Sistema de Aeronaves Remotamente Pilotadas Multiplataforma para Inspeção de Linhas de Transmissão

Transcrição

1 Sistema de Aeronaves Remotamente Pilotadas Multiplataforma para Inspeção de Linhas de Transmissão Willian Ramires Pires Bezerra Companhia Hidro Elétrica do São Francisco Chesf Geraldo José Adabo Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA

2 Sumário Parte I Inovando com a Chesf Inspeção de Linhas de Transmissão Motivação do Projeto de P&D Diretrizes Principais do Projeto Objetivo do Projeto Parceria Chesf ITA C.E.S.A.R. 2

3 QUEM SOMOS

4 A INSPIRAÇÃO USINA DE ANGIQUINHO

5 A Grandiosidade da CHESF A Chesf, constituída em 1948, teve a finalidade de alavancar o desenvolvimento da Região Nordeste do país. Investindo em modernas tecnologias e com suas grandes realizações, atingimos a posição de maior Empresa de Geração e Transmissão do País.

6 Nosso Negócio - Geração MW - 10% do Brasil

7 Potência Instalada - GW As dez maiores potências A Potência instalada das dez Empresas representa cerca de 70% do total do Sistema Interligado Nacional (excluída a importação)

8 AS UHEs DA CHESF - RIO SÃO FRANCISCO TRÊS MARIAS hm³ 396 MW V = 32%SE CEMIG SOBRADINHO hm³ 1050 MW V = 60%SE APOLÔNIO SALES 440 MW LUIZ GONZAGA hm³ 1500 MW V = 8%SE PAULO AFONSO I MW II MW III MW MAIS DE 90% DA POTÊNCIA INSTALADA DA CHESF ESTÃO CONCENTRADOS NO RIO SÃO FRANCISCO PAULO AFONSO IV 2460 MW XINGÓ 3000 MW

9 Nosso Negócio - Transmissão Mapa do Sistema Elétrico Configuração 2014/ Km de linhas 20% do Brasil

10 Nosso Negócio - Comercialização Distribuidoras 5 Indústrias 2 7,89% Distribuidoras 10 Comercializadoras - 2 Indústrias 21 39,21% PE 4,81% Distribuidoras 22 Comercializadoras 18 Total Contratado em 2013: GWh 23 Estados + DF Total de Contratos: 98 49,59% 3,31% SP 19,38% RJ 13,32% Distribuidoras 6 Comercializadoras 1 BA 18,30% MG 8,88%

11 A VISÃO DE FUTURO DA CHESF

12 PLANEJAMENTO EMPRESARIAL VALORES Respeito às pessoas. Justiça e equidade. Compromisso com a sociedade. Ética e transparência. Respeito ao meio ambiente. MISSÃO Produzir, transmitir e comercializar energia elétrica com qualidade, de forma rentável e sustentável. VISÃO Garantir o crescimento sustentável até 2019.

13 VISÃO Objetivos Estratégias Projetos Atividades Tarefas Onde queremos estar? Para onde vamos agora? Como chegaremos lá? O que faremos? Como faremos? Como executaremos? I N O V A Ç Ã O A INOVAÇÃO é uma das molas propulsoras para o alcance da VISÃO de uma empresa!

14 INVESTIMENTO P&D+I Distribuição dos percentuais relativos a Lei nº /2000 para investimento em P&D 1% da ROL: Segmento % Investimento Obrigatório Realização 2014 Diferença FNDCT 0,40% R$ ,56 R$ ,56 R$ 0,00 MME 0,20% R$ ,24 R$ ,24 R$ 0,00 P&D ANEEL 0,40% R$ ,56 R$ ,98 +R$ ,42 TOTAL 1,00% R$ ,36 R$ , %

15 O QUANTO JÁ FOI INVESTIDO EM P&D+I PELA CHESF? INVESTIMENTO EM P&D+I 2000 a 2014 FNDCT R$ ,84 MME(EPE) R$ ,87 LEI nº 9.991/2000 P&D+I R$ ,00 TOTAL R$ ,71

16 Os nossos maiores Parceiros

17 INVESTIMENTO FUTURO P&D+I : R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ R$ Projeto Projeto de Gestão de Gest Estrut./Estratégicos Programa Programa Programa Programa Programa Programa Ciclo Ciclo Ciclos Antigos Ciclos Antigos

