रोबोट, ड्रोन और सेंसर अब निरीक्षण में मदद करते हैं और निकट भविष्य में ये पूरी तरह से स्वचालित हो सकते हैं।

विशेष स्कैनर से सुसज्जित ड्रोन और रेंगने वाले रोबोट पवन ब्लेड को लंबे समय तक सेवा में रखने में मदद कर सकते हैं, जिससे पवन ऊर्जा की लागत कम हो सकती है, ऐसे समय में जब ब्लेड बड़े, महंगे और परिवहन में कठिन होते जा रहे हैं। इस उद्देश्य से DoE के ब्लेड रिलायबिलिटी कोलैबोरेटिव और सैंडिया नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ता छिपे हुए नुकसान के लिए पवन ब्लेड का गैर-आक्रामक निरीक्षण करने के तरीकों पर काम कर रहे हैं, जबकि कैमरों के साथ पारंपरिक मानव निरीक्षण की तुलना में यह अधिक तेज़ और अधिक विस्तृत है।

पवन ब्लेड दुनिया में निर्मित सबसे बड़ी एकल-टुकड़ा मिश्रित संरचनाएँ हैं, जो किसी भी हवाई जहाज़ से भी बड़ी हैं, और उन्हें अक्सर दूरदराज के स्थानों पर मशीनों पर लगाया जाता है। एक ब्लेड अपने जीवनकाल के दौरान एक अरब लोड चक्रों से गुज़रते हुए बिजली, ओले, बारिश, नमी और अन्य बलों के अधीन होता है, लेकिन आप इसे रखरखाव के लिए हैंगर में नहीं रख सकते।

पैक्वेट कहते हैं कि नियमित निरीक्षण और मरम्मत, टर्बाइन ब्लेड को सेवा में बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। हालाँकि, वर्तमान निरीक्षण विधियाँ हमेशा नुकसान को जल्दी नहीं पकड़ पाती हैं। सैंडिया इसे बदलने के लिए एवियोनिक्स और रोबोटिक्स अनुसंधान से विशेषज्ञता प्राप्त कर रहा है। वे कहते हैं कि नुकसान को दिखाई देने से पहले ही पकड़ कर, छोटी और सस्ती मरम्मत ब्लेड को ठीक कर सकती है और इसकी सेवा जीवन को बढ़ा सकती है।

एक परियोजना में, सैंडिया ने रेंगने वाले रोबोट को एक स्कैनर से सुसज्जित किया जो हवा के ब्लेड के अंदर क्षति की खोज करता है। परियोजनाओं की दूसरी श्रृंखला में, सैंडिया ने ड्रोन को सेंसर के साथ जोड़ा जो क्षति का पता लगाने के लिए सूर्य के प्रकाश की गर्मी का उपयोग करते हैं।

पैक्वेट कहते हैं कि परंपरागत रूप से, पवन उद्योग में पवन ब्लेडों का निरीक्षण करने के दो मुख्य तरीके हैं। पहला विकल्प किसी व्यक्ति को कैमरा और टेलीफोटो लेंस के साथ भेजना है। निरीक्षक ब्लेड से ब्लेड तक जाता है और तस्वीरें खींचता है और दरारें और कटाव जैसे दृश्यमान नुकसान की तलाश करता है। दूसरा विकल्प भी ऐसा ही है, लेकिन जमीन पर खड़े होने के बजाय निरीक्षक पवन ब्लेड टॉवर से नीचे उतरता है या ब्लेड के ऊपर और नीचे क्रेन पर एक मंच चलाता है।

इन दृश्य निरीक्षणों में, आप केवल सतही क्षति देखते हैं। हालाँकि, अक्सर, जब तक आप ब्लेड के बाहरी हिस्से पर दरार देख पाते हैं, तब तक क्षति पहले से ही काफी गंभीर हो चुकी होती है। आपको महंगी मरम्मत करवानी पड़ सकती है या आपको ब्लेड को बदलना भी पड़ सकता है।

पैक्वेट कहते हैं कि ये निरीक्षण इसलिए लोकप्रिय हैं क्योंकि ये किफ़ायती हैं, लेकिन ये नुकसान को तब तक नहीं पकड़ पाते जब तक कि यह बड़ी समस्या न बन जाए। सैंडिया के क्रॉलिंग रोबोट और ड्रोन का उद्देश्य पवन ब्लेडों के गैर-आक्रामक आंतरिक निरीक्षण को उद्योग के लिए एक व्यवहार्य विकल्प बनाना है।

