使用Flyability Elios 3進行風力發電機檢查, 節省超過100萬美元

風能是最早的能源形式之一,最早以風車和農業形式出現。如今,風力發電機正幫助為地球提供動力。 2022年,全球7.33%的能源來自風力。

然而,風力發電機的建造、運輸和檢查非常複雜。全球的生產速度非常快,但一個陸基風力發電機的葉片長度可超過170英尺(52公尺)。全球最大的風力發電機-金風GWH252-16MW風力發電機,其渦輪轉子直徑為827英尺(252公尺),中心軸高度達479英尺(146公尺)。風力發電機葉片的大尺寸使得它們的安裝變得非常困難,檢查和維護的過程也同樣複雜。

檢查員一直在嘗試找到安全的方式,以便在風力發電機投入運行之前和之後進行檢查。這些檢查可以用來確保風力發電機內建的防雷保護正確配置,並確保風力發電機內部沒有裂縫或降解。葉片內部可能存在油脂或缺少螺栓的風險,如果積聚起來,可能會變得危險——或者在雷擊時,如果發生燃燒,後果會更加嚴重。

Pathfinder Optics公司正在使用Elios 3進行一些美國最大風力發電機的安全且更快速的檢查。

Joseph Valenzuela是Pathfinder Optics公司的營運經理,這是一家專門從事機器人和無人機檢查的公司。 Joseph作為無人機飛行員的豐富經驗使他成為檢查風力發電機的理想人選。在開始作為無損檢測技術員的職業生涯後,Joseph開始接觸無人機。他發現許多檢查需要在高處或封閉空間進行工作,並希望利用機器人技術作為更安全的替代方案。憑藉著這種熱情和動力,Pathfinder Optics應運而生。

現在,Pathfinder Optics利用一支多種機器人和無人機的隊伍,在多個行業進行檢查,並發展出了一個專業領域:風力發電機檢查。在這些檢查中,Joseph使用了Elios 3。他強調了無人機的LiDAR(雷射雷達)能力以及視覺影像功能,稱其為改變遊戲規則的工具;現在,他能夠提升檢查結果並超越競爭對手。

Joseph 可以接觸到單獨的風力渦輪機葉片的小區域

Joseph最初使用的是沒有外骨骼保護結構的旋翼無人機進行風力發電機檢查,但他發現Elios 3是理想的工具。 Elios 3外殼的保護結構幫助他在風力發電機葉片的狹小空間內自信地移動,而LiDAR和視覺數據提供了進行檢查所需的關鍵數據。

在最近的一個專案中,Joseph需要檢查一個現場的4台風力發電機。他需要爬上風力發電機的中心樞紐——即三片葉片之間的空間——並在每片葉片內部進行檢查。在爬升之前,每台風力發電機都已關閉,所有葉片都處於靜止狀態。

第一個挑戰是接入。 Joseph必須爬上梯子到達風力發電機的中心樞紐,並攜帶無人機。因此,Elios 3的便攜性使其成為更有用的工具。在一些現場,還可以使用電纜將無人機吊起,而Joseph則繼續攀爬。

進入中心樞紐後,Joseph處於一個小空間中,該空間具有通往每個風力發電機的接入口。每片葉片都可以在一次電池續航內飛行,Joseph將無人機導航到離結構220英尺(約67公尺)遠的地方後再返回。檢查完所有葉片後,Joseph小心地爬下來。

透過這種方法,Joseph在一天內檢查了4台風力發電機。傳統方法無法做到這一點,因為即便是1颱風力發電機,每天檢查的最大速度就是如此。

Elios 3輕鬆地飛入風力發電機葉片內部,但節省了檢查員在狹小空間內檢查所需的時間和精力。

Joseph進行的視覺和LiDAR掃描對於監控風力發電機的狀態至關重要。風力發電機的中心樞紐包含技術基礎設施和CMS(監控系統),用來管理風力發電機,包括葉片的調節角度和轉動方式。然而,由於葉片是由玻璃纖維製成的,CMS無法直接監控葉片本身。如果葉片發生損壞,CMS也無法確定原因和損害程度。此時,檢查員需要回應故障,而Joseph憑藉Elios 3的快速操作速度,成為了提供解決方案的最佳人選。

單片葉片被摧毀或嚴重損壞,替換費用可能超過100萬美元。如果檢查能提前提供問題訊息,這巨大的成本是可以避免的。一個類似的問題可能是雷擊。風力發電機通常配備防雷保護系統,包括沿著葉片邊緣佈置的金屬導體,並與中心樞紐連接。然而,如果這些導體配置不當,葉片可能會在雷擊時爆炸或起火。如果葉片的某部分堆積了油脂,這時候的爆炸將變得更加嚴重。

透過Elios 3的LiDAR掃描,風力渦輪機的內部清晰可見

當Joseph進行檢查時,他可以使用Elios 3來識別製造缺陷或潛在危險,並將這些問題回饋給風力發電機的所有者或管理人員。之後,他們可以迅速採取行動進行維護或組織計劃中的更換,這比起1百萬美元或更多的維修更換要便宜得多。

風力發電機也需要每年或每兩年檢查一次,具體取決於當地的規定。過去,這需要人員進入葉片內部行走或爬行,這帶來了很大的跌落風險,也給風力發電機所有者帶來了重大問題。

現在,利用Elios 3,員工安全和昂貴的維修問題得到了有效解決。 Joseph目前的工作流程非常有效率——他可以在3小時內爬上塔樓並進行檢查,然後返回地面。過去,這可能需要半天時間,甚至更長。

此外,萬一發生最壞情況,無人機還可用於緊急應變。在少數情況下,風力發電機可能發生火災,通常是由雷擊引起的。另一個潛在問題是油脂洩漏。這些情況需要迅速回應並做出快速決策。透過使用無人機,Joseph可以迅速應對這些緊急情況,並提供關於事態發展的關鍵信息,而無需任何人爬升或接近風力發電機。

Joseph 正在使用無人機進行拯救渦輪機檢查,並且工作速度比以往任何時候都快

Joseph發現,使用Elios 3進行風力發電機檢查幫助他更快工作,同時確保安全。 Joseph對Flyability表示:「我並不喜歡高空,這架無人機幫助我在快速且安全的工作同時,減少了我在高處停留的時間。檢查這個區域對任何人來說都是一種挑戰,因為存在恐懼因素和嚴重的跌落風險。

自從Pathfinder Optics開始進行風力發電機檢查以來,Joseph已完成了美國西海岸的多個專案。他知道,使用無人機不僅使檢查更安全,還幫助風力發電機所有者節省了成本,避免了雷擊損害。這一切都歸功於他依賴Elios 3無人機,在封閉的、高空的挑戰性空間中也能確保他的安全。

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