Rất nhiều tiền được tham gia vào việc sửa chữa các tuabin gió. Việc thay thế các thành phần lớn như hộp số hay cánh quạt nói riêng đi kèm với chi phí cao. Thường phải triển khai một cần trục. Nếu không có ngay phụ tùng thay thế phù hợp hoặc nếu thời tiết không hợp tác, hệ thống có nguy cơ đứng yên trong thời gian dài. Điều này dẫn đến mất thu nhập, được cộng thêm vào chi phí sửa chữa. Nó trở nên đặc biệt khó chịu cho các nhà khai thác nếu hợp đồng dịch vụ không đề cập đến trường hợp này.
Do đó, lý tưởng nhất là có thể lập kế hoạch hoạt động như vậy càng sớm càng tốt. Đối với điều này, điều quan trọng là phải theo dõi tình trạng của các thành phần, giám sát tình trạng từ khóa. Điều này hoạt động với tất cả các loại cảm biến được gắn vào các thành phần – hoặc với các quá trình quang học. Các nhà nghiên cứu và các công ty đang liên tục làm việc để xác định thiệt hại ở giai đoạn đầu và ghi lại cách nó phát triển. Trước khi xảy ra tổn thất toàn bộ, bộ phận sẽ được thay thế hoặc sửa chữa.
Các cánh quạt nhận được sự quan tâm đặc biệt. Họ phải chịu đựng những áp lực rất lớn, chịu mưa, mưa đá, bão và sét, cũng như nước mặn ở một số nơi. Thiệt hại không phải là hiếm, và cần phải kiểm tra thường xuyên. Để tránh các nhiệm vụ leo núi tốn kém và mất thời gian của các nhân viên dịch vụ, ngành công nghiệp hiện đang ngày càng dựa vào máy bay không người lái. Chúng được trang bị camera độ phân giải cao và do đó có thể quan sát toàn bộ hệ thống. Các bản ghi âm sau đó được đánh giá bởi các chuyên gia (năng lượng mới 01/21).
Nhưng ngay cả khi đó, hệ thống đã đi vào bế tắc. Nó cũng có thể khác. Công ty Nawrocki Alpin có trụ sở tại Berlin, phối hợp với Viện Fraunhofer về Optronics, Công nghệ Hệ thống và Đánh giá Hình ảnh, đã phát triển một phương pháp để có thể kiểm tra tình trạng bên ngoài của cánh quạt từ mặt đất trong quá trình vận hành. Công ty cho đến nay vẫn hoạt động trong lĩnh vực leo núi công nghiệp và cung cấp, cùng với những thứ khác, các dịch vụ cho tuabin gió như sửa chữa cánh quạt. Theo công ty, công nghệ được cấp bằng sáng chế “Romotion Cam” là công nghệ đầu tiên trên thế giới.
René Harendt, Giám đốc kỹ thuật tại Nawrocki Alpin, giải thích: “Đó là một hệ thống camera được gắn trên một giá ba chân. “Tổng cộng có hai camera được lắp đặt. Với đầu xoay, máy ảnh có thể theo dõi chính xác chuyển động quay của tuabin và chụp ảnh có độ phân giải cao của các cánh quạt. ”Ngoài ra, chúng có thể thích ứng với những thay đổi về tốc độ của cánh quạt khi gió thổi mạnh hơn hoặc yếu hơn. .
Khắc phục sự cố thông qua so sánh ảnh
Harendt giải thích: “Thiết bị được định vị và căn chỉnh ở phía trước và sau đó là phía sau hệ thống. Tài liệu này mất mười phút mỗi trang. “Các bức ảnh chụp được hiển thị theo thời gian thực trong phần mềm liên quan và tự động được gán cho cánh quạt tương ứng và hệ thống. Nếu đã có bản ghi của một trang tính, các bức ảnh mới sẽ tự động được so sánh với tài liệu trước đó. ”Trong trường hợp bị hư hỏng, quá trình thiệt hại có thể được hiển thị và ghi lại.
Cuối cùng, vấn đề là xác định khi nào lưỡi dao cần được sửa chữa hoặc thay thế. Việc thu thập dữ liệu liên tục trong quá trình kiểm tra cũng cho phép các ứng dụng dữ liệu lớn. Bằng cách đánh giá thông tin thu thập được, có thể thu được kiến thức quan trọng về hoạt động của các cánh rôto trong một khoảng thời gian dài hơn.
Có thể kiểm tra tối đa mười tuabin trong một trang trại gió mỗi ngày bằng Romotion Cam. Harendt tin rằng mức độ hiệu quả này không thể đạt được với bất kỳ hình thức kiểm tra nào khác – máy bay không người lái hoặc máy bay leo núi. Ngược lại với hai phương pháp đã đề cập, Romotion Cam cũng có thể được sử dụng, ví dụ, ở tốc độ gió cao hơn. Lợi thế hơn nữa là chi phí nhân sự thấp và mức độ an ninh cao, vì không ai phải vào nhà máy trực tiếp.
Harendt hiện không thể cung cấp bất kỳ thông tin nào về chi phí chính xác của toàn bộ chi phí. Tuy nhiên, ông hy vọng tiết kiệm tới 60% so với các phương pháp kiểm tra khác: “Càng kiểm tra nhiều hệ thống trong trang trại điện gió thì càng rẻ.” Tuy nhiên, Romotion Cam vẫn chưa được sử dụng trên thực địa. Chúng tôi hiện đang đàm phán với các nhà sản xuất tuabin và các công ty dịch vụ để đưa hệ thống này ra thị trường – cũng trong lĩnh vực nước ngoài. Ngoài ra, có thể hình dung được sự phát triển hơn nữa của công nghệ, chẳng hạn bằng cách triển khai tùy chọn đo nhiệt độ, Harendt nói.
