روبوتات ارامكو السعودية ذكية وتعزز الكفاءة التشغيلية

تمكنت من إيجاد حلول لتراكم الغبار على الألواح الشمسية

مهندسان يجريان عملية صيانة لروبوت المياه الضحلة

تواصل شركة «أرامكو السعودية» أبحاثها العلمية لتطوير أنشطتها التشغيلية من خلال حلول مبتكرة تواكب تقنيات الإنتاج والخدمات في مختلف قطاعاتها، وذلك في إطار التوسع التقني الذي يوفر كثيراً من المزايا التي تتعلق بالكفاءة والسلامة، ويرفع مستويات الموثوقية ويعزّز قدراتها في تطوير أعمالها.
وفيما تعمل جميع قطاعات وأقسام الشركة على تطوير أنشطتها ومواكبة التقنيات الذكية وصولاً إلى حلول مبتكرة، يجري مركز البحوث والتطوير في «أرامكو السعودية» بحثاً متطوراً، يتوقع أن يؤدي إلى تطور سريع في التقنية وتسويق الأنظمة الذكية التي تساند أعمال الشركة وتساعد في مراقبة سلامة المنشآت.
تساعد تلك التقنيات في التعامل مع التحديات القائمة والمتوقعة، إذ تُعتبر ضرورية لتحقيق كفاءة التشغيل وترشيد النفقات في الوقت الذي تساند مركز الشركة العالمي كمُنتج موثوق للزيت والغاز.
يتمثل الهدف الرئيسي الذي تسعى «أرامكو السعودية» لتحقيقه في التقليل من التكاليف السنوية للتآكل من خلال تركيز جهودها على ثلاث آليات رئيسة تتمثل في: التنبؤ بحدوث التآكل من خلال تطوير برامج متقدمة، والكشف عن التآكل واستشعاره، وأخيراً منع التآكل وتقليله من خلال استخدام المواد المتقدمة.
يعمل فريق الأنظمة الذكية في «أرامكو السعودية» على إيجاد حلول لتقنية الفحص المصممة لتلبية حاجات مرافق التشغيل في «أرامكو السعودية»، حيث يركز على مشاريع تشمل تطوير أجهزة ومعالجات ذكية يُمكن تطبيقها لضمان سلامة الموجودات، وذلك بالتعاون مع كبار الشركات والجامعات العالمية.
طور الفريق من خلال تركيزه على الروبوتات في السنوات الست الأخيرة أربع تقنيات فريدة تخدم برنامج الاستشعار والمراقبة.
عبر السنوات تضمن فريق الأنظمة الذكية اثنا عشر شخصاً، سبعة منهم من خريجي جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية، ويمثلون عشر دول مختلفة.
درس معظم أعضاء الفريق هندسة الميكانيكا وأنظمة التحكم وذلك ضمن تخصصات الهندسة الميكانيكية، أو هندسة الكهرباء أو هندسة الإلكترونيات، مع التركيز على الروبوتات وأجهزة القياس والمجالات المشابهة الأخرى.
يقع مقر الفريق حالياً في مجمع البحوث بجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية للاستفادة من قربه من مختبر الروبوتات والأنظمة الذكية والتحكم في الجامعة، واستخدام مرافقها مثل ورش العمل المركزية ومختبرات إعداد النماذج الأولية.
في ظل حاجة عمليات «أرامكو السعودية» لحلول تقنية مستدامة وذكية، طور باحثو الشركة «روبوت أرامكو السعودية» للفحص، وهو عبارة عن زاحف مغناطيسي روبوتي قادر على المعاينة وفحص الأنابيب باستخدام الموجات فوق الصوتية. يمكنه أيضاً استشعار تسرّب الغاز على الأسطح الفولاذية المرتفعة التي يصعب الوصول إليها.
يسهم «روبوت الفحص» في خفض الأخطار المحتملة ومدة المعاينة والتكاليف المترتبة على نصب السقالات المفردة المستخدمة في أعمال المعاينة.
«الروبوت» الذي يعمل لاسلكياً، مستقل، ويتيح مستويات متقدمة في مجال الخفة والبراعة أثناء التحرك على الأسطح الفولاذية ضمن نطاقٍ واسعٍ من المنحنيات، بما يجعله متفوقاً على نظرائه في السوق.
ولتسويق تقنية «روبوت أرامكو السعودية» للفحص، أُنشئت شركة جديدة في المملكة من خلال مشروع استثماري واتفاقية للترخيص، وتوجد حالياً ثلاث وحدات من «روبوت الفحص» في مختبر جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية.
نتج عن تصنيع «روبوت أرامكو السعودية» للفحص تقديم عشرة طلبات للحصول على «براءات اختراع»، وقد مُنح سبع براءات اختراع.
«روبوت الفحص» والمراقبة في المياه الضحلة، نظام روبوتي مزوّد بتقنيات فحص مدمجة يمكن تشغيله عن بُعد في المياه الضحلة، وذلك لتعزيز سرعة وكفاءة وسلامة فحص خطوط الأنابيب.