सैंडिया और उसके साझेदारों इंटरनेशनल क्लाइम्बिंग मशीन्स और डोफिटेक ने बांधों का निरीक्षण करने वाली मशीनों से प्रेरित होकर रेंगने वाला रोबोट बनाया है। रोबोट हवा के ब्लेड पर एक तरफ से दूसरी तरफ और ऊपर-नीचे घूम सकता है, जैसे कोई बिलबोर्ड पर पेंटिंग कर रहा हो। ऑन-बोर्ड कैमरे सतह पर होने वाले नुकसान का पता लगाने के लिए उच्च-निष्ठा वाली तस्वीरें लेते हैं, साथ ही छोटे सीमांकन जो बड़े, भूमिगत नुकसान का संकेत दे सकते हैं। चलते समय, रोबोट चरणबद्ध सरणी अल्ट्रासोनिक इमेजिंग का उपयोग करके ब्लेड को नुकसान के लिए स्कैन करने के लिए एक छड़ी का भी उपयोग करता है।

स्कैनर काफी हद तक अल्ट्रासाउंड मशीनों की तरह काम करता है जिसका इस्तेमाल डॉक्टर शरीर के अंदर देखने के लिए करते हैं, सिवाय इसके कि इस मामले में यह ब्लेड में आंतरिक क्षति का पता लगाता है। इन अल्ट्रासोनिक संकेतों में होने वाले बदलावों का विश्लेषण करके क्षति का संकेत दिया जाता है।

सैंडिया के वरिष्ठ वैज्ञानिक और रोबोटिक क्रॉलर परियोजना के प्रमुख डेनिस रोच का कहना है कि चरणबद्ध अल्ट्रासोनिक निरीक्षण से मोटे, मिश्रित ब्लेड के अंदर किसी भी परत पर क्षति का पता लगाया जा सकता है।

अशांति से होने वाले प्रभाव या अत्यधिक तनाव से सतह पर ऐसी क्षति होती है जो दिखाई नहीं देती। विचार यह है कि क्षति का पता लगाना है इससे पहले कि यह गंभीर आकार में बढ़ जाए और इसे कम खर्चीली मरम्मत से ठीक किया जा सके जिससे ब्लेड का डाउनटाइम भी कम हो। हम किसी भी विफलता या ब्लेड को हटाने की आवश्यकता से बचना चाहते हैं।

रोच ने रोबोटिक क्रॉलर्स को पवन ब्लेडों के लिए एक-स्टॉप निरीक्षण और मरम्मत पद्धति के भाग के रूप में देखा है।

कल्पना कीजिए कि एक मरम्मत दल एक प्लेटफॉर्म पर हवा के ब्लेड पर चढ़ रहा है और रोबोट उसके आगे रेंग रहा है। जब रोबोट को कुछ मिलता है, तो निरीक्षक रोबोट से उस स्थान को चिह्नित करवा सकते हैं ताकि सतह के नीचे क्षति का स्थान स्पष्ट हो सके। मरम्मत दल क्षति को दूर करता है और मिश्रित सामग्री की मरम्मत करता है। निरीक्षण और मरम्मत की यह वन-स्टॉप शॉपिंग ब्लेड को जल्दी से वापस सेवा में लाने में मदद करती है।

सैंडिया ने कई छोटे व्यवसायों के साथ मिलकर ड्रोन को इन्फ्रारेड कैमरे से लैस करने के लिए कई परियोजनाओं पर काम किया है, जो हवा के कारण ब्लेड को होने वाले नुकसान का पता लगाने के लिए सूर्य की रोशनी से निकलने वाली गर्मी का उपयोग करते हैं। थर्मोग्राफी नामक इस विधि से ब्लेड के अंदर आधे इंच तक के नुकसान का पता लगाया जा सकता है।

हमने एक ऐसी विधि विकसित की है जो ब्लेड को धूप में गर्म करती है, और फिर ब्लेड को तब तक रोल या पिच करती है जब तक कि वह छाया में न आ जाए। सूरज की रोशनी ब्लेड में फैलती है और बराबर हो जाती है। जैसे-जैसे वह गर्मी फैलती है, आप उम्मीद करते हैं कि ब्लेड की सतह ठंडी हो जाएगी। लेकिन खामियाँ गर्मी के प्रवाह को बाधित करती हैं, जिससे सतह ऊपर रह जाती है और खामियाँ गर्म हो जाती हैं। इन्फ्रारेड कैमरा उन गर्म स्थानों का पता लगाता है और इसे पता लगाए गए नुकसान के रूप में लेबल करता है।

वर्तमान में विमान रखरखाव जैसे अन्य उद्योगों के लिए जमीन पर आधारित थर्मोग्राफी उपकरणों का उपयोग किया जाता है। एली कहते हैं कि चूंकि इस एप्लिकेशन के लिए कैमरे ड्रोन पर लगाए जाते हैं, इसलिए रियायतें देनी होंगी।

