Exempel på användning av robotar inom energisektorn

Den här artikeln handlar om att använda robotar inom energifältet. Vi kommer att överväga flera moderna lösningar som inte bara underlättar för människor att arbeta och frigöra sin tid utan också fungerar som kostnadsbesparande tjänster för underhåll av industriella energianläggningar.

I dag kan vi redan säkert säga att sådana uppgifter som: diagnostik av kraftledningar, deras rengöring från is, inspektion av vindkraftverk, underhåll av solpaneler, diagnostik och underhåll av kärnreaktorer - inom en snar framtid kommer det att vara möjligt att lösa exakt mobila, helt autonoma robotar eller robotar med fjärrkontroll.

Användning av robotar är särskilt lämpligt när människoliv kan vara i fara. Till exempel, för diagnos av misslyckade kärnreaktorer eller för att förhindra högspänningsledningar belägna i en höjd av tiotals meter över marken, är det robotar som är korrekt utformade och korrekt konfigurerade är bäst lämpade.

Roboter för diagnos och underhåll av högspänningsledningar

Det japanska företaget HiBot, på begäran av energiföretaget Kansai Electric Power Company (KEPCO), utvecklade och lanserade 2011 Expliner-roboten, utformad för diagnos och underhåll av högspänningsledningar. Roboten är helt enkelt upphängd från ledningarna på linjen, och operatören får fjärrkontrollen utföra visuell kontroll från datorskärmen.

Robotens rörelse längs linjen liknar rörelsen hos ett tåg på skenor, med den enda skillnaden är att roboten rör sig underifrån, under ledningarna. Med långsam rörelse längs linjen använder Expliner lasersensorer för att upptäcka korrosion på ledningar. Genom GPS-kanalen får roboten data om sin plats och överför den till operatören, och åtta högupplösta kameror som finns ombord på roboten tillåter operatören att fullt ut överväga mekaniska skador, vare sig det är en smält tråd eller en spricka på den.

Så, efter att roboten passerar hela linjen, kommer reparatörerna redan att veta exakt var och vilken typ av funktionsfel äger rum, vad som måste fixas, vad och hur man reparerar.

Diagnostik av fyra parallella kablar samtidigt finns tillgängliga. Hinder som klämmor och packningar roboten övervinner på egen hand, förbi dem, manövrerar, tack vare det rörliga tyngdpunkten. Roboten bär helt enkelt hjulen genom hindret och går vidare. Om hindret är mer komplex överförs roboten manuellt.

Användningen av roboten gör det möjligt för tjänster att snabbt upptäcka skador på linjer, såsom rost, inre korrosion (ändrad tråddiameter) eller mekanisk skada. Detta sparar mycket tid och kostnader för att inspektera linjer på traditionellt sätt, när ett team av utrustade arbetare måste kringgå hela kraftledningen på egen hand.

Kanadensare tog ett steg längre. År 1998 tänkte utvecklare från Hydro-Québec Institute över att skapa en mer sofistikerad robot för diagnos och underhåll av högspänningsledningar. Och nu, efter 11 år, presenterades LineScout-roboten framgångsrikt vid presentationen och vann till och med ett pris från Edison Institute of Electrical Engineering 2009.

Idén kom till utvecklarna inte från början. En så kraftig snöstorm passerade i de nordliga delstaterna i slutet av 90-talet att ledningarna till en av de betydande kraftledningarna helt enkelt bröts av under isbelastningen.

Resultatet av tio års arbete av ingenjörer var en robot som inte bara kan rulla längs ledningar utan också veta hur man ska manipulera olika utrustningar.Roboten är naturligtvis utrustad med kameror och GPS, men dessutom kan den rensa snön från trådarna, varva ner och dra åt bultar och muttrar, ta bort främmande föremål från ledningarna. Tack vare närvaron av värmebildare kan roboten utvärdera ledningens temperatur.

Operatören styr helt enkelt roboten från datorn med hjälp av en speciell joystick. LineScout-roboten visade sig vara ganska effektiv under upprepade tester 2010 på linjer med en ström på upp till 2 kA, under en spänning på 735 kV.