هذه التقنية المتطورة تعتبر نوعا من الابتكار المهم للتعامل مع التحديات الجوهرية التي تواجه «أرامكو السعودية» ضمن أعمالها الواسعة.
وينطوي فحص الأنابيب في المياه الضحلة على مصاعب، حيث يُجري أعمال الفحص غواصون يرتبطون بسفينة الإسناد أو سفن مساندة الغواصين بكابل، وهو يستخدم للتزويد بالهواء وكوسيلة للاتصال مع الغواص ولنقل إرسال مرئي مباشر عبر الكاميرا. ومن شأن استخدام روبوت الفحص والمراقبة في المياه الضحلة الاستغناء عن الغواصين، وجعل عملية الفحص أكثر سلامة وسرعة.
ويكون الإبحار عن طريق «سفن مساندة الغواصين» في المياه الضحلة صعباً، وأحياناً مستحيلاً، بسبب خطر التعرض للاصطدام بقاع البحر أو العوائق تحت المياه. لذلك تُستخدم طرق بديلة لفحص الأنابيب في المياه الضحلة، بما في ذلك استخدام القوارب الصغيرة.
وتُعد تلك الطرق بطيئة جداً مقارنة بالفحص في المياه الأكثر عمقاً. ويُتيح روبوت الفحص والمراقبة في المياه الضحلة المجال لفحص الأنابيب بطريقة آمنة وسريعة وأكثر فعالية، واستخدامه يقلّل كثيراً من الوقت والتكلفة نتيجة لعمليات الفحص في المياه الضحلة.
صمّم روبوت الفحص والمراقبة في المياه الضحلة، وطُور وجُرّب ميدانياً خلال أقل من سنتين ممّا أدّى إلى نشر استخدامه قبل الموعد المحدد بخمسة أشهر.
وحصل الروبوت على جائزة التميز في «أرامكو السعودية» أخيراً لدوره في تعزيز مركز الشركة والمملكة كرائدين في التقنيات الابتكارية. ونتج عن ابتكاره 11 براءة اختراع، وهو محميّ بسبع براءات اختراع.
تعتبر الألواح الشمسية مصدراً اقتصادياً ومستداماً ومتجدداً وموثوقاً للطاقة، لذا ينبغي أن تحظى بعناية وصيانة دورية مستمرة، إذ يمكن لتراكم الغبار على هذه الألواح أن يؤدي إلى تأثير كبير على كفاءتها.
يمكن لتراكم الغبار أن يؤدي إلى تخفيض الكفاءة بنسبة 2 في المائة أو أكثر أسبوعياً، ويمكن لعاصفة غبار أن تخفض فعالية الألواح الشمسية بنسبة 40 في المائة. لذلك ومن أجل تعظيم ربحية وإنتاجية محطة الطاقة الشمسية، من الضروري التقليل من تراكم الغبار والشوائب.
في إطار إيجاد حلول علمية لذلك، ابتكر فريق الأنظمة الذكية بـ«أرامكو السعودية» تقنية روبوتية لتخفيف كمية الغبار، وهي تقنية منخفضة التكلفة للتقليل من الأثر السلبي للغبار على إنتاجية الألواح الشمسية. بعد سنتين توصلت الأبحاث والتجارب على النماذج الأولية إلى حل يتمثل في تقنية آلية للتنظيف الجاف في مواعيد محددة أو عند الطلب.
هذه التقنية جاهزة حالياً لمساعدة الشركة والمملكة لجني الأرباح الكاملة من نشر استخدام الطاقة الشمسية على نطاقٍ واسعٍ في المنطقة من خلال تطبيق تقنية تخفيف آثار الغبار آلياً.
وأثبتت الأبحاث الرئيسة التي أُجريت خلال المشروع، أنّ التنظيف الجاف للألواح الشمسية باستخدام هذه التقنية، التي نتج عن ابتكارها تقديم أربع براءات اختراع لا تؤثر سلباً على أداء الألواح الشمسية.
نتيجةً لذلك صدرت نشرتان علميتان مؤثرتان من شأنهما مساعدة صناعة الطاقة الشمسية في أن تصبح أكثر كفاءة وفعالية في المناطق القاحلة بالسعودية.
قبل إجراء هذا البحث، كانت الألواح الشمسية تُنظّف يدوياً، وهو أمر مكلف ويؤدي إلى استخدام كميات كبيرة من المياه، ويمكن أن يلحق الضرر بها.
ثبت أن هذه التقنية تحافظ على أكثر من 99 في المائة من الأداء، ممّا نتج عنه زيادة في توليد الطاقة بنسبة 1 في المائة على الأقل أسبوعياً مقارنة بالتنظيف بالمياه المقطرة واستخدام الأيدي العاملة، ممّا يعني أن هناك زيادة مباشرة في إنتاج محطة الطاقة الشمسية بنسبة 1 في المائة من خلال التحوّل من الأسلوب الحالي إلى تقنيات تخفيف الغبار آلياً، وذلك يؤدي أيضاً إلى تخفيض تكلفة التشغيل.
نتج عن نجاح تقنية تخفيف الغبار آلياً، التقدم بطلب الحصول على أربع براءات اختراع، فيما تعمل شركة محلية حالياً على ترخيص هذه التقنية وتسويقها.