أمثلة على استخدام الروبوتات في قطاع الطاقة

هذه المقالة حول استخدام الروبوتات في مجال الطاقة. سننظر في العديد من الحلول الحديثة التي لا تجعل من السهل على أي شخص العمل وتحرير وقته ، ولكن أيضًا بمثابة خدمات موفرة للتكاليف لخدمة منشآت الطاقة الصناعية.

اليوم ، يمكننا بالفعل أن نقول بثقة أن مهام مثل: تشخيص خطوط الطاقة ، تنظيفها من الجليد ، فحص توربينات الرياح ، صيانة الألواح الشمسية ، تشخيصات وصيانة المفاعلات النووية - في المستقبل القريب سيكون من الممكن حل روبوتات مستقلة تمامًا بالكامل ، أو الروبوتات مع جهاز التحكم عن بعد.

استخدام الروبوتات مناسب بشكل خاص عندما تكون الحياة البشرية في خطر. على سبيل المثال ، بالنسبة لتشخيص المفاعلات النووية الفاشلة أو لمنع خطوط الطاقة عالية الجهد الموجودة على ارتفاع عشرات الأمتار فوق سطح الأرض ، فمن الروبوتات التي تم تصميمها بشكل صحيح وتكوينها بشكل صحيح هي الأنسب.

روبوتات لتشخيص وصيانة خطوط الطاقة عالية الجهد

قامت الشركة اليابانية HiBot ، بناءً على طلب شركة الطاقة Kansai Electric Power Company (KEPCO) ، بتطوير ، وفي عام 2011 ، أطلقت روبوت Expliner ، المصمم لتشخيص وصيانة خطوط الطاقة عالية الجهد. يتم تعليق الروبوت ببساطة من أسلاك الخط ، ويترك المشغل للقيام عن بعد بالتحكم المرئي من شاشة الكمبيوتر.

تشبه حركة الروبوت على طول الخط حركة القطار على القضبان ، مع أن الفرق الوحيد هو أن الروبوت يتحرك من أسفل ، تحت الأسلاك. التحرك ببطء على طول الخط ، يستخدم Expliner مجسات الليزر للكشف عن التآكل على الأسلاك. من خلال قناة GPS ، يتلقى الروبوت بيانات حول موقعه وينقله إلى المشغل ، وتسمح ثماني كاميرات عالية الدقة موجودة على متنه للمشغل بالنظر الكامل في التلف الميكانيكي ، سواء كان سلكًا منصهرًا أو صدعًا عليه.

لذا ، بعد مرور الروبوت على طول الخط بأكمله ، سيعرف المصلحون بالفعل بالضبط أين ونوع الخلل الذي يحدث ، وما الذي يجب إصلاحه ، وما وكيفية إصلاحه.

تتوفر تشخيصات لأربعة أسلاك متوازية في وقت واحد. العقبات مثل المشابك والحشيات التي يتغلب عليها الروبوت بمفرده ، متجاوزةً هذه المناورات ، وذلك بفضل مركز الثقل المتحرك. الروبوت يحمل ببساطة العجلات من خلال العقبة ويستمر. إذا كانت العقبة أكثر تعقيدًا ، فسيتم نقل الروبوت يدويًا.

يمكّن استخدام الروبوت الخدمات من اكتشاف الأضرار التي تلحق بالخطوط في الوقت المناسب ، مثل الصدأ أو التآكل الداخلي (قطر السلك المتغير) أو التلف الميكانيكي. هذا يوفر الكثير من الوقت والتكاليف لفحص الخطوط بالطريقة التقليدية ، عندما يتعين على فريق من العمال المجهزين تجاوز خط الطاقة بأكمله من تلقاء أنفسهم.

اتخذ الكنديون خطوة إلى الأمام. في عام 1998 ، فكر مطورو معهد Hydro-Québec في إنشاء روبوت أكثر تطوراً لتشخيص وصيانة خطوط الطاقة عالية الجهد. والآن ، بعد 11 عامًا ، تم تقديم روبوت LineScout بنجاح في العرض التقديمي ، وفاز بجائزة من معهد Edison للهندسة الكهربائية في عام 2009.

جاءت الفكرة للمطورين وليس من نقطة الصفر. مرت هذه العاصفة الثلجية القوية في الولايات الشمالية في أواخر التسعينيات من القرن الماضي ، حيث تم قطع أسلاك أحد خطوط الكهرباء المهمة تحت حمولة الجليد المتجمد عليها.

نتيجة عشر سنوات من عمل المهندسين كان روبوتًا قادرًا ليس فقط على لف الأسلاك ، ولكن أيضًا قادرًا على التعامل مع مختلف المعدات.بالطبع ، تم تجهيز الروبوت بالكاميرات ونظام تحديد المواقع ، ولكن بالإضافة إلى أنه يمكن تنظيف الثلج من الأسلاك ، والاسترخاء وتشديد البراغي والصواميل ، وإزالة الأشياء الغريبة من الأسلاك. بفضل وجود أجهزة التصوير الحراري ، فإن الروبوت قادر على تقييم درجة حرارة الأسلاك.

يتحكم المشغل ببساطة في الروبوت من الكمبيوتر باستخدام عصا التحكم الخاصة. أثبت روبوت LineScout أنه فعال جدًا خلال الاختبارات المتكررة في عام 2010 على خطوط يصل سرعتها إلى 2 كيلو أمبير ، تحت جهد 735 كيلو فولت.

