تساعد الروبوتات والطائرات بدون طيار وأجهزة الاستشعار في عمليات التفتيش الآن ويمكن أن تكون مؤتمتة بالكامل في المستقبل غير البعيد.

يمكن أن تساعد الطائرات بدون طيار والروبوتات المزدهرة التي تم تجهيزها بماسحات ضوئية خاصة على البقاء في الخدمة لفترة أطول ، مما قد يقلل من تكلفة طاقة الرياح في وقت تصبح فيه الشفرات أكبر وأكثر دفعة وأكثر صعوبة في النقل. ولتحقيق هذا الغاية ، يعمل الباحثون في مختبر موثوقية Blade التابع لـ DOE و Sandia National Laboratory على طرق لتفقد شفرات الرياح بشكل غير موسع للحصول على أضرار خفية بينما تكون أسرع وأكثر تفصيلاً من عمليات التفتيش البشرية التقليدية مع الكاميرات.

تعد شفرات الرياح أكبر الهياكل المركبة المفردة التي تم بناؤها في العالم ، وأكبر من أي طائرة ، وغالبًا ما يتم وضعها على آلات في المواقع البعيدة. تخضع الشفرة للبرق ، والبرد ، والأمطار ، والرطوبة ، وغيرها من القوى أثناء الركض في دورة تحميل مليار خلال حياتها ، لكن لا يمكنك الهبوط في شماعات للصيانة.

يقول باكيت إن التفتيش والإصلاح الروتيني أمر بالغ الأهمية للحفاظ على شفرات التوربينات في الخدمة. ومع ذلك ، فإن أساليب التفتيش الحالية لا تسبب دائمًا أضرارًا قريبًا بما فيه الكفاية. تعتمد سانديا على خبرة من أبحاث إلكترونيات الطيران والروبوتات لتغيير ذلك. من خلال اللحاق بالضرر قبل أن يصبح مرئيًا ، يمكن للإصلاحات الأصغر والأرخص إصلاح الشفرة وتمديد عمر خدمتها ، كما يقول.

في أحد المشاريع ، قامت Sandia بتجهيز روبوت مزاحم مع ماسح ضوئي يبحث عن تلف داخل شفرات الرياح. في سلسلة ثانية من المشاريع ، قامت سانديا بإقران الطائرات بدون طيار مع أجهزة استشعار تستخدم الحرارة من أشعة الشمس للكشف عن التلف.

تقليديًا ، كان لدى صناعة الرياح طرقين رئيسيين لتفتيش شفرات الرياح ، كما يقول باكيت. الخيار الأول هو إرسال شخص ما بكاميرا وعدسة تليفوتوغرافي. ينتقل المفتش من الشفرة إلى صور التقاط الشفرة والبحث عن أضرار مرئية ، مثل الشقوق والتآكل. الخيار الثاني متشابه ، ولكن بدلاً من الوقوف على الأرض ، يقوم المفتش بالتشويش على برج شفرة الرياح أو المناورات على منصة على رافعة لأعلى ولأسفل.

في عمليات التفتيش البصرية هذه ، ترى فقط تلف السطح. في كثير من الأحيان ، بحلول الوقت الذي يمكنك فيه رؤية صدع على السطح الخارجي للشفرة ، يكون الضرر شديدًا بالفعل. أنت تنظر إلى إصلاح باهظ الثمن أو قد تضطر إلى استبدال الشفرة.

تقول باكيت إن عمليات التفتيش هذه كانت شائعة لأنها في متناول الجميع ، لكنها لا يمكن أن تلحق الضرر قبل أن تنمو إلى مشكلة أكبر. تهدف الروبوتات والطائرات الطائرات بدون طيار في سانديا إلى إجراء فحص داخلي غير موسع لشفرات الرياح خيارًا قابلاً للتطبيق للصناعة.

قامت آلات التسلق الدولية Sandia and Partners و Dophitech ببناء روبوت زحف مستوحى من الآلات التي تفحص السدود. يمكن أن ينتقل الروبوت من جانب إلى جانب وأعلى ولأسفل شفرة الرياح ، مثل شخص يرسم لوحة إعلانية. تلتقط الكاميرات على متن الصور صورًا عالية الدقة للكشف عن تلف السطح ، بالإضافة إلى ترسيم الحدود الصغيرة التي قد تشير إلى أضرار أكبر ، تحت سطح الأرض. أثناء التحرك ، يستخدم الروبوت أيضًا عصا لمسح الشفرة للتلف باستخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية الصفيف.

يعمل الماسح الضوئي مثل آلات الموجات فوق الصوتية التي يستخدمها الأطباء لرؤية الأجسام الداخلية ، إلا في هذه الحالة يكتشف الأضرار الداخلية للشفرات. يتم تحليل التغييرات في هذه التوقيعات بالموجات فوق الصوتية تلقائيًا للإشارة إلى الضرر.

يقول دينيس روش ، كبير العلماء الكبار في سانديا ومشروع الزاحف الروبوتي ، إن فحص الموجات فوق الصوتية على مراحل المصفاة يمكن أن يكتشف الأضرار في أي طبقة داخل الشفرات المركبة السميكة.

التأثير أو الزائد من الاضطراب يخلق أضرارًا تحت السطحية غير مرئية. تتمثل الفكرة في العثور على أضرار قبل أن تنمو إلى حجم حرج ويمكن إصلاحها مع الإصلاحات الأقل تكلفة التي تقلل أيضًا من وقت تعطل الشفرة. نريد تجنب أي إخفاقات أو الحاجة إلى إزالة الشفرة.