Ngược lại với việc phát hiện bề mặt có độ phân giải cao, bên trong lá cũng có thể được kiểm tra xem có bị hư hỏng hoặc bất thường từ bên ngoài hay không. “Với camera hồng ngoại, các cánh quạt của tuabin gió được ghi lại từ mặt đất hoặc từ trên không. Rainer Krankenhagen giải thích nguyên tắc này, chúng tôi có thể thu thập thông tin về thiệt hại tiềm ẩn hoặc các đặc điểm cấu trúc bên trong từ các cấu hình nhiệt độ không gian và thời gian trên bề mặt lá. Ông là chuyên gia về nhiệt học và nghiên cứu đề tài tại Viện Nghiên cứu và Thử nghiệm Vật liệu Liên bang (BAM).
Krankenhagen nói: “Nếu có sự bất thường trong các hình ảnh nhiệt, điều này có thể liên quan đến dòng nhiệt bị gián đoạn trong vật liệu và do đó dẫn đến hư hỏng bên trong. Chúng bao gồm, ví dụ, sự bắt đầu của các vết nứt, các khuyết tật trong các liên kết cán mỏng hoặc bong tróc. Chúng thường không thể nhận ra từ bên ngoài, ngay cả ở cự ly gần. Các khu vực bị ảnh hưởng sau đó có thể được kiểm tra chặt chẽ hơn bởi các nhà leo núi công nghiệp và tốt nhất là được sửa chữa. Bằng cách này, hư hỏng có thể được phát hiện kịp thời và tránh được việc sửa chữa lớn hoặc hỏng hóc toàn bộ.
Mặc dù công nghệ này đã được sử dụng trong thực tế ngày nay, nhưng kết quả cho đến nay khá mâu thuẫn và do đó không mấy khả quan, chuyên gia của BAM cho biết. Cơ sở khoa học sẽ bị thiếu. Điều đó sẽ thay đổi với dự án EvalTherm kéo dài ba năm (đánh giá nhiệt kế thụ động để phát hiện hư hỏng cánh quạt trên tuabin gió), được bắt đầu vào tháng 8 năm 2020.
Nhằm mục đích sẵn sàng cho thị trường
Các đối tác trong dự án chung bao gồm Viện Nghiên cứu Gỗ Fraunhofer và công ty Infratec, nhằm phát triển một camera hồng ngoại đặc biệt phù hợp cho máy bay không người lái. Bộ Kinh tế Liên bang đang tài trợ cho dự án với tổng số tiền là 1,1 triệu euro. Mục đích là để đưa phương pháp đo nhiệt độ thụ động đến với sự trưởng thành của thị trường.
Ngược lại với phương pháp đo nhiệt chủ động, trong đó thành phần cần kiểm tra được làm nóng bằng lò sưởi bức xạ hoặc tia laser, ví dụ, điều này không được thực hiện với biến thể thụ động. Krankenhagen cho biết: “Với các bộ phận lớn như cánh quạt, quá trình hoạt động quá tốn thời gian và không thực tế.
Mặt khác, trong nhiệt kế thụ động, bức xạ mặt trời, đường cong nhiệt độ trong ngày và các ảnh hưởng khí hậu khác được sử dụng. “Điều quan trọng là phải đo chính xác khi độ tương phản nhiệt độ giữa vùng nguyên vẹn của linh kiện và vùng có khuyết tật bên trong là lớn nhất. Đây là cách duy nhất để xác định hiệu ứng rất yếu. ”Thời điểm tốt là buổi sáng đầy nắng sau một đêm băng giá hoặc buổi tối của một ngày hè ấm áp.
Đó cũng chính là điều mà dự án EvalTherm hướng tới: “Chúng tôi muốn xác định các điều kiện thời tiết mà nhiệt kế có thể được sử dụng tốt nhất”. Krankenhagen giải thích, các nhà nghiên cứu cũng muốn tìm hiểu để hiểu được các tác động bên ngoài như thay đổi bức xạ mặt trời, biến động nhiệt độ hoặc thay đổi điều kiện gió ảnh hưởng đến quá trình này. “Một cánh quạt có bề mặt lớn. Nếu mặt trời chiếu vào nó trong ba giờ, nó có ảnh hưởng đến phép đo. “
Phần lớn nhất của dự án là các chiến dịch đo lường tại hiện trường vào các thời điểm khác nhau trong ngày và trong năm. Ngoài ra, theo Krankenhagen, các mô phỏng với dữ liệu thời tiết hiện tại và dự báo thời tiết cũng nên được thực hiện để có thể diễn giải tốt hơn kết quả đo.
Nhà khoa học hy vọng rằng phương pháp chụp ảnh nhiệt sẽ cung cấp một phương pháp “an toàn, đáng tin cậy và đồng thời, hiệu quả về chi phí để kiểm tra các cánh quạt.” Tuy nhiên, quá trình chụp ảnh vẫn được yêu cầu để có thể phát hiện các hư hỏng bên ngoài đối với cánh quạt. bề mặt. Do đó, một hệ thống tốt sẽ có thể làm được cả hai điều này.
Chuyên gia của BAM nhận thấy tiềm năng lớn về nhiệt kế, đặc biệt là trong lĩnh vực ngoài khơi. Nó có lẽ sẽ là tàu đầu tiên tự thành lập ở đó vì việc sửa chữa trên biển tốn nhiều thời gian và tốn kém. Điều này sẽ không làm cho chúng thừa, nhưng chúng có thể được lập kế hoạch tốt hơn nhiều.
