רובוטים, מל"טים וחיישנים עוזרים כעת לבדיקות ויכולים להיות אוטומטיים במלואם בעתיד הלא רחוק.

מל"טים ורובוטים זוחלים המצוידים בסורקים מיוחדים עשויים לעזור להבי הרוח להישאר בשירות זמן רב יותר, מה שעלול להוריד את עלות אנרגיית הרוח בכל פעם שהלהבים הולכים וגדלים, יקרים יותר וקשים יותר להובלה. לשם כך החוקרים במעבדה הלאומית של אמינות הלהב של DOE, מעבדה הלאומית של סנדיה עובדים על דרכים לבדיקת להבי רוח לא פולשניים לנזק נסתר תוך שהם מהירים ומפורטים יותר מאשר בדיקות אנושיות מסורתיות עם מצלמות.

להבי הרוח הם המבנים המורכבים הגדולים ביותר לחלק היחיד שנבנו בעולם, אפילו גדולים יותר מכל מטוס, ולעתים קרובות הם מקבלים מכונות במקומות מרוחקים. להב נתון לברק, ברד, גשם, לחות וכוחות אחרים תוך כדי ריצה של מיליארד מחזורי עומס במהלך חייה, אך אינך יכול פשוט להנחית אותו בקולב לתחזוקה.

עם זאת, בדיקה ותיקון שגרתי הוא קריטי לשמירה על להבי טורבינה בשירות, אומר פאקט. עם זאת, שיטות הבדיקה הנוכחיות לא תמיד נגרמות נזק די מהר. סנדיה שואבת על מומחיות ממחקר אוויוניקה ורובוטיקה כדי לשנות זאת. על ידי תפיסת נזק לפני שהוא הופך לעין, תיקונים קטנים יותר וזולים יותר יכולים לתקן את הלהב ולהרחיב את חיי השירות שלו, הוא אומר.

בפרויקט אחד, סנדיה הצליחה לרובוט זוחל עם סורק המחפש נזק בתוך להבי הרוח. בסדרה שנייה של פרויקטים, סנדיה מזדווגת מל"טים עם חיישנים המשתמשים בחום מאור השמש כדי לאתר נזק.

באופן מסורתי, לתעשיית הרוח היו שתי גישות עיקריות לבדיקת להבי רוח, אומר פקט. האפשרות הראשונה היא לשלוח מישהו עם מצלמה ועדשת טלפוטו. הפקח עובר מלהב ללהב מצלם תמונות ומחפש נזק גלוי, כמו סדקים ושחיקה. האפשרות השנייה דומה, אך במקום לעמוד על האדמה המפקח מתנודד במגדל להב רוח או לתמרן פלטפורמה על מנוף במורד הלהב.

בבדיקות חזותיות אלה אתה רואה רק נזק לפני השטח. לעתים קרובות, עד שתוכלו לראות סדק בצד החיצוני של להב, הנזק כבר די חמור. אתה מסתכל על תיקון יקר או שתצטרך אפילו להחליף את הלהב.

הבדיקות הללו היו פופולריות מכיוון שהן סבירות, אך הן אינן יכולות לנזק נזק לפני שהן גדלות לבעיה גדולה יותר, אומר פקט. הרובוטים והמל"טים הזוחלים של סנדיה נועדו לבצע בדיקה פנימית לא פולשנית של להבי הרוח לאופציה ברת קיימא לתעשייה.

מכונות טיפוס בינלאומיות של סנדיה ושותפים בנו דופיטק בנו רובוט זוחל בהשראת המכונות הבודקות סכרים. הרובוט יכול לנוע מצד לצד ומעלה ומטה להב רוח, כמו מישהו שצייר שלט חוצות. מצלמות על גבי הלוח מצליפות תמונות אמינות גבוהות לגילוי נזק פני השטח, כמו גם תיחומים קטנים העלולים לאותת על נזק גדול יותר ותת-קרקעי. תוך כדי מעבר דירה, הרובוט משתמש גם בשרביט כדי לסרוק את הלהב לנזק באמצעות הדמיה קולית שלמה.

הסורק עובד כמו מכונות אולטרסאונד המשמשות רופאים כדי לראות בגופות בתוך, למעט במקרה זה הוא מגלה נזק פנימי ללהבים. שינויים בחתימות קולי אלה מנותחות אוטומטית כדי להצביע על נזק.

המדען הבכיר של סנדיה ופרויקט הסורק הרובוטי מוביל דניס רואץ 'אומר כי בדיקה קולית שלמה שלב יכול לאתר נזק בכל שכבה בתוך הלהבים המורכבים העבים.

השפעה או אוברסטר מהסערה יוצרים נזק מתחת לפני השטח שאינו נראה לעין. הרעיון הוא למצוא נזק לפני שהוא גדל לגודל קריטי וניתן לתקן אותו עם תיקונים פחות יקרים המורידים גם את השבתה של הלהב. אנו רוצים להימנע מכל כישלונות או מהצורך להסיר להב.

