Podwodne roboty skanujące podstawy morskich turbin wiatrowych oraz drony sprawdzające ich łopaty powietrznie – to sposób na obniżenie kosztów eksploatacji morskich farm wiatrowych przy zastosowaniu zaawansowanych technologicznie rozwiązań. Wciąż jednak nie wiadomo, czy wyposażone w lasery roboty będą na tyle niezawodne i skuteczne, by zastąpić ludzkich inspektorów i ręcznie instalowane czujniki.

Wykrywanie uszkodzeń łopat na czas ma kluczowe znaczenie dla operatorów morskich farm wiatrowych, ponieważ każda poważna awaria szkodzi produkcji energii, zmniejsza wydajność i generuje dodatkowe koszty. Dlatego właśnie stosuje się technologie monitorowania – aby uniknąć takich awarii, kontrolować koszty i optymalizować działania konserwacyjne.

Jednak sama konserwacja wiąże się z kosztami. Według João Marques, z portugalskiego stowarzyszenia badawczego INESC TEC, inspekcja i konserwacja stanowią do 30% wszystkich kosztów operacyjnych. “Duża część związana jest z wysyłaniem załóg konserwacyjnych na łodziach w celu zbadania i naprawy infrastruktury offshore wind” – powiedział w artykule z 20 stycznia, opublikowanym przez Unijny magazyn Horizon – EU Research & Innovation.

Tu pojawia się pomysł wykorzystania robotów i zdalnych technologii do obniżenia niektórych kosztów. Finansowany przez UE projekt ATLANTIS testuje kombinację technologii: drony powietrzne i urządzenia podwodne wyposażone w wizualne i niewizualne obrazowanie, sonary lub obrazowanie w podczerwieni w celu inspekcji infrastruktury. Miejsce testowe projektu znajduje się na istniejącej morskiej farmie wiatrowej na Oceanie Atlantyckim, 20 km od północnego portugalskiego miasta Viana do Castelo.

“U wybrzeży Portugalii zespół podwodnych robotów skanuje podstawy turbin na farmie wiatrowej i szuka oznak uszkodzeń, podczas gdy drony z powietrza sprawdzają łopaty. Działanie to jest częścią projektu mającego na celu zmniejszenie kosztów inspekcji, dłuższą pracę turbin wiatrowych i ostatecznie obniżenie ceny energii elektrycznej” – wyjaśniają w artykule autorzy projektu. “Badania przeprowadzone w ramach projektu sugerują, że technologie oparte na robotyce mogłyby zwiększyć ilość czasu, w którym statki konserwacyjne mogą pracować na farmach wiatrowych o około 35%”, dodają.

“Wraz z ciągłym rozwojem instalacji turbin wiatrowych na całym świecie, staje się coraz bardziej niepraktyczne, aby tradycyjne metody zaspokoiły zapotrzebowanie na indywidualne inspekcje łopat turbin”, powiedział David Kaskie, wiceprezes Grupy MISTRAS ds. produktów i systemów. Dodał: “Jest rzeczą zasadniczą, aby operatorzy ewoluowali swoje podejście do utrzymania łopat. Zastosowanie technologii zdalnego monitorowania, takich jak tych proponowanych przez Sensoria™, może pomóc firmom z branży energetyki wiatrowej w zmianie podejścia w zakresie konserwacji, polegającej na przejściu od reaktywności do zdalnego śledzenia integralności łopat, z naciskiem na optymalizację i ich wartość w całej flocie”.

Pytanie brzmi, czy technologie te mogą identyfikować pęknięcia na łopatkach turbin tak skutecznie, jak sprawdzone i stosowane dotychczas metody. Wiodącą z nich jest monitoring stanu technicznego (CM – condition monitoring), bazujący na pomiarach czujników w czasie rzeczywistym. Przykładem takiego rozwiązania jest monitor łopat wiatrowych Sensoria™ Grupy MISTRAS. Wykorzystuje on technologię emisji akustycznej (AE – acoustic emission), a dane akustyczne są zbierane przez czujniki i systemy akwizycji danych zainstalowane na turbinie. Technicy dostępu linowego instalują w każdej łopacie turbiny jeden czujnik, który działa w sposób ciągły 24/7/365. Czujniki “nasłuchują” zmian w strukturze łopatek wskazujących na pęknięcie, rozerwanie lub inne uszkodzenia. W momencie wykrycia takiej nieprawidłowości, czujnik przesyła tę informację do skrzynki akwizycji danych zainstalowanej w piaście turbiny. Następnie dane dotyczące integralności łopat wiatrowych są przekazywane do internetowego portalu danych, aby pomóc operatorom w podejmowaniu bardziej świadomych decyzji dotyczących kontroli i konserwacji. W tym przypadku technologia laserowa jest wykorzystywana jedynie jako wtórne narzędzie weryfikacji.

“Nie jestem pewien, jak technologia laserowa sprawdza się w przypadku pęknięć jako inspekcja podstawowa. Tak czy inaczej, ludzie znajdą alternatywne rozwiązania, aby wypełnić braki, a świadomość wypróbowanej i sprawdzonej technologii jako najlepszej opcji dla łopat jest najważniejsza” – powiedział portalowi BalticWind.eu ekspert z branży.

Według badań finansowanych przez UE, farmy wiatrowe poddane zrobotyzowanej konserwacji mogłyby zwiększyć moc wszystkich farm wiatrowych w UE o 1%.