روبوت تنظيف الألواح الشمسية

لبناء محطات الطاقة الشمسية ، والصحاري المغمورة بأشعة الشمس هي الأنسب. ولكن كيفية حل مشكلة الرمال ، ل الألواح الشمسيةغطت الرمال بعد العواصف الرملية أقل فعالية بنسبة 60 ٪. إذا تم غسل الألواح بالماء يدوياً ، فإن هذا سيتطلب تكاليف عمالية هائلة ، وبشكل متكرر للغاية ، تصل درجة حرارة الهواء في الصحراء إلى 50 درجة مئوية. التكنولوجيا الروبوتية تأتي لإنقاذ مرة أخرى.

لحل المشكلة ، تم إنشاء روبوت NOMADD (جهاز لا غبار آليًا بدون ماء - "جهاز إزالة الغبار الأوتوماتيكي بدون استخدام الماء") في المملكة العربية السعودية. يكفي تثبيت العديد من هذه الروبوتات ، واحد على كل صف من الألواح الشمسية ، ومرة ​​واحدة في اليوم سوف يقومون بتنظيف طلاء حساس دون أي ماء ، وذلك ببساطة باستخدام فرش خاصة.

لذلك ستبقى الألواح الشمسية نظيفة دائمًا ، وستزداد كفاءة استخدام الطاقة في محطات الطاقة الشمسية. تخيل فقط ، أن روبوت NOMADD وحده يمكن أن يزيل ما بين 182 إلى 274 متراً من اللوحات - وهذا قدر هائل من العمل ، لا يطاق بمعايير الصيانة اليدوية. تعمل الروبوتات بشكل متوازٍ على كل صف من الألواح ، وتقوم بسرعة وبسرعة بتنظيف منتظم. مدة الاسترداد لنظام الروبوت هي ثلاث سنوات ، ولا تتطلب برامج الروبوت نفسها صيانة متكررة.

ملاحظة للمطورين: "تم تصميم هذا النظام وتطويره واختباره في المملكة العربية السعودية في أقسى الظروف الصحراوية. لمثل هذه الظروف ، من المستحيل أن تكون مستعدًا بشكل صحيح دون الحاجة إلى تجربتها خلال عملية التطوير بأكملها. هذه هي مصلحتنا ".

روبوت التفتيش طاحونة

تعد طاقة الرياح كمصدر صديق للبيئة للكهرباء اليوم واحدة من أسرع المناطق نمواً في مجال الطاقة البديلة. يقوم المخترعون بتطوير مشاريع جديدة لمولدات الرياح ، ولكن يبقى شيء واحد دون تغيير - مولدات الرياح الصناعية كبيرة جدًا في الحجم ، وكقاعدة عامة ، دائمًا هياكل طويلة جدًا.

نظرًا لتزايد عدد توربينات الرياح المثبتة حول العالم ، فليس من المستغرب على الإطلاق أن بعضها تمكن بالفعل من العثور على عيوب أثناء تشغيلها. مرة أخرى ، يتم مطالبة الروبوتات بحل مشكلة تشخيص شفرات التوربينات في الوقت المناسب ، والتي يمكن أن تتصاعد بدون شفرات شفرات حادة تدور على ارتفاعات عالية. أحد هذه الروبوتات هو الروبوت RIWEA ، الذي طوره معهد Fraunhofer الألماني ، وهو قادر على العمل حتى في التوربينات الدوارة.

يتحرك الروبوت على طول الحبل ، متسلقًا أعلى وأعلى ، سواء كان تربينة برية أو ساحلية. التحقق من وجود عيوب عن طريق باعث الأشعة تحت الحمراء والتصوير الحراري عالية الدقة. المشغل ببساطة يستقبل الصورة ويحللها. لتشخيص العناصر المعدنية المتينة ، تم تجهيز روبوت RIWEA بإصدار وكاشف فوق صوتي مدمج مع إمكانية دقة عالية.

اليوم ، لا سيما في الولايات المتحدة الأمريكية ، يحتاج حوالي 60٪ من توربينات الرياح العاملة إلى إصلاح. بفضل حلول مثل روبوت RIWEA ، يصبح من الممكن التشخيص دون إيقاف تشغيل التوربين قبل الأوان ، حيث يمكن أن يصعد الروبوت بسهولة حتى على الشفرات الدوارة.

ستحدد التشخيصات التشغيلية التوربينات التي تحتاج إلى إصلاح عاجل ، ويمكن إيقافها لإجراء إصلاحات.وتلك التوربينات التي في حالة مقبولة ستبقى تعمل ، ولن يواجه المستهلك أي إزعاج.

روبوتات للعمل في المنشآت النووية

منذ عام 1999 ، نوقش موضوع إدخال الروبوتات في المنشآت النووية لفحصها وتشخيصها. على سبيل المثال ، كانت شركة AREVA ، وهي شركة خدمات لمحطات الطاقة النووية ، أول من استخدم حلاً متقدماً لاختبار حلقات المفاعل الأساسي. ساعد روبوت SUSI على فحص والموجات فوق الصوتية للمكونات الهامة لأحد المفاعلات الأمريكية. تبين أن المفاعل يعمل بكامل طاقته ، وتم اتخاذ قرار بتمديد عمره. في وقت لاحق ، ظهرت الروبوتات SUSI في أوروبا.

قدمت IRobot ، بدورها ، أربعة روبوتات لـ PackBot تم أخذ عينات إشعاعية بها للتخلص من عواقب الحادث في محطة فوكوشيما -1 اليابانية للطاقة النووية. لاحقًا ، انضم إلى هذا العمل روبوت أقوى من المحارب 710.