Tương lai, việc kiểm tra nguồn điện sẽ được thực hiện bằng cách kết hợp cặp song sinh kỹ thuật số và phân tích AI. Giải pháp này được các chuyên gia trong ngành điện khẳng định sẽ giúp quản lý cơ sở hạ tầng ngành điện quy mô lớn hiệu quả hơn, nhất là trong bối cảnh chuyển đổi số đang sôi động như hiện nay.
Hiệu quả từ giám sát trong ngành điện bằng máy bay không người lái:
Thuật ngữ máy bay không người lái, hay quen gọi là drone, viết tắt từ cụm từ tiếng Anh Unmanned Aerial Vehicle (UAV) là thiết bị bay không có phi công trên buồng lái. Đây là bộ phận cấu thành của một hệ thống máy bay không người lái (UAS hay unmanned aircraft system), hệ thống bao gồm một máy bay không người lái, một kiểm soát viên mặt đất, và một hệ thống liên lạc giữa UAV và kiểm soát viên. Các chuyến bay của UAV có thể vận hành với nhiều mức độ tự chủ khác nhau hoặc dưới sự điều khiển từ xa bởi một một người vận hành, hoặc tự động bởi máy tính dựa vào một hệ thống tự động.
Về mặt kỹ thuật, một chiếc UAV được định nghĩa là một phương tiện di chuyển trong không trung, không có người lái, sử dụng lực khí động để cung cấp lực nâng, có thể bay tự hành hoặc được điều khiển từ xa, có thể thu hồi tái sử dụng hoặc không, và có thể mang theo tải trọng hoặc không.
Theo PwC, công ty kiểm toán hàng đầu thế giới của Anh, ngành công nghiệp điện là nơi phù hợp nhất với những tiến bộ công nghệ, nhất là khi quá trình chuyển đổi số đang đi vào bản chất. Kết hợp cặp song sinh kỹ thuật số và phân tích AI không chỉ đơn giản là việc quản lý cơ sở hạ tầng điện quy mô lớn mà nó còn là xu hướng tất yếu của tương lai, trong đó UAV là thiết bị không thể thiếu.
Theo báo cáo năm 2018 của PwC, nếu UAV được áp dụng rộng rãi thì Anh có thể thu về bộn tiền, GDP tăng 49,9 tỷ USD và tiết kiệm ròng 19 tỷ USD vào năm 2030. Báo cáo của PwC cũng nhấn mạnh, UAV hiện đã có đủ năng lực để sử dụng trong “việc kiểm tra các tài sản dài, tuyến tính như đường dây điện” và rất quan trọng trong việc thay thế công nghệ cũ khi ngành điện đang tìm cách làm mới để nâng cao hiệu quả kinh tế của mình.
Kinh nghiệm dùng UAV để thi công, giám sát ngành điện:
Stefano Valentini, chủ tịch hãng Drone Volt (DV), công ty Pháp chuyên sản xuất UAV để sử dụng cho ngành năng lượng, cho biết, một trong những công nghệ mới nổi, UAV là thiết bị tương đối đơn giản. “Về cơ bản, một chiếc UAV là một khung bay với một máy tính bay thông minh. Điều tạo nên sự khác biệt là các cảm biến trong tải trọng, đây là công nghệ được sử dụng để xử lý dữ liệu thu thập được và được tích hợp trọn vẹn trong một UAV với thiết kế riêng cho nhiệm vụ giám sát điện”, - Valentini cho hay.
Cũng theo chủ tịch Stefano Valentini, các cảm biến sử dụng không chỉ đơn giản là chụp ảnh hoặc quay video, mà nó còn đảm nhận nhiều chức năng khác. Ví dụ máy bay không người lái Hercules 2 và Hercules 10 được thiết kế để sử dụng trong việc kiểm tra đường dây điện và có thể cung cấp một loạt các dịch vụ, từ giám sát các mối nguy an toàn tiềm ẩn, như phóng hồ quang, đến lập bản đồ mạng lưới đường dây truyền tải. Nhờ sử dụng UAV các công ty chủ quản tiết kiệm khá nhiều chi phí và nâng cao hiệu quả giám sát hạ tầng ngành điện, nhất là tuyến đường truyền tải mà lâu nay vẫn phải làm thủ công.
Ví dụ tại Canada, một UAV hạng nặng Drone Bolt Hercules 20 đã được sử dụng để lắp đặt 6 đường dây điện mới phía trên hệ thống đường dây điện khác đang hoạt động. Công việc hoàn thành trong 1 ngày so với 6 ngày của cách làm cũ phải sử dụng một lượng lớn nhân viên kỹ thuật, chưa kể thiết bị an toàn và phương tiện trên mặt đất.
Trong báo cáo PwC gần đây, các nhà nghiên cứu đã đánh giá hiệu quả của việc sử dụng UAV để giám sát đường dây điện Beauty-Denny tại Scotland và nhận thấy rằng việc sử dụng UAV đã cắt giảm chi phí theo dõi tới 34% so với các trường hợp “kinh doanh thông thường”, quy ra tiền giảm được khoảng 71.587 USD.
