Voorbeelden van het gebruik van robots in de energiesector

Dit artikel gaat over het gebruik van robots in het energieveld. We zullen verschillende moderne oplossingen overwegen die het mensen niet alleen gemakkelijker maken om te werken en hun tijd vrij te maken, maar ook dienen als kostenbesparende diensten voor het onderhoud van industriële energiefaciliteiten.

Tegenwoordig kunnen we al met vertrouwen zeggen dat taken als: diagnostiek van hoogspanningsleidingen, reinigen van ijs, inspectie van windturbines, onderhoud van zonnepanelen, diagnostiek en onderhoud van kernreactoren - in de nabije toekomst is het mogelijk om exact mobiele, volledig autonome robots op te lossen of robots met afstandsbediening.

Het gebruik van robots is met name geschikt wanneer het menselijk leven gevaar loopt. Bijvoorbeeld, voor de diagnose van falende kernreactoren of voor het voorkomen van hoogspanningsleidingen die zich op tientallen meters boven de grond bevinden, zijn het robots die correct zijn ontworpen en correct zijn geconfigureerd.

Robots voor de diagnose en het onderhoud van hoogspanningsleidingen

Het Japanse bedrijf HiBot, op verzoek van het energiebedrijf Kansai Electric Power Company (KEPCO), ontwikkelde en lanceerde in 2011 de Expliner-robot, ontworpen voor het diagnosticeren en onderhouden van hoogspanningsleidingen. De robot hangt eenvoudig aan de draden van de lijn en de operator blijft op afstand visuele controle uitvoeren vanaf het computerscherm.

De beweging van de robot langs de lijn is vergelijkbaar met de beweging van een trein op rails, met het enige verschil dat de robot van onderaf onder de draden beweegt. De Expliner beweegt langzaam langs de lijn en gebruikt lasersensoren om corrosie op draden te detecteren. Via het GPS-kanaal ontvangt de robot gegevens over zijn locatie en verzendt deze naar de operator, en acht hoge resolutie camera's aan boord van de robot stellen de operator in staat om mechanische schade volledig in overweging te nemen, of het nu een gesmolten draad of een barst is.

Dus nadat de robot de hele lijn is gepasseerd, weten de reparateurs al precies waar en wat voor soort storing plaatsvindt, wat moet worden opgelost, wat en hoe het te repareren.

Diagnostiek van vier gelijktijdig parallelle draden is beschikbaar. Obstakels zoals klemmen en pakkingen overwint de robot zelf, omzeilt ze, manoeuvreert, dankzij het bewegende zwaartepunt. De robot draagt ​​eenvoudig de wielen door het obstakel en gaat verder. Als het obstakel complexer is, wordt de robot handmatig overgedragen.

Het gebruik van de robot stelt diensten in staat om schade aan lijnen, zoals roest, interne corrosie (veranderde draaddiameter) of mechanische schade tijdig te detecteren. Dit bespaart veel tijd en kosten voor het inspecteren van lijnen op de traditionele manier, wanneer een team van uitgeruste werknemers de hele stroomlijn zelf moet omzeilen.

Canadezen gingen nog een stap verder. In 1998 dachten ontwikkelaars van het Hydro-Québec Institute over het ontwikkelen van een meer geavanceerde robot voor de diagnose en het onderhoud van hoogspanningsleidingen. En nu, na 11 jaar, werd de LineScout-robot met succes gepresenteerd tijdens de presentatie en won zelfs een prijs van het Edison Institute of Electrical Engineering in 2009.

Het idee kwam niet bij de ontwikkelaars. Zo'n krachtige sneeuwstorm passeerde eind jaren negentig in de noordelijke staten dat de draden van een van de belangrijke hoogspanningslijnen gewoon werden afgebroken onder de lading ijs die erop bevroren was.

Het resultaat van tien jaar werk door ingenieurs was een robot die niet alleen langs draden kan rollen, maar ook weet hoe verschillende apparatuur moet worden gemanipuleerd.De robot is natuurlijk uitgerust met camera's en GPS, maar bovendien kan hij de sneeuw van de draden verwijderen, de bouten en moeren afwikkelen en vastzetten, vreemde voorwerpen van de draden verwijderen. Dankzij de aanwezigheid van warmtebeeldcamera's kan de robot de temperatuur van de draden evalueren.

De operator bestuurt de robot eenvoudig vanaf de computer met behulp van een speciale joystick. De LineScout-robot bleek behoorlijk effectief te zijn tijdens herhaalde tests in 2010 op lijnen met een stroom tot 2 kA, onder een spanning van 735 kV.