आप ड्रोन पर कुछ महंगा नहीं चाहते जो क्रैश हो सकता है, और आप बिजली की खपत करने वाला नहीं चाहते। इसलिए, हम वास्तव में छोटे IR कैमरों का उपयोग करते हैं जो हमारे मानदंडों को पूरा करते हैं और फिर हम अतिरिक्त जानकारी प्रदान करने के लिए ऑप्टिकल इमेज और लिडार का उपयोग करते हैं।

लिडार, जो रडार की तरह है, लेकिन रेडियो आवृत्ति तरंगों के बजाय दृश्यमान प्रकाश का उपयोग करता है, यह मापता है कि वस्तुओं के बीच की दूरी निर्धारित करने के लिए प्रकाश को एक बिंदु तक पहुँचने और वहाँ से आने में कितना समय लगता है। नासा के मंगल लैंडर कार्यक्रम से प्रेरणा लेते हुए, शोधकर्ताओं ने एक लिडार सेंसर का उपयोग किया और सुपर-रिज़ॉल्यूशन छवियों को इकट्ठा करने के लिए ड्रोन की गति का लाभ उठाया। हवा के ब्लेड का निरीक्षण करने वाला ड्रोन चित्र लेते समय हिलता है, और वह गति सुपर-रिज़ॉल्यूशन छवियों को इकट्ठा करना संभव बनाती है।

आप अतिरिक्त पिक्सेल भरने के लिए गति का उपयोग करते हैं। यदि आपके पास 100- गुणा 100 पिक्सेल कैमरा या लिडार है और आप एक तस्वीर लेते हैं, तो आपके पास केवल वही रिज़ॉल्यूशन होगा। लेकिन यदि आप तस्वीरें लेते समय इधर-उधर घूमते हैं, तो एक उप-पिक्सल राशि से, आप उन अंतरालों को भर सकते हैं और एक महीन जाल बना सकते हैं। कई फ़्रेमों से डेटा को एक सुपर-रिज़ॉल्यूशन छवि के लिए एक साथ जोड़ा जा सकता है।

लाइडार और सुपर-रिजोल्यूशन इमेजिंग का उपयोग करने से शोधकर्ताओं को यह भी पता लगाने में मदद मिलती है कि ब्लेड कहां क्षतिग्रस्त है, तथा लाइडार ब्लेड के किनारों पर क्षरण को भी माप सकता है।

पुलों और बिजली लाइनों का स्वायत्त निरीक्षण पहले से ही वास्तविकता है, और पैक्वेट का मानना ​​है कि वे पवन ब्लेड की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने का भी महत्वपूर्ण हिस्सा बन जाएंगे।

स्वायत्त निरीक्षण एक बहुत बड़ा क्षेत्र होने जा रहा है, और पवन ऊर्जा उद्योग में यह वास्तव में सार्थक है, ब्लेडों के आकार और स्थान को देखते हुए। किसी व्यक्ति को क्षति की जांच करने के लिए ब्लेड से ब्लेड तक चलने या गाड़ी चलाने की आवश्यकता के बजाय, कल्पना कीजिए कि यदि निरीक्षण स्वचालित हो जाए तो कैसा होगा।

पैक्वेट का कहना है कि विभिन्न प्रकार के निरीक्षण तरीकों के लिए जगह है, साधारण जमीन-आधारित कैमरा निरीक्षण से लेकर ब्लेड के स्वास्थ्य का निर्धारण करने के लिए ड्रोन और क्रॉलर के साथ मिलकर काम करने तक।

मैं कल्पना कर सकता हूँ कि प्रत्येक पवन ऊर्जा संयंत्र में एक ड्रोन या ड्रोनों का एक बेड़ा होगा जो हर दिन उड़ान भरता है, पवन ऊर्जा टर्बाइनों के चारों ओर उड़ता है, उनके सभी निरीक्षण करता है, और फिर वापस आकर अपना डेटा अपलोड करता है। फिर पवन ऊर्जा संयंत्र संचालक आएगा और डेटा को देखेगा, जिसे पहले से ही कृत्रिम बुद्धिमत्ता द्वारा पढ़ा जा चुका होगा जो पिछले निरीक्षणों से ब्लेड में अंतर देखता है और संभावित समस्याओं को नोट करता है। फिर संचालक अधिक विस्तृत रूप से देखने और मरम्मत की योजना बनाने के लिए संदिग्ध क्षति वाले ब्लेड पर एक रोबोट क्रॉलर तैनात करेगा। यह उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण प्रगति होगी।