18 PRINCIPAIS PROJETOS P&D+I PROJETOS ESTRATÉGICOS / ESTRUTURANTES INVESTIMENTO CHESF Central Fotovoltaica da Plataforma Solar de Petrolina - 3,0MW CHAMADA ESTRATÉGICA Nº13 ANEEL Plataforma de Valorização Energética de Resíduos CHAMADA ESTRATÉGICA Nº14 ANEEL Análise e desenvolvimento de torre eólica com altura maior ou igual a 120 m - Torre Eólica - UFPE CHAMADA ESTRATÉGICA Nº17 ANEEL Desenvolvimento de uma pá otimizada para rotores eólicos de diâmetro superior a 100 metros utilizando materiais de alto desempenho - Pá Eólica LACTEC CHAMADA ESTRATÉGICA Nº17 ANEEL VANT - FASE 3 - "Sistema de Aeronave não tripulada multiplataforma para inspeção de linhas de transmissão". R$ ,60 R$ ,91 R$ ,75 R$ ,93 R$ ,73

19 INVESTIMENTO TOTAL EM P&D+I PROJETADO Quant. Projetos Concluídos 153 Quant. Projetos em Andamento 36 Quant. Projetos em Contratação DA 12% DA 6% DA 5% DE 36% DE 44% DE 43% DF 1% DF 0% DF 10% 210 projetos DO 42% DO 44% DO 14% Investimento total de: PR 8% PR 6% PR 29% R$ ,28 21 TOTAL DE PROJETOS P&D CHESF 2000 à 2019

20 20

21 Inspeção de Linhas de Transmissão Início do ciclo de manutenção (preditivo) Impacto na confiabilidade e nos custos operacionais Verificação da LT, seus componentes e seu entorno, com o objetivo de detectar defeitos ou anomalias 21

22 Motivação do Projeto P&D Inspeção Aérea Tripulada Operação Programada de Alto Custo Mobilização Não Programada de Muito Alto Custo Baixa Flexibilidade para Operação Noturna Perigosa (Voo baixa atitude e velocidade reduzida) Sistema Elétrico Brasileiro ~ km Linhas de Transmissão de Alta Tensão Chesf é Responsável por km 22

23 Diretrizes Principais do Projeto Fundamentação Teórica (estado da arte) Soluções Pragmáticas Protótipos Experimentais (Desen. Tecnológico) Redução dos Riscos de Desenvolvimento Foco em Inovações Tecnológicas Desenvolvimento Final de Produto de Mercado 23

24 Objetivo do Projeto Prover uma Solução de Baixo Custo Validada Experimentalmente para Inspeção de Linhas de Transmissão através de VANT (RPAS). Propósito da Inspeção de Linhas de Transmissão : Detecção de Defeitos (estruturas e todos os componentes da LT) Crescimento da Vegetação Ocupação Cultivo 24

25 Metodologia de Desenvolvimento dos Projetos P&D Aneel Fase do Desenvolvimento Pesquisa Básica Pesquisa Aplicada Desenvolvimento Experimental Cabeça de Série Lote Pioneiro Inserção no Mercado Resultado do Projeto Desenvolvimento de Conhecimento Protótipo de Demonstração Protótipo de Desenvolvimento Melhoria do Sistema e Preparação para Industrialização Produção do Primeiro Lote Produção e Comercialização 25

26 Parceria Chesf ITA C.E.S.A.R. Fase do Desenvolvimento Pesquisa Aplicada Desenvolvimento Experimental Cabeça de Série Lote Pioneiro Inserção no Mercado Resultado do Projeto Protótipo de Demonstração Protótipo de Desenvolvimento Melhoria do Sistema e Preparação para Industrialização Produção do Primeiro Lote Produção e Comercialização 26

27 Parceria Chesf ITA C.E.S.A.R. Fase do Desenvolvimento Pesquisa Aplicada Desenvolvimento Experimental Cabeça de Série Lote Pioneiro Inserção no Mercado Resultado do Projeto Protótipo de Demonstração Protótipo de Desenvolvimento Melhoria do Sistema e Preparação para Industrialização Produção do Primeiro Lote Produção e Comercialização 27

28 Parceria Chesf ITA C.E.S.A.R. Fase do Desenvolvimento Pesquisa Aplicada Desenvolvimento Experimental Cabeça de Série Lote Pioneiro Inserção no Mercado Resultado do Projeto Protótipo de Demonstração Protótipo de Desenvolvimento Melhoria do Sistema e Preparação para Industrialização Produção do Primeiro Lote Produção e Comercialização 28

29 Parte II Apresentação Técnica Geraldo Adabo - ITA 29

30 Sumário Parte II Requisitos de Alto Nível Cenário Operacional Concepção do Sistema Sistema de Imageamento Plataformas de Inspeção Sistema de Comunicação Plataforma de Comunicação Regulamentação Aeronáutica Próxima Fase Cabeça de Série Benefícios ao Sistema Elétrico 30

