事實證明，與傳統(tǒng)的人工方法相比，無人機是一種更安全、更快速、更經(jīng)濟的風力渦輪機檢查方法。無人機配備攝像頭和傳感器，可以徹底檢查葉片、機艙和塔架是否有損壞和需要維修的地方。本文探討了無人機如何通過改進數(shù)據(jù)收集、進入困難區(qū)域以及減少停機時間和風險來徹底改變風力渦輪機檢查。

風能作為可再生能源持續(xù)快速增長。風力渦輪機需要定期檢查和維護，以最 大程度提高效率、延長設(shè)備壽命并確保最 佳性能。

傳統(tǒng)上，風力渦輪機檢查需要技術(shù)人員爬上渦輪機或從地面使用長焦鏡頭。這兩種方法都存在安全風險、成本高和數(shù)據(jù)質(zhì)量有限的缺點。

無人機提供了更智能、更安全的風力渦輪機檢查解決方案。無人機配備攝像頭和傳感器，可以在很短的時間內(nèi)徹底檢查渦輪機，同時消除檢查員的風險。

風力渦輪機檢查的重要性

定期檢查可幫助風電場業(yè)主及早發(fā)現(xiàn)問題，避免導(dǎo)致設(shè)備故障或性能問題。檢查旨在：

l渦輪機出現(xiàn)裂縫、雷擊損壞、螺栓松動

l葉片缺陷，如侵蝕、分離、裂紋

l變速箱、軸承和傳動系統(tǒng)部件磨損

如果不進行預(yù)防性維護，每臺渦輪機每年的維修費用將超過 30,000 美元。停機造成的生產(chǎn)損失也會減少收入。

現(xiàn)代風力渦輪機體積龐大，檢查工作十分困難。技術(shù)人員通常必須爬上 200 多英尺高的地方，或依靠地面攝像機。這兩種方法都有缺點。

這就是為什么無人機正在徹底改變風力渦輪機的檢查方式，并在安全性、速度、數(shù)據(jù)質(zhì)量和成本節(jié)省方面帶來巨大優(yōu)勢。

傳統(tǒng)檢測方法面臨的挑戰(zhàn)

風力渦輪機檢查的兩種傳統(tǒng)方法都有各自的局限性：

繩索作業(yè)：

l高空攀爬的安全風險

l每個渦輪機需要花費數(shù)小時的緩慢過程

l角度和可見度有限

l停電導(dǎo)致電力生產(chǎn)減少

l3 名以上技術(shù)人員的勞動力成本高

地面：

l陰影處和葉片尖端處的圖像質(zhì)量較差

l無法準確定位或測量缺陷

l全面覆蓋的攝像頭設(shè)置耗時

l無法檢查葉片的底面

無人機克服了這些挑戰(zhàn)，同時從各個角度和位置提供特寫高清圖像。

使用無人機檢查的好處

無人機風力渦輪機檢查具有許多優(yōu)勢：

l提高安全性：技術(shù)人員無需在危險的高空作業(yè)。檢查由地面控制。

l檢查速度更快：無人機可以在 45 分鐘內(nèi)檢查一臺渦輪機，而手動檢查則需要 3-6 小時。

l節(jié)省成本：無人機可減少人工、設(shè)備和停機成本。檢查費用可下降 20-25%。

l更好的數(shù)據(jù)：高分辨率圖像可檢測微小缺陷。熱成像無人機可識別熱點，表明存在問題。

l近距離訪問：無人機可以從各個角度進行全面覆蓋，并進入狹窄的空間。

l早期缺陷檢測：在需要大修或降低性能之前發(fā)現(xiàn)問題。

l法規(guī)合規(guī)性：確保風電場符合所有維護和檢查政策。

l增加正常運行時間：將每臺渦輪機的停機時間從數(shù)小時縮短至幾分鐘。

總之，無人機提高了檢查員的安全性，同時更快地提供更詳細的數(shù)據(jù)，以最 大限度地提高風電場的生產(chǎn)力。

無人機如何檢查風力渦輪機

風力渦輪機檢查包括檢查機艙、塔架、葉片、螺栓和內(nèi)部組件。無人機分兩個階段完成該過程：

目視檢查

無人機安裝的攝像頭可提供高分辨率的外部圖像和視頻。視覺檢查員會尋找：

l葉片裂紋、損壞、腐蝕

l雷擊痕跡

l油漆剝落或腐蝕

l螺栓松動或缺失

l變速箱漏油

視覺數(shù)據(jù)可驗證渦輪機的物理狀況。然而，一些缺陷隱藏在表面之下。熱成像無人機可以檢測到這些問題。

熱檢查

無人機上的紅外攝像機可測量表面溫度變化，揭示隱藏的問題。熱點（熱異常）表示：

l葉片脫層

l傳動系部件磨損

l電氣問題

l粘合失效

l進水

熱成像無人機為檢查員提供熱圖，準確顯示需要緊急維修的位置。這可以防止小問題演變成重大故障。

最適合風力渦輪機檢查的無人機

大疆經(jīng)緯 M300 RTK

l飛行時間 55 分鐘

lRTK精密導(dǎo)航

l堅固、防風雨的結(jié)構(gòu)

