Παραδείγματα χρήσης ρομπότ στον ενεργειακό τομέα

Αυτό το άρθρο αφορά τη χρήση ρομπότ στο ενεργειακό πεδίο. Θα εξετάσουμε διάφορες σύγχρονες λύσεις που όχι μόνο θα διευκολύνουν τους ανθρώπους να δουλεύουν και να απελευθερώνουν το χρόνο τους, αλλά θα χρησιμεύουν και ως υπηρεσίες εξοικονόμησης κόστους για τη συντήρηση βιομηχανικών ενεργειακών εγκαταστάσεων.

Σήμερα μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ότι τα καθήκοντα όπως: η διάγνωση των γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, ο καθαρισμός από πάγο, η επιθεώρηση των ανεμογεννητριών, η συντήρηση των ηλιακών συλλεκτών, η διάγνωση και η συντήρηση των πυρηνικών αντιδραστήρων - στο άμεσο μέλλον θα είναι δυνατή η επίλυση ακριβώς αυτόνομων πλήρως αυτόνομων ρομπότ , ή ρομπότ με τηλεχειριστήριο.

Η χρήση ρομπότ είναι ιδιαίτερα κατάλληλη όταν η ανθρώπινη ζωή μπορεί να κινδυνεύει. Για παράδειγμα, για τη διάγνωση αποτυχημένων πυρηνικών αντιδραστήρων ή για την πρόληψη γραμμών υψηλής τάσης που βρίσκονται σε ύψος δεκάδων μέτρων πάνω από το έδαφος, τα ρομπότ που έχουν σχεδιαστεί σωστά και διαμορφωθούν σωστά είναι τα καλύτερα προσαρμοσμένα.

Ρομπότ για τη διάγνωση και τη συντήρηση γραμμών υψηλής τάσης

Η ιαπωνική εταιρεία HiBot, κατόπιν αιτήματος της ενεργειακής εταιρείας Kansai Electric Power Company (KEPCO), ανέπτυξε, και το 2011 ξεκίνησε, το ρομπότ Expliner, σχεδιασμένο για τη διάγνωση και συντήρηση γραμμών υψηλής τάσης. Το ρομπότ απλώς αναστέλλεται από τα καλώδια της γραμμής και ο χειριστής αφήνεται να πραγματοποιήσει οπτικά έλεγχο από την οθόνη του υπολογιστή.

Η κίνηση του ρομπότ κατά μήκος της γραμμής είναι παρόμοια με την κίνηση μιας αμαξοστοιχίας στις ράγες, με τη μόνη διαφορά ότι το ρομπότ κινείται από κάτω, κάτω από τα καλώδια. Μετακινώντας αργά κατά μήκος της γραμμής, ο Expliner χρησιμοποιεί αισθητήρες λέιζερ για να ανιχνεύσει τη διάβρωση στα καλώδια. Μέσω του καναλιού GPS, το ρομπότ λαμβάνει δεδομένα σχετικά με τη θέση του και το μεταδίδει στον χειριστή και οκτώ κάμερες υψηλής ανάλυσης που βρίσκονται στο ρομπότ επιτρέπουν στον χειριστή να εξετάσει πλήρως τις μηχανικές βλάβες, είτε είναι ένα λιωμένο σύρμα είτε μια ρωγμή σε αυτό.

Έτσι, αφού το ρομπότ περνάει καθ 'όλη τη γραμμή, οι επισκευαστές θα γνωρίζουν ήδη ακριβώς πού και τι είδους δυσλειτουργία συμβαίνει, τι πρέπει να διορθωθεί, τι και πώς να το επισκευάσει.

Διαγνωστικά για τέσσερα ταυτόχρονα παράλληλα σύρματα είναι διαθέσιμα. Εμπόδια όπως σφιγκτήρες και φλάντζες το ρομπότ ξεπερνά από μόνο του, παρακάμπτοντας τους, ελιγμούς, χάρη στο κινούμενο κέντρο βάρους. Το ρομπότ μεταφέρει απλώς τους τροχούς μέσα από το εμπόδιο και κινείται. Εάν το εμπόδιο είναι πιο περίπλοκο, τότε το ρομπότ μεταφέρεται με το χέρι.

Η χρήση του ρομπότ επιτρέπει στις υπηρεσίες να ανιχνεύουν έγκαιρα ζημιές στις γραμμές, όπως σκουριά, εσωτερική διάβρωση (αλλαγή διαμέτρου καλωδίου) ή μηχανικές βλάβες. Αυτό εξοικονομεί πολύ χρόνο και κόστος για την επιθεώρηση των γραμμών με τον παραδοσιακό τρόπο, όταν μια ομάδα εξοπλισμένων εργαζομένων πρέπει να παρακάμπτει το σύνολο της γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας από μόνη της.