Zonnepaneel reinigingsrobot

Voor de bouw van zonne-energiecentrales zijn woestijnen overspoeld met zonlicht het meest geschikt. Maar hoe het zandprobleem op te lossen, omdat zonnepanelenmet zand bedekt na zandstormen zijn 60% minder effectief. Als de panelen handmatig met water zouden worden gewassen, zou dit enorme arbeidskosten vergen, en bovendien komt de luchttemperatuur in de woestijn vrij vaak op 50 ° C. Robotic technologie komt opnieuw te hulp.

Om het probleem op te lossen, werd een NOMADD-robot (mechanisch geautomatiseerd stofafzuigapparaat zonder water - "Geautomatiseerd geautomatiseerd apparaat voor het verwijderen van stof zonder water") in Saoedi-Arabië gemaakt. Het is voldoende om meerdere van dergelijke robots te installeren, één op elke rij zonnepanelen, en eenmaal per dag reinigen ze de lichtgevoelige coating zonder water, eenvoudig met behulp van speciale borstels.

De zonnepanelen zullen dus altijd schoon blijven en de energie-efficiëntie van zonne-energiecentrales zal toenemen. Stel je voor, alleen de NOMADD-robot kan 182 tot 274 meter aan panelen vrijmaken - dit is een enorme hoeveelheid werk, ondraaglijk volgens de normen voor handmatig onderhoud. Robots werken parallel op elke rij panelen en voeren snel en snel een regelmatige reiniging uit. De terugverdientijd voor het robotsysteem is drie jaar en de robots zelf vereisen geen frequent onderhoud.

De ontwikkelaars merken op: “Dit systeem is ontworpen, ontwikkeld en getest in Saoedi-Arabië in de zwaarste woestijnomstandigheden. Voor dergelijke omstandigheden is het onmogelijk om goed voorbereid te zijn zonder ze tijdens het hele ontwikkelingsproces te moeten ervaren. Dat is ons voordeel. '

Windmolen Inspectierobot

Windenergie als milieuvriendelijke elektriciteitsbron is tegenwoordig een van de snelst groeiende gebieden met alternatieve energie. De uitvinders ontwikkelen nieuwe projecten voor windgenerators, maar één ding blijft ongewijzigd - industriële windgenerators zijn erg groot en in de regel altijd zeer hoge constructies.

Omdat het aantal geïnstalleerde windturbines over de hele wereld groeit, is het helemaal niet verwonderlijk dat sommigen van hen er al in zijn geslaagd om defecten te vinden tijdens hun werking. Wederom worden robots opgeroepen om het probleem van tijdige diagnose van turbinebladen op te lossen, die onbevreesd scherpe bladen kunnen beklimmen die op grote hoogte draaien. Een van deze robots is de RIWEA-robot ontwikkeld door het Duitse Fraunhofer-instituut, die zelfs op een roterende turbine kan werken.

De robot beweegt langs het touw en klimt steeds hoger, of het nu een land- of kustturbine is. Controleer op defecten met behulp van een infraroodzender en een warmtebeeldcamera met hoge resolutie. De operator ontvangt eenvoudig de afbeelding en analyseert deze. Voor de diagnose van duurzame metalen elementen is de RIWEA-robot uitgerust met een geïntegreerde ultrasone zender en detector met een hoog nauwkeurigheidspotentieel.

Vandaag, met name in de VS, moet ongeveer 60% van de in gebruik zijnde windturbines worden gerepareerd. Dankzij oplossingen als de RIWEA-robot wordt het mogelijk om een ​​diagnose te stellen zonder voortijdige ontmanteling van de turbine, omdat de robot zelfs op roterende bladen gemakkelijk kan klimmen.

Operationele diagnostiek zal turbines identificeren die dringend moeten worden gereviseerd en kunnen worden uitgeschakeld voor reparaties.En die turbines die zich in een acceptabele staat bevinden, zullen blijven werken en de consument zal geen ongemak ondervinden.

Robots voor werk in nucleaire installaties

Sinds 1999 is het onderwerp van het introduceren van robotica in nucleaire installaties voor hun inspectie en diagnostiek actief besproken. AREVA, een servicebedrijf voor kerncentrales, was bijvoorbeeld de eerste die een geavanceerde oplossing gebruikte voor het testen van primaire reactorlussen. De SUSI-robot hielp bij het inspecteren en echograferen van de belangrijke componenten van een van de Amerikaanse reactoren. De reactor bleek volledig operationeel te zijn en er werd besloten om de levensduur ervan te verlengen. Later verschenen SUSI-robots in Europa.

Het bedrijf iRobot heeft op zijn beurt vier PackBot-robots geleverd waarmee stralingsmonsters zijn genomen om de gevolgen van het ongeval in de Japanse kerncentrale Fukushima-1 te elimineren. Later nam een ​​krachtiger robot Warrior 710 deel aan dit werk.