l可更換相機有效載荷

l20公里傳輸范圍

DJI Mavic 3 Enterprise 高級版

l飛行時間 45 分鐘

l4K 熱像儀

l避障

l便攜式折疊設(shè)計

lRTK 定位

Skydio X2

l飛行時間 38 分鐘

l6 英里范圍

l360°避障

l100倍變焦可見光相機

l自主檢查模式

飛行能力 Elios 3

l室內(nèi)/密閉空間專業(yè)

lLiDAR 防撞

l30 分鐘飛行時間

l3D 映射功能

l防水防塵

選擇風力渦輪機檢查無人機時，請密切關(guān)注飛行時間、攝像頭分辨率、范圍、避障和電池壽命。

風力渦輪機檢查應(yīng)用

無人機改變風力渦輪機維護和檢查的具體方式包括：

l葉片檢查——目視檢查并繪制葉片表面熱圖以識別缺陷

l螺栓檢查——檢查所有渦輪機螺栓是否正確固定

l腐蝕檢測——識別腐蝕或生銹

l雷擊分析——評估雷擊造成的損害

l塔分析——驗證結(jié)構(gòu)完整性并識別裂縫或疲勞

l排水檢查——確保水流正常，不會積水

l遠程現(xiàn)場檢查——安全檢查遠程或海上位置的渦輪機

l變速箱檢查——檢查泄漏并分析溫度以防止故障

l一般狀況審計– 提供渦輪機物理狀態(tài)的完整概述

無人機還可以在維修期間監(jiān)控進度，并可以創(chuàng)建渦輪機的數(shù)字孿生以進行模擬。

風電場無人機檢查成本

無人機檢查服務(wù)通常每臺渦輪機收費約 300 至 500 美元。這比傳統(tǒng)的人工檢查便宜 20% 至 25%。

無人機本身就是一筆重大投資。工業(yè)無人機的機身、攝像頭、傳感器、電池組、外殼、控制器和其他配件的成本在 10,000 至 30,000 美元之間。

任務(wù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)分析和報告軟件也需要企業(yè)訂閱。

總體而言，停機時間和維修時間的減少很快抵消了無人機成本。簡化的檢查工作流程可最 大限度地減少生產(chǎn)天數(shù)損失。

每年檢查數(shù)百臺渦輪機，加起來，無人機是一項明智的長期投資。

案例研究

IDS – 工業(yè)無人機服務(wù)公司

無人機服務(wù)提供商成立于 2017 年，總部位于希臘雅典，與其客戶 Eunice Energy Group (EEG)（希臘可再生能源領(lǐng)域的先驅(qū)之一）合作，利用 DJI 無人機平臺檢查總?cè)萘繛?34.5MW 的風電場。

ABJ 無人機

ABJ 部署了 WindVue 技術(shù)，以在加拿大冬季查找風力發(fā)電機葉片的內(nèi)部和外部問題。目的是了解 WindVue 在不同溫度和氣候條件下的有效性。

常見問題解答

無人機可以檢測風力渦輪機上的哪些缺陷？

無人機可以直觀地識別裂縫、雷擊損壞、葉片腐蝕、油漆剝落、腐蝕以及螺栓松動或缺失。熱成像無人機還可以檢測出分層和進水等隱藏缺陷。

使用無人機檢查風力渦輪機需要多長時間？

無人機對風力渦輪機進行全面檢查大約需要 45 分鐘。這比人工繩索檢查快 4-6 倍。

風力渦輪機檢查無人機使用什么傳感器？

視覺無人機配備高達 100 倍變焦的高分辨率攝像頭。熱成像無人機配備紅外攝像頭來識別熱異常。部分型號還配備激光雷達，用于避免碰撞和測繪。

無人機可以完全取代人工檢查風力渦輪機嗎？

并非完全如此。無人機目前無法進行“敲擊”測試來檢查葉片表面下的缺陷。但無人機現(xiàn)在可以更快、更安全地完成絕大多數(shù)檢查任務(wù)。

一架無人機每天可以檢查多少臺渦輪機？

檢查速度取決于無人機型號、電池數(shù)量、天氣和場地因素。在最 佳條件下，無人機每天可以檢查 8-12 個平均大小的渦輪機。更大的電池組可以延長飛行時間。

風力渦輪機無人機檢查可幫助能源公司提高安全性、提高生產(chǎn)率并降低與維護相關(guān)的成本。遵循最 佳實踐可確保您的無人機計劃發(fā)揮最 大效益。

關(guān)鍵要點

l定期檢查風力渦輪機對于最 大限度地減少維修和最 大限度地延長正常運行時間至關(guān)重要。

l傳統(tǒng)的人工檢查方法存在著安全性、成本和數(shù)據(jù)質(zhì)量方面的挑戰(zhàn)。

l無人機可以從各個角度提供特寫高清圖像和熱數(shù)據(jù)，而不會給檢查人員帶來風險。

l領(lǐng)先的風能公司依靠無人機來優(yōu)化檢查。

l主要好處包括提高安全性、加快檢查速度和更好地檢測缺陷。

l隨著無人機項目的擴大，對飛行員、數(shù)據(jù)分析師和檢查員的需求也隨之增加。

l投資無人機隊是加強維護和降低成本的明智方法。