Οι καναδοί έκαναν ένα βήμα παραπέρα. Το 1998, οι προγραμματιστές από το Ινστιτούτο Hydro-Québec σκέφτηκαν να δημιουργήσουν ένα πιο εξελιγμένο ρομπότ για τη διάγνωση και τη συντήρηση γραμμών υψηλής τάσης. Και τώρα, μετά από 11 χρόνια, το ρομπότ LineScout παρουσιάστηκε με επιτυχία στην παρουσίαση και κέρδισε ακόμη και βραβείο από το Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Edison το 2009.

Η ιδέα ήρθε για τους προγραμματιστές όχι από το μηδέν. Μια τέτοια ισχυρή καταιγίδα χιονιού πέρασε στα βόρεια κράτη στα τέλη της δεκαετίας του '90 ότι τα καλώδια μιας από τις σημαντικές γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος απλά σπάζονταν κάτω από το φορτίο πάγου που είχε παγώσει πάνω τους.

Το αποτέλεσμα δεκαετούς εργασίας από τους μηχανικούς ήταν ένα ρομπότ που είναι ικανό όχι μόνο να κυλάει κατά μήκος καλωδίων αλλά και να χειρίζεται διάφορα χειριστήρια.Το ρομπότ, φυσικά, είναι εξοπλισμένο με κάμερες και GPS, αλλά επιπλέον μπορεί να καθαρίσει το χιόνι από τα καλώδια, να ξετυλίξει και να σφίξει τα μπουλόνια και τα περικόχλια, να αφαιρέσει ξένα αντικείμενα από τα καλώδια. Χάρη στην παρουσία θερμικών απεικονιστών, το ρομπότ είναι σε θέση να αξιολογήσει τη θερμοκρασία των καλωδίων.

Ο χειριστής ελέγχει απλώς το ρομπότ από τον υπολογιστή χρησιμοποιώντας ένα ειδικό joystick. Το ρομπότ LineScout αποδείχθηκε αρκετά αποτελεσματικό κατά τις επαναλαμβανόμενες δοκιμές το 2010 σε γραμμές με ρεύμα μέχρι 2 kA, υπό τάση 735 kV.

Ρομπότ καθαρισμού ηλιακού πάνελ

Για την κατασκευή ηλιακών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, οι έρημοι που πλημμυρίζουν το ηλιακό φως είναι οι πλέον κατάλληλοι. Αλλά πώς να λύσει το πρόβλημα άμμο, επειδή ηλιακών συλλεκτώνπου καλύπτονται με άμμο μετά τις καταιγίδες είναι 60% λιγότερο αποτελεσματικές. Εάν οι πίνακες πλυθούν με νερό με το χέρι, αυτό θα απαιτούσε τεράστιο κόστος εργασίας, και πολύ συχνά, επιπλέον, η θερμοκρασία του αέρα στην έρημο φτάνει τους 50 ° C. Η ρομποτική τεχνολογία έρχεται στη διάσωση ξανά.

Για την επίλυση του προβλήματος, δημιουργήθηκε στη Σαουδική Αραβία ένα ρομπότ NOMADD (μη μηχανικό αυτόματο μηχάνημα αυτόματης σκόνης - αυτόματο μηχάνημα αυτόματης αφαίρεσης σκόνης χωρίς χρήση νερού). Αρκεί να εγκαταστήσετε αρκετά τέτοια ρομπότ, ένα σε κάθε σειρά ηλιακών συλλεκτών, και μία φορά την ημέρα θα καθαρίσουν την φωτοευαίσθητη επίστρωση χωρίς νερό, απλά με τη βοήθεια ειδικών βουρτσών.

Έτσι, οι ηλιακοί συλλέκτες θα παραμείνουν πάντα καθαροί και η ενεργειακή απόδοση των ηλιακών σταθμών θα αυξηθεί. Φανταστείτε ότι το ρομπότ NOMADD από μόνο του μπορεί να καθαρίσει από 182 έως 274 μέτρα των πάνελ - αυτό είναι ένα τεράστιο ποσό εργασίας, ανυπόφορη από τα πρότυπα της χειρωνακτικής συντήρησης. Τα ρομπότ εργάζονται παράλληλα σε κάθε σειρά πάνελ και γρήγορα και γρήγορα πραγματοποιούν τακτικό καθαρισμό. Ο χρόνος αποπληρωμής για το σύστημα ρομπότ είναι τρία χρόνια και τα ίδια τα ρομπότ δεν απαιτούν συχνή συντήρηση.