31 Requisitos de Alto Nível RPA/RPAS com Plano de Voo Programado Comprimento de Trechos de LTs de até 350 km Imagens no Espectro Visível e Infravermelho (IR) Transmissão de Video da RPA p/ GCS em Tempo Real RPA Voa Próximo da LT para Obtenção de Detalhes Requisitos de Confiabilidade 31

32 Cenário Operacional 32

33 Concepção do Sistema 33

34 Sistema de Imageamento Zona de Exclusão 34

35 Sistema de Imageamento Zona de IR D2 > D1 35

36 Sistema de Imageamento Zona do Visível D3 > D2 36

37 Sistema de Imageamento: Túnel de Voo - Composição Final Imagens nos Espectros Visível e IR 37

38 Plataformas de Inspeção Necessidade de cumprir requisitos do sistema Sobrevoar Linhas de 350 Centenas km de Quilômetros Voar Próximo da Linha para Obter Detalhes Duas Plataformas de Inspeção Asa Fixa Asa Rotativa 38

39 Plataformas de Inspeção Protótipos de Desenvolvimento de Sistemas Aviônicos 39

40 Plataformas de Inspeção Plano de Voo Programado através de Waypoints 40

41 Plataformas de Inspeção Modelo Conceitual Delta IV MTOW: 25 kg Carga Paga Máxima: 10 kg Comprimento de asa: 4,0 m 41

42 Plataformas de Inspeção Modelo Conceitual Delta IV 42

43 Plataformas de Inspeção Fabricação Delta V Desenvolvimento - Catapulta 43

44 Plataformas de Inspeção Modelo Final Delta V 44

45 Plataformas de Inspeção Manufatura - Beta MTOW: 50 kg Carga Paga Máxima: 15 kg Comprimento de asa = 4,2 m 45

46 Plataformas de Inspeção Protótipo Beta 46

47 Plataformas de Inspeção Protótipos de Asa Rotativa (C.E.S.A.R.) 47

48 Sistema de Comunicação LOS (Line of Sight) não cumpre com: Transmissão de Video em Tempo Real do RPA p/ GCS RPAS com Plano de Voo Programado Video C2 GCS 48

49 Sistema de Comunicação LTA Solução BLOS (Beyond LOS) VANT Balão Cativo como Estação Repetidora (Relay) Transmissão de Video em Tempo Real do RPA p/ GCS RPAS com Plano de Voo GCS Programado 49

50 Plataforma de Comunicação Balão Cativo Modelo de Utilidade Estação Repetidora Link de C2 Link de Video Pseudo RPA Validação do Link C2 BLOS Validação do Link de Vídeo BLOS Mitigação dos Riscos de Desenvolvimento 50

51 Plataforma de Comunicação Comunicação BLOS GCS Balão Automóvel 51

52 Regulamentação Aeronáutica DECEA AIC-N 21/10 : Veículos Aéreos Não Tripulados Autorização de Voo: NOTAM / áreas não populadas ANAC Instrução Suplementar Revisão A: Emissão de Certificado de Autorização de Voo Experimental (CAVE) para Veículos Aéreos Não Tripulados Dois níveis de requisitos Até 25 kg e 400 ft - LOS procedimento simplificado Até 150 kg procedimento regular 52

53 Próxima Fase Cabeça de Série Certificação do Sistema Integrar o Conceito de Inspeção de Linhas de Transmissão Desenvolvido na Fase de Desenvolvimento Experimental ao Contexto Operacional Desenvolver Melhorias Tecnológicas Visando à Otimização do Desempenho Técnico Aumentar o Índice de Nacionalização dos Componentes do Sistema Visando à Redução de Custos e ao Incentivo à Indústria Nacional Preparação para Industrialização do Sistema 53

54 Próxima Fase Cabeça de Série 54

55 Principais Benefícios ao Sistema Elétrico Redução do Custo da Inspeção Aérea Equipamentos Equipe Menor custo do km inspecionado Redução do Custo da Inspeção Terrestre Substituída em parte pela inspeção aérea Maior Disponibilidade do Sistema Inspeções mais frequentes Maior efetividade da inspeção Identificação automática de falhas Melhor Programação da Manutenção Séries históricas de imagens armazenadas Geração automática de relatórios de inspeção 55

56 Obrigado pela atenção Willian Ramires - CHESF willianr@chesf.gov.br Geraldo Adabo - ITA adabo@ita.br Indaiatuba, 15 de junho de