Κατασκεύασαν ραντάρ για την ανίχνευση προβλημάτων στις ανεμογεννήτριες

Για να βοηθήσει στην αύξηση της αποδοτικότητας των ανεμογεννητριών, το Ινστιτούτο Fraunhofer για την Εφαρμοσμένη Φυσική Στερεάς Κατάστασης (IAF) έχει αναπτύξει έναν καινοτόμο σαρωτή ραντάρ που μπορεί να ανιχνεύσει βλάβες σε σύνθετα πτερύγια ανεμογεννητριών με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Με την απεικόνιση των ελαττωμάτων σε όψη διατομής, οι πελάτες μπορούν να εξοικονομήσουν κόστος για την παραγωγή και τη λειτουργία τους, καθώς τα κόστη

συντήρησης ανέρχονται σε πολλά εκατοντάδες χιλιάδες ευρώ για όλη τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.

Οι ρότορες, οι οποίες είναι συνήθως εξοπλισμένοι με τρεις λεπίδες, αποτελούν το κεντρικό συστατικό όλων των ανεμογεννητριών, μετατρέποντας τον άνεμο σε περιστροφική και στη συνέχεια σε ηλεκτρική ενέργεια.

Ωστόσο, όπως τα φτερά σε ένα αεροσκάφος, οι λεπίδες υποβάλλονται σε τεράστια εξωτερικά φορτία και ως εκ τούτου πρέπει να σχεδιαστούν ώστε να είναι εξαιρετικά ισχυρές. Σήμερα, κατασκευάζονται κυρίως από ίνες υάλου και άνθρακα, ενισχυμένες με πλαστικό, ώστε να μπορούν να απορροφήσουν ελαστικά την αιολική ενέργεια από τις ισχυρές ριπές ανέμου χωρίς να σπάνε.

Για μόνο μία λεπίδα, επιστρώνονται μέχρι και 100 φύλλα πλέγματος ινών υάλου το ένα πάνω στο άλλο, και στη συνέχεια κολλάνε μεταξύ τους με εποξική ρητίνη. Ο ποιοτικός έλεγχος είναι ζωτικής σημασίας σε αυτό το στάδιο της παραγωγής.

«Η δυσκολία έγκειται στην επίπεδη στρωματοποίηση των φύλλων προτού κολληθούν, χωρίς να δημιουργηθούν κυματισμοί και πτυχώσεις, και αποφεύγοντας το σχηματισμό σβώλων ρητίνης», δήλωσε ο καθηγητής Άξελ Χούλσμαν, επικεφαλής της έρευνας.

Αυτά τα είδη ελαττωμάτων, όπως επίσης και αποκολλήσεις ή σπασίματα, μπορούν να εντοπιστούν σε μεγάλη κλίμακα χρησιμοποιώντας υπέρυθρη θερμογραφία. Η τεχνολογία ραντάρ προσφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια, σε μεγαλύτερο βάθος, ακόμη και εκεί που δεν φτάνουν οι υπέρηχοι.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα ραντάρ υψηλής συχνότητας στον σαρωτή, μεταξύ 85 και 100 GHz, απαιτώντας μόνο πολύ λίγα βατ εκπομπής ισχύος. Εξειδικευμένο λογισμικό στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να επεξεργαστούν τα σήματα του πομπού και του δέκτη και να απεικονιστούν τα αποτελέσματα της μέτρησης, σε κλίμακα χιλιοστού. Η μονάδα ραντάρ βασίζεται στην τεχνολογία αρσενικούχων ημιαγωγών ίνδιου γάλλιου.

Σύμφωνα με το Παγκόσμιο Συμβούλιο Αιολικής Ενέργειας, η παγκόσμια δυναμικότητα αιολικής ενέργειας αναμένεται να τετραπλασιαστεί στα 2.110 γιγαβάτ ως το 2030, αποτελώντας το 20% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας.

Πηγές: http://compositesmanufacturingmagazine.com/2017/04/fraunhofer-radar-detects-defects-wind-turbine-blades/ https://www.iaf.fraunhofer.de/en/press/press-releases/radar-technology-to-increase-wind-turbine-efficiency.html http://www.azosensors.com/news.aspx?newsID=11896 http://www.energymatters.com.au/renewable-news/turbine-blade-scanner-em5992/