európe objavili roboty SUSI.

IRobot následne poskytol štyri roboty PackBot, pomocou ktorých boli odobraté vzorky žiarenia, aby sa odstránili následky nehody v japonskej jadrovej elektrárni Fukušima-1. Neskôr sa k tejto práci pripojil výkonnejší robot Warrior 710.