Solpanelstädningsrobot

För byggande av solkraftverk är öken som är översvämmade med solljus bäst lämpad. Men hur man löser sandproblemet, för solpanelersandtäckta efter sandstormar är 60% mindre effektiva. Om panelerna tvättades med vatten manuellt skulle det kräva enorma arbetskraftskostnader, och dessutom når lufttemperaturen i öknen 50 ° C. Robottekniken räddas igen.

För att lösa problemet skapades en NOMADD (NO-water Mechanical Automated Dusting Device - “Automated Automated Dust Removal Device Without Use Water”) i Saudiarabien. Det räcker med att installera flera sådana robotar, en på varje rad solpaneler, och en gång om dagen kommer de att rengöra den ljuskänsliga beläggningen utan vatten, helt enkelt med hjälp av specialborstar.

Så solpanelerna kommer alltid att förbli rena, och solkraftverkens energieffektivitet kommer att öka. Föreställ dig, NOMADD-roboten ensam kan rensa från 182 till 274 meter paneler - detta är en enorm mängd arbete, outhärdligt enligt standarderna för manuellt underhåll. Roboter arbetar parallellt på varje rad med paneler och utför snabbt och snabbt regelbunden rengöring. Återbetalningstiden för robotsystemet är tre år, och robotarna själva kräver inte ofta underhåll.

Utvecklarna noterar: ”Detta system är designat, utvecklat och testat i Saudiarabien under de svåraste ökenförhållandena. För sådana förhållanden är det omöjligt att vara ordentligt beredd utan att behöva uppleva dem under hela utvecklingsprocessen. Det är vår fördel. ”

Vindkraftinspektionsrobot

Vindenergi som en miljövänlig elkälla är idag ett av de snabbast växande områdena med alternativ energi. Uppfinnarna utvecklar nya projekt för vindgeneratorer, men en sak förblir oförändrad - industriella vindkraftgeneratorer är mycket stora i storlek och som regel alltid mycket höga strukturer.

Eftersom antalet installerade vindkraftverk runt om i världen växer är det inte överraskande att några av dem redan har lyckats hitta fel under sin drift. Återigen uppmanas robotar att lösa problemet med snabb diagnos av turbinblad, som oräddigt kan klättra på vassa blad som roterar i höga höjder. En av dessa robotar är RIWEA-roboten utvecklad av det tyska Fraunhofer Institute, som kan arbeta även på en roterande turbin.

Roboten rör sig längs repet och klättrar högre och högre, oavsett om det är en land- eller kustturbin. Kontrollera om det finns defekter med hjälp av en infraröd sändare och en högupplöst termisk avbildning. Operatören tar helt enkelt emot bilden och analyserar den. För diagnos av hållbara metallelement är RIWEA-roboten utrustad med en integrerad ultraljudsemitter och detektor med hög noggrannhetspotential.

Idag, särskilt i USA, kräver cirka 60% av vindkraftverk som är i drift. Tack vare sådana lösningar som RIWEA-roboten blir det möjligt att diagnostisera utan för tidigt avveckling av turbinen, eftersom roboten lätt kan klättra även på roterande blad.

Driftsdiagnostik kommer att identifiera turbiner med behov av brådskande översyn och de kan stängas av för reparationer.Och de turbiner som är i acceptabelt skick kommer att fortsätta fungera, och konsumenten kommer inte att uppleva besvär.

Roboter för arbete vid kärnkraftverk

Sedan 1999 har aktivt diskuterats ämnet att införa robotik i kärnkraftsanläggningar för deras inspektion och diagnostik. Till exempel var AREVA, ett kärnkraftverkstjänstföretag, det första som använde en avancerad lösning för att testa primära reaktorslingor. SUSI-roboten hjälpte till att inspektera och ultraljud de viktiga komponenterna i en av de amerikanska reaktorerna. Reaktorn visade sig vara i full drift och ett beslut togs att förlänga dess livslängd. Senare dök SUSI-robotar upp i Europa.

Företaget iRobot tillhandahöll i sin tur fyra PackBot-robotar med vilka strålprov togs för att eliminera konsekvenserna av olyckan vid det japanska kärnkraftverket Fukushima-1. Senare anslöt sig en kraftfullare robot Warrior 710 till detta arbete.