Энерговектор
О насНовостиНаука и технологииСтратегияАрхив

Они уже здесь

17.07.2017, Алина Федосова, к.э.н.
Для чего нужны роботы в электроэнергетике

 Первый закон робототехники: робот не должен делать ничего, что, насколько ему известно, причинило бы вред человеку, или своим бездействием намеренно допустить, чтобы человеку был причинён вред.

А. Азимов, «Обнажённое солнце»

Роботы всё чаще используются в самых разных областях, где работа требует большой точности, связана с риском для здоровья или просто может быть легко автоматизирована. Уже существуют промышленные, бытовые, медицинские, боевые и многие другие роботы, и с каждым днём они становятся всё разнообразнее. Не так давно роботов начали использовать и в электроэнергетике, где их присутствие, по всем прогнозам, будет только увеличиваться...

 

«Мы видели такое...»

После аварии на атомной станции Фукусима в 2011 г. удалением радиоактивного топлива занимаются специальные роботы. Многие из них «погибают» вблизи реакторов, не выдержав высокого уровня радиации. Один из последних случаев произошёл в начале февраля этого года, когда дистанционно управляемый робот вышел из строя в первые два часа работы, так и не добравшись до места назначения. Этот случай, уже седьмой по счёту с момента катастрофы, заставил экспертов повысить оценки уровня радиации внутри повреждённого реактора с 530 до 600 зивертов в час (1 зиверт равен 100 рентгенам). Обе эти дозы способны почти мгновенно убить человека.

Робот Packbot 510, используемый на территории АЭС Фукусима-1

Робот, «погибший» от радиации, должен был с помощью водяного насоса смыть грязь и мусор, расчистив путь для своего собрата, оснащённого оборудованием для оценки состояния реактора. До этого делались попытки подобраться к реактору под водой, но и там управляемые механизмы выходили из строя от радиации.

Фукусима - не первое место атомной катастрофы, где действуют роботы. Ещё в 1979 г. они участвовали в восстановлении реактора TMI-2 на атомной электростанции Three Mile Island в Пенсильвании, США. В частности, обследованием и уборкой территории занимались два дистанционно управляемых механизма: Fred и Sisi. Им помогал RRV, прозванный «Ровером», который инспектировал заражённый фундамент электростанции. Дистанционно управляемая фрезерная установка счищала заражённую поверхность бетонного пола. Робот Louis контролировал уровень радиации в процессе очистки опреснительной установки. Наконец, дистанционно управляемая рука (манипулятор) Rosa помогла в удалении ядерного топлива из реактора.

 

Любители ВИЭ

Роботы помогают людям развивать возобновляемую генерацию. Например, в Германии трудится робот Momo стоимостью 900 тыс. долл., выглядящий, как гигантская металлическая рука. Он берёт 140-килограммовые солнечные панели с поддонов и устанавливает их на металлические рамы, точно просверливая отверстия и закрепляя. Два таких робота способны заменить 250 человек при монтаже солнечного парка мощностью 100 МВт. Роботы будут трудиться круглые сутки и полную неделю, причём в любых погодных условиях, повышая эффективность строительно-монтажных работ на величину до 80%.

Робот SolBot двигается по монорельсу, поворачивая
фотоэлектрические панели лицевой стороной к Солнцу

Также роботы помогают заботиться о действующей возобновляемой генерации, повышая её выработку и снижая аварийность. Например, существуют роботы Solbot, задача которых - поворачивать солнечные панели лицевой стороной к солнцу так, чтобы они получили максимальное количество энергии. Эти роботы ездят по монорельсу, проложенному вдоль панелей, останавливаются у каждой из них и автоматической рукой поворачивают её раму на определённый угол. Конечно, можно установить панели на моторизованные основания, автоматически следящие за солнцем, но они обойдутся гораздо дороже робота, способного развернуть 200 панелей за 40 минут.

Существуют и роботы-«горничные», которые стирают пыль с солнечных панелей, чтобы их выработка не снижалась. Эти «дамы» особенно хороши в пустыне, где не сыскать людей с ведром и губкой. Для тех же условий уже разработаны специальные роботы, которые пылесосят панели и протирают их микрофиброй (сухая уборка!). Некоторые модели настолько автономны, что сами оснащены солнечной панелью, которую способны почистить.

Робот чистит фотоэлектрические панели
на солнечной электростанции

Компания General Electric использует роботов для обследования ветряных установок. Робот, похожий на маленький танк, ползёт вверх по башне ВЭС на высоту более 100 м и посылает изображение на компьютер оператора. Камера машины создаёт очень детальное изображение, осматривая опору гораздо быстрее человека.

