Robotlar, dronlar ve sensörler şimdi denetimlere yardımcı olur ve çok uzak olmayan bir gelecekte tam olarak otomatikleştirilebilir.

Özel tarayıcılarla donatılan dronlar ve tarama robotları, rüzgar bıçaklarının daha uzun süre hizmette kalmasına yardımcı olabilir, bu da bıçakların daha büyük, daha pahalı ve taşınması daha zorlaştığı bir zamanda rüzgar enerjisi maliyetini düşürebilir. Bu amaçla Doe's Blade Güvenilirliği İşbirliği ve Sandia National Laboratory'deki araştırmacılar, kameralarla geleneksel insan denetimlerinden daha hızlı ve daha ayrıntılı olarak rüzgar bıçaklarını gizli hasar açısından incelemenin yolları üzerinde çalışıyorlar.

Rüzgar bıçakları, dünyada inşa edilmiş, herhangi bir uçaktan daha büyük olan en büyük tek parçalı kompozit yapılardır ve genellikle uzak yerlerde makinelere konurlar. Bir bıçak, ömrü boyunca milyar yük döngülerinden geçerken yıldırım, dolu, yağmur, nem ve diğer kuvvetlere maruz kalır, ancak onu bakım için bir askıya indiremezsiniz.

Paquette, rutin inceleme ve onarımın türbin bıçaklarını hizmette tutmak için kritik olduğunu söylüyor. Ancak, mevcut muayene yöntemleri her zaman yeterince hasar yakalamamaktadır. Sandia, bunu değiştirmek için aviyonik ve robot araştırmalarından uzmanlıktan yararlanıyor. Görünür hale gelmeden önce hasarı yakalayarak, daha küçük ve daha ucuz onarımlar bıçağı düzeltebilir ve servis ömrünü uzatabilir.

Bir projede Sandia, rüzgar bıçaklarında hasar arayan bir tarayıcı ile tarama yapan bir robotu donattı. İkinci bir projede Sandia, hasarı tespit etmek için güneş ışığından gelen ısıyı kullanan sensörlerle uçağı eşleştirdi.

Paquette, geleneksel olarak, rüzgar endüstrisinin rüzgar bıçaklarını denetlemek için iki ana yaklaşımı olduğunu söylüyor. İlk seçenek birine kamera ve telefoto lens ile göndermektir. Müfettiş, Blade'den Blade Snapping fotoğraflarına ve çatlaklar ve erozyon gibi görünür hasar arıyor. İkinci seçenek benzerdir, ancak yerde durmak yerine, müfettiş bir rüzgar bıçağı kulesinden aşağı iner veya bıçağın yukarı ve aşağı bir vinç üzerinde bir platform manevra yapar.

Bu görsel denetimlerde sadece yüzey hasarını görürsünüz. Çoğu zaman, bir bıçağın dışında bir çatlak görebileceğiniz zaman, hasar zaten oldukça şiddetlidir. Pahalı bir onarıma bakıyorsunuz ya da bıçağı değiştirmeniz gerekebilir.

Paquette, bu denetimlerin popüler olduğu için popülerdi, ancak daha büyük bir soruna dönüşmeden önce hasar yakalayamıyorlar. Sandia'nın sürünen robotları ve dronları, rüzgar bıçaklarının noninvaziv iç incelemesini endüstri için uygun bir seçenek haline getirmeyi amaçlamaktadır.

Sandia ve Partners International Tırmanma Makineleri ve Dophitech, barajları inceleyen makinelerden esinlenen sürünen bir robot inşa etti. Robot, bir reklam panosu boyama gibi bir rüzgar bıçağından yan yana ve yukarı ve aşağı hareket edebilir. Yerleşik kameralar, yüzey hasarını tespit etmek için yüksek hassasiyetli görüntülerin yanı sıra daha büyük, yüzey altı hasarına işaret edebilen küçük sınırlamaları yakalar. Hareket ederken, robot ayrıca aşamalı dizi ultrasonik görüntüleme kullanarak hasar için bıçağı taramak için bir asa kullanır.

Tarayıcı, doktorlar tarafından iç cisimleri görmek için kullanılan ultrason makinelerine çok benziyor, ancak bu durumda bıçaklara iç hasarı tespit ediyor. Bu ultrasonik imzalardaki değişiklikler, hasarı göstermek için otomatik olarak analiz edilir.

Sandia kıdemli bilim adamı ve robotik paletli proje kurşun Dennis Roach, aşamalı bir dizi ultrasonik incelemenin kalın, kompozit bıçakların içindeki herhangi bir katmanda hasarı tespit edebileceğini söylüyor.

Türbülanstan etkisi veya aşırı gerilme, görünür olmayan yüzey altı hasar yaratır. Fikir, kritik boyuta büyümeden önce hasar bulmaktır ve bıçak kesinti süresini azaltan daha ucuz onarımlarla düzeltilebilir. Herhangi bir arızadan veya bir bıçağı çıkarma ihtiyacından kaçınmak istiyoruz.