Roach רואה את הסורקים הרובוטיים כחלק משיטת בדיקה ותיקון של אחד מהלהבי הרוח.

דמיין צוות תיקונים על הרציף העולה על להב רוח כשהרובוט זוחל קדימה. כאשר הרובוט מוצא משהו, פקחים יכולים לגרום לרובוט לסמן את המקום כך שמיקום של נזק מתחת לפני השטח ניכר. צוות התיקונים טוחן את הנזק ומתקן את החומר המורכב. קניות חד-פעמיות זו של בדיקה ותיקון מאפשרת ללהב לחזור לשירות במהירות.

סנדיה עבדה גם עם כמה עסקים קטנים בסדרה של פרויקטים לתלבושת מל"טים עם מצלמות אינפרא אדום המשתמשות בחום מאור השמש כדי לאתר נזק להביי רוח נסתרים. שיטה זו, הנקראת תרמוגרפיה, מגלה נזקים בעומק של חצי אינץ 'בתוך הלהב.

פיתחנו שיטה שמחממת את הלהב בשמש ואז מגלגלת או מגרש להב עד שהוא בצל. אור השמש מתפזר ללהב ומשווה. מכיוון שחום זה מתפזר, אתה מצפה משטח הלהב יתקרר. אולם פגמים נוטים לשבש את זרימת החום ולהשאיר את פני השטח מעל ופגמים חמים. המצלמה האינפרא אדום מגלה את אותם כתמים חמים ומתייגת אותה כנזק שזוהה.

ישנם מכשירי תרמוגרפיה מבוססי קרקע המשמשים כיום לתעשיות אחרות, כמו תחזוקת מטוסים. מכיוון שהמצלמות מורכבות על מל"טים ליישום זה, יש לבצע ויתורים, אומר אלי.

אתה לא רוצה משהו יקר במזל"ט שיכול להתרסק, ואתה לא רוצה חזיר כוח. לכן אנו משתמשים במצלמות IR קטנות באמת שמתאימות לקריטריונים שלנו ואז אנו משתמשים בתמונות אופטיות ולידר כדי לספק מידע נוסף.

LIDAR, שהוא כמו מכ"ם אך משתמש באור גלוי במקום גלי תדר רדיו, מודד כמה זמן לוקח אור לנסוע לנקודה וממנה כדי לקבוע את המרחק בין האובייקטים. החוקרים השתמשו בהשראה מתוכנית Mars Lander של נאס"א, והשתמשו בחיישן לידר וניצלו את תנועת המזל"ט כדי לאסוף תמונות רזולוציה סופר. מזל"ט הבודק על להב רוח נע בזמן שהוא מצלם תמונות, והתנועה הזו מאפשרת לאסוף תמונות רזולוציות סופר.

אתה משתמש בתנועה כדי למלא פיקסלים נוספים. אם יש לך מצלמה או לידר של 100 על 100 פיקסלים ולצלם תמונה אחת, הרזולוציה הזו היא כל מה שיש לך. אבל אם אתה מסתובב בזמן שאתה מצלם, לפי סכום תת-פיקסל, אתה יכול למלא את הפערים האלה וליצור רשת עדינה יותר. ניתן לחבר את הנתונים מכמה מסגרות לתמונה רזולוציית סופר.

השימוש בהדמיית LiDAR ו- Super Fesolution מאפשר לחוקרים לעקוב במדויק במקומות היכן הפגום הלהב, ולידר יכול גם למדוד שחיקה בקצוות הלהב.

בדיקות אוטונומיות של גשרים וקווי חשמל הם כבר מציאות, ופאקט מאמין שהם יהפכו גם לחלקים חשובים להבטיח אמינות להב הרוח.

בדיקה אוטונומית הולכת להיות תחום ענק, והיא באמת הגיונית בתעשיית הרוח, בהתחשב בגודל ובמיקום הלהבים. בתוך אדם שצריך ללכת או לנסוע מלהב ללהב כדי לחפש נזק, דמיין אם בדיקות היו אוטומטיים.

פאקט אומר שיש מקום למגוון שיטות בדיקה, מבדיקות מצלמה פשוטות על בסיס קרקע ועד מל"טים וסורקים העובדים יחד כדי לקבוע את בריאותו של להב.

אני יכול לדמיין כל צמח רוח שיש לו מזל"ט או צי מל"טים שממריא כל יום, לעוף סביב טורבינות הרוח, לעשות את כל הבדיקות שלהם ואז לחזור ולהעלות את הנתונים שלהם. ואז מפעיל מפעלי הרוח ייכנס ויסתכל דרך הנתונים, שכבר נקראו על ידי בינה מלאכותית המחפשת הבדלים בלהבים מהבדיקות הקודמות ומציינת סוגיות פוטנציאליות. לאחר מכן המפעיל יפרוס סורק רובוטי על הלהב עם חשד לנזק כדי לקבל תמצית תכנון מפורטת יותר. זו תהיה התקדמות משמעותית עבור הענף.