 

На проводе

Сетевым компаниям интересны роботы для инспекции линий электропередачи - в основном потому, что другие способы обследования дороги, опасны и занимают много времени. Но разработать такого робота было непросто, потому что он должен двигаться по ЛЭП, осматривая самые разноплановые устройства (провода, траверсы, изоляторы и т. д.). Также он должен быть способен преодолевать большие расстояния и выживать в сильном электромагнитном поле.

Конструкторы предложили самые разные модели роботов, решающие эти проблемы. Одна из них - «проводной ползун» (Cable Crawler). Он движется по заземляющему тросу, обходя верхушки опор и другие препятствия. Робот весит 58 кг, оснащён шестью электрическими моторами и видеокамерой, которая может вращаться на 360 градусов, передавая изображение на компьютер оператора.

Инспекция воздушных линий с помощью дрона

Другой вариант - дрон, облетающий линии электропередачи и посылающий информацию об их состоянии. Он поможет заметить, например, растительность, находящуюся слишком близко к проводам, наклонившиеся опоры и деревья, грозящие упасть на провода. GE уже испытывает дронов, способных самостоятельно строить маршруты облёта, передавая информацию по беспроводным каналам в удалённые центры сбора данных. Аналитическая компания Navigant Research прогнозирует быстрый рост мирового рынка дронов, предназначенных для сетевых компаний: к 2024 г. он может приносить выручку 4,1 млрд долл. США в год.

Существуют и медлительные ползуны, обследующие подземные электрические кабели. Один из них создан в Университете Вашингтона. Робот имеет длину 1,2 м и выглядит, как маленький поезд. Он передвигается по исследуемому кабелю на колесах в форме песочных часов, удерживаясь с помощью специальных фиксаторов. Робота можно оснастить самыми разными сенсорами - тепловыми, акустическими, визуальными - и даже запрограммировать на определённые действия в случае обнаружения повреждения.

 

И ввысь, и вглубь

На тепловых электростанциях энергетики вынуждены периодически останавливать работу паровых котлов для их обследования на предмет повреждений. Эти процедуры проводятся визуально, и, если обнаруживаются проблемы, в дело идёт контрольно-измерительное оборудование. Подобные работы занимают довольно много времени, в течение которого энергетическое оборудование простаивает, не принося дохода, поэтому сокращать время осмотра очень выгодно.

Робот Gecko обследует внутренности парового котла

Американская компания Gecko Robotics выпускает роботов, которые могут карабкаться вверх по трубам внутри котлов, обследуя их ультразвуком и снимая на видео. Робот может забираться в труднодоступные места и измерять толщину стенок котла и труб, замечая опасные утоньшения. Всё обследование проходит за 10 часов, то есть во много раз скорее, чем справляется человек. Информация о найденных повреждённых участках обрабатывается в реальном времени, сразу генерируется отчёт об их местоположении и характере.

Дистанционно управляемый аппарат Deep Trekker
удобен для обследования гидротехнических сооружений

Канадская компания Deep Trekker выпускает роботов для подводных исследований, которых удобно использовать на ГЭС. Эти дистанционно управляемые машины помогают осматривать водохранилища, водоприёмники, сороудерживающие решётки, ворота шлюза и многие другие объекты. Они также умеют расчищать найденные засоры выдвигающимся манипулятором и быстро уплывать, если что-то пойдёт не так. Используя подобных роботов, операторы ГЭС экономят немалые деньги, поскольку им не требуется обращаться к специализированным компаниям для рутинных осмотра и очистки. Наконец, подводные роботы могут брать пробы воды и донного грунта, а также помогать экологам визуально контролировать биологическое разнообразие в водохранилище. 

* * *

Подводя итог, отметим, что применение роботов в энергетике выглядит перспективно. Практически все рассмотренные нами умные машины повышают безопасность труда: энергетикам нужно реже идти в опасные зоны, подниматься на большую высоту или спускаться под воду. Роботы также помогают точнее контролировать состояния оборудования, предотвращая аварии и массовые отключения электроэнергии. В конце концов, они могут работать там, где мы не можем, и пока не собираются захватить мир.



 

Редакция

Главный редактор: Иван Рогожкин
Консультант: Людмила Зимина
Корректор: Анатолий Печейкин
Дизайнер: Мария Хомутская
Руководитель проекта:
Максим Родионов

Контакты

Россия, 101000,
г. Москва, а/я 230.
Тел.: +7 (916) 422-95-19
Web-site: www.enegrovector.com
E-mail: oilru.com
facebook.com/energovector


©2011-2017. Ежемесячная газета «Энерговектор». Все права защищены.