Οι προγραμματιστές σημειώνουν: "Αυτό το σύστημα έχει σχεδιαστεί, αναπτυχθεί και δοκιμαστεί στη Σαουδική Αραβία στις πιο σοβαρές συνθήκες της ερήμου. Για τέτοιες συνθήκες, είναι αδύνατο να προετοιμαστεί κανείς χωρίς να χρειάζεται να τις βιώσει σε όλη τη διαδικασία ανάπτυξης. Αυτό είναι το πλεονέκτημά μας. "

Ρομπότ επιθεώρησης ανεμόμυλου

Η αιολική ενέργεια ως μια φιλική προς το περιβάλλον πηγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι σήμερα μία από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες περιοχές εναλλακτικής ενέργειας. Οι εφευρέτες αναπτύσσουν νέα έργα για τις ανεμογεννήτριες, αλλά ένα πράγμα παραμένει αμετάβλητο - οι βιομηχανικές ανεμογεννήτριες έχουν πολύ μεγάλο μέγεθος και, κατά κανόνα, πάντα πολύ ψηλές δομές.

Καθώς ο αριθμός των εγκαταστημένων ανεμογεννητριών σε όλο τον κόσμο αυξάνεται, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι ορισμένοι από αυτούς έχουν ήδη καταφέρει να βρουν ελαττώματα κατά τη λειτουργία τους. Και πάλι τα ρομπότ καλούνται να λύσουν το πρόβλημα της έγκαιρης διάγνωσης των πτερυγίων του στροβίλου, τα οποία μπορούν να ανέβουν άφοβα αιχμηρές λεπίδες που περιστρέφονται σε μεγάλα υψόμετρα. Ένα από αυτά τα ρομπότ είναι το ρομπότ RIWEA που αναπτύχθηκε από το Γερμανικό Ινστιτούτο Fraunhofer, ικανό να εργάζεται ακόμη και σε περιστρεφόμενο στρόβιλο.

Το ρομπότ κινείται κατά μήκος του σχοινιού, αναρριχείται ψηλότερα και ψηλότερα, ανεξάρτητα από το αν πρόκειται για χερσαίο ή παράκτιο στρόβιλο. Ελέγξτε για ελαττώματα μέσω ενός υπέρυθρου πομπού και ενός θερμικού αισθητήρα υψηλής ανάλυσης. Ο χειριστής λαμβάνει απλώς την εικόνα και την αναλύει. Για τη διάγνωση ανθεκτικών μεταλλικών στοιχείων, το ρομπότ RIWEA είναι εξοπλισμένο με ενσωματωμένο υπερηχητικό πομπό και ανιχνευτή με υψηλή δυνατότητα ακρίβειας.

Σήμερα, ιδιαίτερα στις ΗΠΑ, περίπου το 60% των ανεμογεννητριών που λειτουργούν απαιτούν επισκευή. Χάρη σε λύσεις όπως το ρομπότ RIWEA, καθίσταται δυνατή η διάγνωση χωρίς πρόωρη αποξήλωση του στροβίλου, καθώς το ρομπότ μπορεί εύκολα να αναρριχηθεί ακόμη και σε περιστρεφόμενες λεπίδες.

Οι λειτουργικές διαγνώσεις θα εντοπίσουν τους στροβίλους που χρειάζονται επείγουσα γενική επισκευή και μπορούν να απενεργοποιηθούν για επισκευές.Και οι ανεμογεννήτριες που είναι σε αποδεκτή κατάσταση θα παραμείνουν σε λειτουργία και ο καταναλωτής δεν θα αντιμετωπίσει οποιαδήποτε ταλαιπωρία.

Ρομπότ για εργασία σε πυρηνικές εγκαταστάσεις

Από το 1999, συζητήθηκε ενεργά το θέμα της εισαγωγής της ρομποτικής σε πυρηνικές εγκαταστάσεις για την επιθεώρηση και τη διάγνωσή τους. Για παράδειγμα, η AREVA, εταιρεία παροχής υπηρεσιών πυρηνικής ενέργειας, ήταν η πρώτη που χρησιμοποίησε μια προηγμένη λύση για τη δοκιμή βρόχων πρωτογενών αντιδραστήρων. Το ρομπότ SUSI συνέβαλε στην επιθεώρηση και την υπερήχηση των σημαντικών συνιστωσών ενός από τους αμερικανικούς αντιδραστήρες. Ο αντιδραστήρας αποδείχθηκε πλήρως λειτουργικός και αποφασίστηκε να παραταθεί η ζωή του. Αργότερα, τα ρομπότ SUSI εμφανίστηκαν στην Ευρώπη.

Η IRobot, με τη σειρά της, παρείχε τέσσερα ρομπότ PackBot με τα οποία ελήφθησαν δείγματα ακτινοβολίας για την εξάλειψη των συνεπειών του ατυχήματος στο ιαπωνικό εργοστάσιο πυρηνικής ενέργειας Fukushima-1. Αργότερα, ένα ισχυρότερο ρομπότ Warrior 710 εντάχθηκε σε αυτό το έργο.