新能源通常包括太陽能,風能,生物能,潮汐能,核能等,以區(qū)別化石能源。在當下諸多與“新能源”相關的概念里,移動機器人在鋰電的生產(chǎn),儲能,移動充電領域,以及光伏領域,取得了較為突出的應用。相比之下,風能領域的移動機器人應用仍處于萌芽階段。今天,我們就來聊一聊移動機器人在風電行業(yè)的應用展望。
風電行業(yè)概述
中國風電行業(yè)在過去幾年取得了長足的發(fā)展。根據(jù)數(shù)據(jù),中國是世界上最大的風能市場和風力發(fā)電設備生產(chǎn)國之一。
1. 生產(chǎn)規(guī)模:中國風電行業(yè)目前擁有龐大的生產(chǎn)規(guī)模。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù),中國已經(jīng)建立了世界上最多的風力發(fā)電裝機容量。截至2022年底,中國的總風力發(fā)電裝機容量超過了300吉瓦,占全球總裝機容量的近40%。中國風電行業(yè)還積極推進離岸風電項目,并在沿海地區(qū)建設了多個離岸風電場。
2. 趨勢:中國風電行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出積極的趨勢。隨著政府對可再生能源的支持力度增加,風電裝機容量不斷增長。中國政府實施了一系列政策和措施,鼓勵投資者參與風電項目建設。此外,技術進步和成本下降也促使風電行業(yè)的快速發(fā)展。中國風電行業(yè)還借鑒國外先進經(jīng)驗,加強與國際風電領域的合作與交流。
3. 持續(xù)改善:中國風電行業(yè)致力于持續(xù)改善技術和運營管理。通過研發(fā)創(chuàng)新,提高風力發(fā)電設備的效率和可靠性,減少能源浪費。同時,中國還加大了對風電場的規(guī)劃和建設監(jiān)管力度,以確保安全環(huán)保的運營。
風電行業(yè)移動機器人的應用場景(按照流程劃分)
1.葉片車間:
在這個車間中,制造風力發(fā)電機組的葉片。這涉及到復合材料的制作,包括纖維預浸料的加工、模具設計與制造以及葉片的成型、固化和表面處理等過程。
和移動機器人應用相關的工藝段為:
檢測和打磨工藝段,
目前現(xiàn)狀為:檢測和打磨共用工位。人工騎行人力三輪車,三輪車上分別裝載檢測設備,打磨設備。典型案例為每個檢測和打磨工藝段具有3個工位,每個工位需要12個工人消耗11小時完成單個葉片的檢測和打磨。
痛點:效率低,耗時耗工位,較多粉塵,工人重復勞動。
使用移動機器人替代的技術關鍵點:
由于每次葉片在工位擺放位置不同,因此需要每次AMR工作之前繞行葉片一周根據(jù)葉片位置構建地圖,或實時構建自然導航地圖。
打磨場景會造成粉塵吸附在激光雷達表面有機玻璃上,需要除塵方案。
噴涂工藝段,
目前典型案例為每個噴涂工藝段具有2個噴涂工位,每個工位需要8個工人消耗12到13小時完成單個葉片的噴涂。
痛點:效率低,耗時耗工位,較多有害油漆顆粒物,工人重復勞動。
使用移動機器人替代的技術關鍵點:
由于每次葉片在工位擺放位置不同,因此需要每次AMR工作之前繞行葉片一周根據(jù)葉片位置構建地圖,或實時構建自然導航地圖。
噴涂場景會造成油漆微顆粒吸附在激光雷達表面有機玻璃上,需要除塵方案。
需要防爆激光雷達解決方案。
噴涂設備和AMR不共用同一套48V鋰電池供電。
葉片倉庫,
由于葉片長度和體積巨大,通常風電工廠將葉片放置于室外。在同一室外倉儲區(qū)域,典型案例為存放數(shù)十根風電葉片。
痛點:需要成熟的雙移動設備聯(lián)動解決方案。
使用移動機器人替代的技術關鍵點:
雙設備聯(lián)動時,在室外空曠環(huán)境中雙車通信良好。
不平整的水泥地面的良好適應性。
室外空曠環(huán)境的導航以及防雨防塵。
2.控制柜車間,也叫做電裝車間:
這個車間負責生產(chǎn)風力發(fā)電機組的控制柜和電氣系統(tǒng)。這涉及到電氣元件的安裝、布線、調試和測試,并確保整個發(fā)電機組的安全運行。主要的工藝步驟為:風電機柜的接線和上電,人工操作為主,不適宜機器人化。
3.裝配車間,也叫做總裝車間:
這個車間是將各個部件進行總裝的地方。在這里,鋼結構、發(fā)電機、葉片和控制系統(tǒng)等部分會被集中組裝起來,并進行最后的檢測和調試。在這個車間,典型的場景為,風電主機具有150噸自重,并存在少量搬運,以人工操作為主,不適宜機器人化。
未來展望
展望未來,隨著包括風電在內的新能源的占比越來越高,相信移動機器人設備在風電領域會逐漸普及,并從風電生產(chǎn)領域延展到風電運營領域:
清洗機器人:
清洗機器人用于清潔風力發(fā)電機組的表面和葉片。它們通常配備噴水裝置和/或刷子,能夠自主地行走并清洗表面。這些機器人可以減少人工清洗的工作量,并提高清洗的精度和效果。
巡檢機器人:
巡檢機器人是用于定期檢查和維護風力發(fā)電機組的機器人系統(tǒng)。它們通常配備了各種傳感器和攝像頭,可以在風力發(fā)電機組上進行巡視和監(jiān)測。這些機器人能夠檢測異常狀況、損壞或需要替換的部件,并提供準確的數(shù)據(jù)和反饋。
關于科爾摩根AGV
科爾摩根 (Kollmorgen) AGV是為自動引導車(AGV) 和移動機器人提供車輛自動化系統(tǒng)套件的全球頂級供應商之一,通過50年持續(xù)而專注的根植于AGV及移動機器人領域,這些套件已經(jīng)安裝在全球超過40.000輛AGV及移動機器人上。公司于1962年在瑞典創(chuàng)建時稱為NDC,于2009年并入科爾摩根 (Kollmorgen)。目前在中國區(qū)域設有銷售、產(chǎn)品和市場以及技術服務支持團隊,2019年起啟用了天津工廠,進而可實現(xiàn)為國內客戶及合作伙伴提供及時的專業(yè)服務。同時位于瑞典的設計和研發(fā)中心也不斷吸取用戶聲音,與全球超過80家客戶、供應商、創(chuàng)新者相互合作,已成為在運動控制領域中最佳解決方案供應商之一。