水力発電所の調圧水槽点検用「非ＧＰＳ対応自律飛行ドローン」の開発について

北海道電力株式会社（以下、北海道電力）および株式会社自律制御システム研究所（以下、ACSL）は、非GPS環境である水力発電所の調圧水槽※1内で自律飛行が可能なドローンを開発しました。

調圧水槽内壁の点検については、通常、調圧水槽の上部から定期的に目視点検を実施し、経年劣化の有無などを確認しています。また、より詳細な点検をする必要がある場合は、命綱を装着した作業員が上部から吊り下がり、直接、ひび割れなどの状況を確認することから、安全面や作業効率面に課題がありました。

北海道電力は、こうした課題を解決するため、近年、設備点検などで実用化が進んでいるドローンに着目し、研究開発分野で連携関係にある北陸電力株式会社、中国電力株式会社、株式会社四国総合研究所および沖縄電力株式会社の協力を得て、ACSLとともに調圧水槽内点検に活用できるドローンの開発を進めてきました。

GPSが届かずかつ暗所という調圧水槽内において、安定的にドローンを飛行させるために、今回、ドローン自らが調圧水槽内にあるライザー管※２などの構造物を目印に、自機との位置関係を計算しながら飛行することができる技術を開発しました（特許出願中：特願2021-000814）。
また、今回開発したドローンは、国内で開発・製造しているため、情報セキュリティやサポート体制が万全であることも特長です。
 

調圧水槽内を降下しながら壁面を撮影するドローン

 

ドローンで撮影した実際の画像

ドローン機体外観正面

北海道電力は、今回の研究開発により作業の安全性向上や点検期間の短縮を図り、カーボンニュートラルの実現に向け重要な役割を持つ再生可能エネルギーの中でも、安定供給に優れた水力発電所の一層の稼働率向上や、費用低減を進めてまいります。

ACSLは、国産の産業用ドローンの開発について、用途特化型機体の開発を戦略の１つとして掲げており、その一つを応用することで、本調圧水槽内部を点検するドローンの開発を行いました。

両社は今後、ドローンの積極的な活用に向けて、GPSが利用できない屋内設備点検などにおいても、自律飛行が可能なドローンの開発について検討を進めてまいります。

※1：発電機の負荷遮断など急な出力変化によって発生する水撃作用を緩和するための設備で、内径が十数メートル・深さが数十メートルほどの円筒形の構造物。水撃作用とは、ウォーターハンマーとも呼ばれ、水車の急停止により水圧管内の水流を急に締め切ったときに、水圧管内に強い衝撃と高水圧が発生する現象。

※2：調圧水槽内にある口径の小さい管であり、調圧水槽本体より先行して水撃作用を緩和する設備。

参考資料：水力発電所の調圧水槽点検用「非ＧＰＳ対応自律飛行ドローン」の開発について
以下URLよりご覧いただけます。
https://www.acsl.co.jp/admin/wp-content/uploads/2021/03/Reference-Development-of-Autonomous-Drones-for-Non-GPS-Environments.pdf

＜会社概要＞
■北海道電力株式会社
代表者　：代表取締役社長　藤井　裕
所在地　：札幌市中央区大通東１丁目２番地
事業内容：電気事業、ガス供給事業　など
URL　　 ：https://www.hepco.co.jp

■株式会社自律制御システム研究所
代表者　：代表取締役社長 兼 COO：鷲谷　聡之
所在地　：東京都江戸川区臨海町3-6-4ヒューリック葛西臨海ビル2階
事業内容：自律制御技術を用いた無人化・IoT化に係るソリューションの提供など
URL　　 ：https://www.acsl.co.jp/