Triển vọng và những cản trở khi áp dụng UAV cho ngành điện năng:
Theo các chuyên gia ở DV, UAV cũng có thể là một thứ gì đó mỏng manh khi ngành công nghiệp điện chuyển sang tích hợp công nghệ mới nổi trên quy mô rộng. Ví dụ, AI (trí tuệ nhân tạo) là thành phần cốt lõi trong các dịch vụ của DV, mang lại nhiều lợi ích tiết kiệm chi phí và thời gian giống như UAV.
Hầu hết dữ liệu được thu thập từ hiện trường từ máy ảnh và các cảm biến khác vẫn yêu cầu con người phân tích, phán đoán khi có dữ liệu, hình ảnh hoặc video. Những hoạt động này trôi đi rất chậm, dễ bị lỗi do con người gây ra và không phải lúc nào cũng có. Nhưng nhờ AI, nó có thể tự động hóa và đẩy nhanh quá trình theo cấp độ thời gian thực. Điều này giúp cho các nhóm kỹ thuật có thêm hướng dẫn để hành động nhanh, chỉ trong vài giờ thay vì vài ngày, thậm chí hàng tuần như trước đây.
Ngoài ra còn có một hiện tượng thú vị khác là các quy trình từng được coi là tiên tiến thì nay đang bị loại bỏ dần, và được thay thế bằng các thực hành mang tính đổi mới. Ví dụ về hình ảnh và video được đánh giá bởi con người, thậm chí cả máy bay trực thăng, là những quy trình đang tự lỗi thời trong ngành kiểm tra. Bằng chứng: Các UAV của Drone Volt đang loại dần các thiết bị, công nghệ và cơ sở hạ tầng cồng kềnh, đắt và kém hiệu quả như máy bay trực thăng, cần trục và các phương tiện hạng nặng khác trên mặt đất.
“Theo truyền thống, máy bay trực thăng với nhân viên chuyên trách đã thực hiện kiểm tra đường dây điện, nó bay rất thấp và bay lượn rất gần với đường dây điện cao thế, nên đôi khi an toàn cho người lẫn thiết bị khó lường hết, chưa kể lượng khí thải carbon do chính máy bay tạo ra” - Valentini nhấn mạnh thêm. Vì lý do này mà trong báo cáo PwC năm 2018 đã tiên đoán, tương lai máy bay không người lái sẽ là giải pháp thay thế khả thi, vừa rẻ lại an toàn và có sẵn nên tốt hơn rất nhiều so với dùng trực thăng.
Cùng với thế mạnh, giải pháp dùng UAV cũng giống như bất kỳ phần công nghệ mới nổi nào là chưa được áp dụng triệt để, toàn diện, và cần có một lộ trình nhất định. Theo DV, những thách thức đối với việc áp dụng rộng rãi UAV không phải là công nghệ, hay thiết bị mà là pháp lý. “Những thách thức về công nghệ sẽ được vượt qua bằng cách đầu tư tài chính và tuyển dụng các kỹ sư xuất sắc từ khắp nơi trên thế giới. Thách thức thực sự chính là hàng rào pháp lý, phải mất nhiều năm mới có thể đạt được một khung pháp lý có cấu trúc tốt và tinh gọn ở châu Âu” - Chuyên gia pháp chế của DV cho hay.
Những thách thức này thậm chí còn rõ hơn ở bên ngoài châu Âu. Ví dụ như Nam Phi, quốc gia đã có 33.027 km đường dây điện cao thế và có kế hoạch đầu tư khoảng 7 tỷ USD vào cơ sở hạ tầng năng lượng cuối thập kỷ này. Đây là một mạng lưới đường dây điện rộng và ngày càng phát triển, tuy nhiên nhiều lợi ích mà UAV mang lại bị phủ nhận bởi luật pháp của Nam Phi, viện lý do máy bay không người lái gây mất an ninh, không thể kiểm soát được và không thể bay trong đêm.
“Hydro Quebec (HQ), một trong những nhà sản xuất thủy điện lớn nhất thế giới đã hợp tác với DV phát triển và tiếp thị máy bay không người lái dòng Drone Volt, được thiết kế để kiểm tra đường dây tải điện cao áp. Dòng UAV này miễn nhiễm với trường điện từ 400 kV và có nhiệm vụ chính là bay và hạ cánh trên dây dẫn điện đang hoạt động, chỉ cần tắt động cơ bay, kích hoạt bộ cảm biến, lăn dọc theo đường dây và tiến hành kiểm tra hiện trạng cáp truyền và phân phối. Ngay cả khi đã được đóng điện, UAV vẫn hoạt động hiệu quả và an toàn.
Trong trường hợp này, sự kết hợp của kiến thức hoạt động của UAV và công tác quản lý năng lượng đã giúp cả HQ lẫn DV phát triển và ứng dụng thành công dòng UAV mới một cách hiệu quả và hy vọng vọng trong ngành công nghiệp UAV lẫn năng lượng sẽ sớm hợp tác theo phương án này để giúp nhân loại sớm đạt mục tiêu tiến tới Net Zero vào năm 2050./.
KHẮC NAM - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM
(THEO: PNC - 8/2022)
Link tham khảo: https://power.nridigital.com/future_power_technology_aug22/drones_power_line_inspections