Roach robotik tarayıcıları rüzgar bıçakları için tek durak denetim ve onarım yönteminin bir parçası olarak öngörüyor.

Bir platformda bir onarım ekibini hayal edin, robotun önde sürdüğü bir rüzgar bıçağını yukarı çıkar. Robot bir şey bulduğunda, müfettişler robotun yeri işaretleyebilir, böylece yeraltı hasarının yeri belirgindir. Onarım ekibi hasarı öğütür ve kompozit malzemeyi onarır. Bu tek elden denetim ve onarım alışverişi, bıçağın hızlı bir şekilde hizmete girmesini sağlar.

Sandia ayrıca, gizli rüzgar bıçağı hasarını tespit etmek için güneş ışığından gelen ısıyı kullanan kızılötesi kameralarla uçağı donatmak için bir dizi projede birkaç küçük işletme ile çalıştı. Termografi adı verilen bu yöntem, bıçağın içindeki yarım inç derinliğe kadar hasarı tespit eder.

Bıçağı güneşte ısıtan ve daha sonra bıçağı gölgeye gelene kadar yuvarlar veya ziflamlı bir yöntem geliştirdik. Güneş ışığı bıçağa yayılır ve eşitlenir. Bu ısı yayıldıkça, bıçağın yüzeyinin soğumasını beklersiniz. Ancak kusurlar ısı akışını bozma eğilimindedir, yüzeyi yukarıda bırakır ve kusurlar sıcaktır. Kızılötesi kamera bu sıcak noktaları tespit eder ve tespit edilen hasar olarak etiketler.

Şu anda uçak bakımı gibi diğer endüstriler için kullanılan yer tabanlı termografi cihazları bulunmaktadır. Kameralar bu uygulama için dronlara monte edildiğinden, tavizler yapılmalı, diyor Ely.

Bir drone üzerinde çökebilecek pahalı bir şey istemezsiniz ve bir güç domuzu istemezsiniz. Bu nedenle, kriterlerimize uyan gerçekten küçük IR kameralar kullanıyoruz ve daha sonra ek bilgi sağlamak için optik görüntüler ve lidar kullanıyoruz.

Radar gibi ancak radyo frekansı dalgaları yerine görünür ışık kullanan LiDar, nesneler arasındaki mesafeyi belirlemek için bir noktaya ve bir noktaya seyahat etmenin ne kadar sürdüğünü ölçer. NASA'nın Mars Lander programından ilham alan araştırmacılar, bir LiDAR sensörü kullandılar ve süper çözünürlüklü görüntüler toplamak için drone hareketinden yararlandı. Bir rüzgar bıçağını inceleyen bir drone görüntü alırken hareket eder ve bu hareket süper çözünürlüklü görüntüleri toplamayı mümkün kılar.

Hareketi ek pikselleri doldurmak için kullanırsınız. 100-100 piksel kameranız veya lidarınız varsa ve bir fotoğraf çekiyorsanız, bu çözünürlük sahip olacağınız tek şeydir. Ancak fotoğraf çekerken, alt piksel miktarıyla hareket ederseniz, bu boşlukları doldurabilir ve daha ince bir ağ oluşturabilirsiniz. Birkaç çerçeveden elde edilen veriler, süper çözünürlüklü bir görüntü için bir araya getirilebilir.

LiDAR ve süper çözünürlüklü görüntülemeyi kullanmak, araştırmacıların bıçağın nerede hasar gördüğünü tam olarak izlemesine olanak tanır ve LiDAR ayrıca bıçak kenarlarındaki erozyonu ölçebilir.

Köprülerin ve elektrik hatlarının özerk denetimleri zaten gerçeklerdir ve Paquette, rüzgar bıçağı güvenilirliğini sağlamanın önemli parçaları haline geleceğine inanmaktadır.

Otonom denetim büyük bir alan olacak ve bıçakların büyüklüğü ve yeri göz önüne alındığında, rüzgar endüstrisinde gerçekten mantıklı. otomatikti.

Paquette, basit yer tabanlı kamera denetimlerinden dronlara ve bir bıçağın sağlığını belirlemek için birlikte çalışan tarayıcılara kadar çeşitli inceleme yöntemleri için yer olduğunu söylüyor.

Her bir rüzgar bitkisinin her gün kalkan bir drone veya bir drone filosu olan, rüzgar türbinleri etrafında uçan, tüm teftişlerini yapıp geri gelip verilerini yükleyebiliyorum. Daha sonra rüzgar tesisi operatörü içeri girecek ve önceki teftişlerden ve potansiyel sorunları not eden bıçaklardaki farklılıklar arayan yapay zeka tarafından okunacak verilere bakacak. Operatör daha sonra daha ayrıntılı bir görünüm ve plan onarımları elde etmek için şüpheli hasarla bıçağa robotik bir tarayıcı dağıtacaktır. Endüstri için önemli bir ilerleme olacaktır.