Esempi di utilizzo di robot nel settore energetico

Questo articolo riguarda l'uso di robot nel campo dell'energia. Prenderemo in considerazione diverse soluzioni moderne che non solo facilitano il lavoro di una persona e liberano il suo tempo, ma servono anche come servizi di risparmio dei costi per la manutenzione di impianti energetici industriali.

Oggi possiamo già affermare con certezza che compiti come: diagnostica delle linee elettriche, loro pulizia dal ghiaccio, ispezione delle turbine eoliche, manutenzione dei pannelli solari, diagnostica e manutenzione dei reattori nucleari - nel prossimo futuro sarà possibile risolvere robot completamente autonomi mobili o robot con telecomando.

L'uso di robot è particolarmente appropriato laddove la vita umana possa essere a rischio. Ad esempio, per la diagnosi di reattori nucleari guasti o per la prevenzione di linee elettriche ad alta tensione situate ad un'altezza di decine di metri dal suolo, i robot che sono progettati e configurati correttamente sono i più adatti.

Robot per la diagnosi e la manutenzione di linee elettriche ad alta tensione

La società giapponese HiBot, su richiesta della compagnia energetica Kansai Electric Power Company (KEPCO), ha sviluppato e lanciato nel 2011 il robot Expliner, progettato per la diagnosi e la manutenzione di linee elettriche ad alta tensione. Il robot viene semplicemente sospeso dai fili della linea e l'operatore viene lasciato per eseguire da remoto il controllo visivo dallo schermo del computer.

Il movimento del robot lungo la linea è simile al movimento di un treno su rotaie, con l'unica differenza che il robot si muove dal basso, sotto i fili. Muovendosi lentamente lungo la linea, Expliner utilizza sensori laser per rilevare la corrosione sui fili. Attraverso il canale GPS, il robot riceve i dati sulla sua posizione e li trasmette all'operatore, e otto telecamere ad alta risoluzione posizionate a bordo del robot consentono all'operatore di considerare completamente i danni meccanici, che si tratti di un filo fuso o di una crepa su di esso.

Quindi, dopo che il robot ha attraversato l'intera linea, i riparatori sapranno già esattamente dove e che tipo di malfunzionamento ha luogo, cosa deve essere riparato, cosa e come ripararlo.

È disponibile la diagnostica di quattro fili paralleli contemporaneamente. Ostacoli come morsetti e guarnizioni che il robot supera da solo, aggirandoli, manovrando, grazie al centro di gravità mobile. Il robot trasporta semplicemente le ruote attraverso l'ostacolo e va avanti. Se l'ostacolo è più complesso, il robot viene trasferito manualmente.

L'uso del robot consente ai servizi di rilevare tempestivamente i danni alle linee, come ruggine, corrosione interna (diametro del filo modificato) o danni meccanici. Ciò consente di risparmiare notevolmente tempo e costi per l'ispezione delle linee in modo tradizionale, quando una squadra di lavoratori attrezzati deve bypassare l'intera linea elettrica da sola.

I canadesi hanno fatto un ulteriore passo avanti. Nel 1998, gli sviluppatori dell'Istituto Hydro-Québec hanno pensato di creare un robot più sofisticato per diagnosticare e riparare linee elettriche ad alta tensione. E ora, dopo 11 anni, il robot LineScout è stato presentato con successo alla presentazione e ha persino vinto un premio dall'Istituto di ingegneria elettrica Edison nel 2009.

L'idea non è venuta agli sviluppatori da zero. Una tempesta di neve così potente è passata negli stati settentrionali alla fine degli anni '90 che i fili di una delle linee elettriche significative sono stati semplicemente interrotti sotto il carico di ghiaccio congelato su di loro.

Il risultato di dieci anni di lavoro di ingegneri è stato un robot in grado non solo di rotolare lungo i fili, ma anche di manipolare varie apparecchiature.Il robot, ovviamente, è dotato di telecamere e GPS, ma in più può pulire la neve dai fili, srotolare e serrare bulloni e dadi, rimuovere oggetti estranei dai fili. Grazie alla presenza di termocamere, il robot è in grado di valutare la temperatura dei fili.

L'operatore controlla semplicemente il robot dal computer utilizzando un joystick speciale. Il robot LineScout si è rivelato abbastanza efficace durante i test ripetuti nel 2010 su linee con una corrente fino a 2 kA, con una tensione di 735 kV.