يتصور روتش زحف الروبوت كجزء من طريقة التفتيش والإصلاح الشاملة لشفرات الرياح.

صور فريق إصلاح على منصة ترتفع شفرة الرياح مع روبوت يزحف إلى الأمام. عندما يجد الروبوت شيئًا ما ، يمكن للمفتشين الحصول على الروبوت علامة على البقعة حتى يكون موقع الضرر تحت السطحي واضحًا. يطحن فريق الإصلاح الضرر ويصلح المادة المركبة. يتيح هذا التسوق من التفتيش والإصلاح هذا الشفرة العودة إلى الخدمة بسرعة.

عملت سانديا أيضًا مع العديد من الشركات الصغيرة في سلسلة من المشاريع لتجهيز الطائرات بدون طيار مع كاميرات الأشعة تحت الحمراء التي تستخدم الحرارة من أشعة الشمس للكشف عن تلف شفرة الرياح المخفية. تكتشف هذه الطريقة ، التي تسمى الحرارية ، تلفًا يصل عمقه إلى نصف بوصة داخل الشفرة.

قمنا بتطوير طريقة تسخن الشفرة في الشمس ، ثم تتدحرج أو نصل نصل حتى تكون في الظل. ضوء الشمس ينتشر في النصل ويساوي. مع انتشار هذه الحرارة ، تتوقع أن يبرد سطح الشفرة. لكن العيوب تميل إلى تعطيل تدفق الحرارة ، وترك السطح أعلاه والعيوب ساخنة. تكتشف الكاميرا بالأشعة تحت الحمراء تلك النقاط الساخنة وتسمياتها كضرر تم اكتشافها.

هناك أجهزة تصوير حراري أرضي تستخدم حاليًا للصناعات الأخرى ، مثل صيانة الطائرات. لأن الكاميرات مثبتة على طائرات بدون طيار لهذا التطبيق ، يجب تقديم تنازلات ، كما يقول إيلي.

أنت لا تريد شيئًا مكلفًا على طائرة بدون طيار يمكن أن تصطدم ، ولا تريد خنزير القوة. لذلك ، نستخدم كاميرات الأشعة تحت الحمراء الصغيرة التي تناسب معاييرنا ، ثم نستخدم الصور البصرية و lidar لتوفير معلومات إضافية.

يقيس Lidar ، الذي يشبه الرادار ولكنه يستخدم الضوء المرئي بدلاً من موجات التردد الراديوي ، المدة التي يستغرقها الضوء للسفر من وإلى نقطة لتحديد المسافة بين الكائنات. باستلهام برنامج Mars Lander التابع لناسا ، استخدم الباحثون مستشعر LiDar واستغلوا حركة الطائرات بدون طيار لجمع الصور الفائقة الدقة. تتحرك طائرة بدون طيار التي تفحص شفرة الرياح أثناء التقاط الصور ، وهذه الحركة تجعل من الممكن جمع صور فائقة الدقة.

يمكنك استخدام الحركة لملء وحدات البكسل الإضافية. إذا كان لديك كاميرا أو LIDAR 100- 100 بكسل والتقاط صورة واحدة ، فإن هذه الدقة هي كل ما ستحصل عليه. ولكن إذا تحركت أثناء التقاط الصور ، بمقدار بكسل فرعي ، يمكنك ملء هذه الثغرات وإنشاء شبكة أدق. يمكن تجميع البيانات من عدة إطارات معًا للحصول على صورة فائقة الدقة.

يتيح استخدام Lidar و Super-Desolution Comming أيضًا للباحثين على وجه التحديد حيث تتضرر الشفرة ، ويمكن أن يقيس Lidar أيضًا التآكل على حواف الشفرة.

تعد عمليات التفتيش المستقلة للجسور وخطوط الطاقة حقائق بالفعل ، ويعتقد Paquette أنها ستصبح أيضًا أجزاء مهمة لضمان موثوقية شفرة الرياح.

سيكون الفحص الذاتي مساحة ضخمة ، ومن المنطقي حقًا في صناعة الرياح ، بالنظر إلى حجم وموقع الشفرات. كانت آلية.

تقول Paquette إن هناك مجالًا لمجموعة متنوعة من طرق التفتيش ، من عمليات التفتيش البسيطة للكاميرا إلى الطائرات بدون طيار والزحف العاملين معًا لتحديد صحة الشفرة.

أستطيع أن أتخيل كل نبات رياح يحتوي على طائرة بدون طيار أو أسطول من الطائرات بدون طيار يقلع كل يوم ، ويطير حول توربينات الرياح ، ويقوم بجميع عمليات التفتيش الخاصة بهم ، ثم يعودون وتحميل بياناتهم. بعد ذلك ، سيأتي مشغل نبات الرياح وينظر من خلال البيانات ، والتي سيتم قراءتها بالفعل بواسطة الذكاء الاصطناعي الذي يبحث عن الاختلافات في الشفرات من عمليات التفتيش السابقة والملاحظات. سيقوم المشغل بعد ذلك بنشر زاحف روبوتي على الشفرة مع أضرار مشتبه فيها للحصول على مظهر أكثر تفصيلاً وإصلاحات خطة. سيكون تقدمًا كبيرًا لهذه الصناعة.