Robot per la pulizia dei pannelli solari

Per la costruzione di centrali solari, i deserti inondati dalla luce solare sono i più adatti. Ma come risolvere il problema della sabbia, perché pannelli solariricoperti di sabbia dopo le tempeste di sabbia sono meno efficaci del 60%. Se i pannelli fossero lavati manualmente con acqua, ciò richiederebbe enormi costi di manodopera, e abbastanza frequente, inoltre, la temperatura dell'aria nel deserto raggiunge i 50 ° C. La tecnologia robotica viene di nuovo in soccorso.

Per risolvere il problema, in Arabia Saudita è stato creato un robot NOMADD (dispositivo automatico di spolveramento meccanico NO-water - "Dispositivo automatizzato di rimozione della polvere automatizzato senza acqua"). È sufficiente installare diversi di questi robot, uno su ogni fila di pannelli solari e una volta al giorno puliranno il rivestimento fotosensibile senza acqua, semplicemente usando spazzole speciali.

Quindi i pannelli solari rimarranno sempre puliti e aumenterà l'efficienza energetica delle centrali solari. Immagina, solo il robot NOMADD può pulire da 182 a 274 metri di pannelli: si tratta di un'enorme quantità di lavoro, insopportabile per gli standard di manutenzione manuale. I robot lavorano in parallelo su ogni fila di pannelli e eseguono regolarmente e rapidamente una pulizia regolare. Il tempo di rimborso per il sistema robotizzato è di tre anni e i robot stessi non richiedono una manutenzione frequente.

Gli sviluppatori osservano: “Questo sistema è progettato, sviluppato e testato in Arabia Saudita nelle condizioni più difficili del deserto. Per tali condizioni, è impossibile essere adeguatamente preparati senza doverli sperimentare durante l'intero processo di sviluppo. Questo è il nostro vantaggio. "

Robot di ispezione del mulino a vento

L'energia eolica come fonte di energia ecocompatibile è oggi una delle aree di energia alternativa in più rapida crescita. Gli inventori stanno sviluppando nuovi progetti per i generatori eolici, ma una cosa rimane invariata: i generatori eolici industriali sono di dimensioni molto grandi e, di norma, strutture sempre molto alte.

Con l'aumentare del numero di turbine eoliche installate in tutto il mondo, non sorprende affatto che alcuni di loro siano già riusciti a trovare difetti durante il loro funzionamento. Ancora una volta i robot sono chiamati a risolvere il problema della diagnosi tempestiva delle pale di una turbina, che può arrampicarsi senza paura su pale affilate che ruotano ad alta quota. Uno di questi robot è il robot RIWEA sviluppato dall'Istituto tedesco Fraunhofer, in grado di funzionare anche su una turbina rotante.

Il robot si muove lungo la fune, salendo sempre più in alto, che si tratti di una turbina terrestre o costiera. Verificare la presenza di difetti mediante un emettitore a infrarossi e una termocamera ad alta risoluzione. L'operatore riceve semplicemente l'immagine e la analizza. Per la diagnosi di elementi metallici durevoli, il robot RIWEA è dotato di un emettitore e di un rivelatore ad ultrasuoni integrati con un elevato potenziale di precisione.

Oggi, in particolare negli Stati Uniti, è necessario riparare circa il 60% delle turbine eoliche in funzione. Grazie a soluzioni come il robot RIWEA, è possibile diagnosticare senza smantellamento prematuro della turbina, poiché il robot può facilmente arrampicarsi anche su pale rotanti.

La diagnostica operativa identificherà le turbine che necessitano di una revisione urgente e possono essere spente per le riparazioni.E quelle turbine che sono in condizioni accettabili rimarranno funzionanti e il consumatore non subirà alcun inconveniente.

Robot per lavori presso impianti nucleari

Dal 1999, il tema dell'introduzione della robotica negli impianti nucleari per la loro ispezione e diagnostica è stato attivamente discusso. Ad esempio, AREVA, una società di servizi di centrali nucleari, è stata la prima a utilizzare una soluzione avanzata per testare i circuiti del reattore primario. Il robot SUSI ha aiutato a ispezionare ed ecografare i componenti importanti di uno dei reattori americani. Il reattore si rivelò pienamente operativo e fu presa la decisione di prolungarne la durata. Più tardi, i robot SUSI sono apparsi in Europa.

La società iRobot, a sua volta, ha fornito quattro robot PackBot con i quali sono stati prelevati campioni di radiazioni per eliminare le conseguenze dell'incidente nella centrale nucleare giapponese Fukushima-1. Più tardi, un robot più potente Warrior 710 si unì a questo lavoro.