在風場上,經常會遇到的問題是,雨水侵蝕損害葉片氣動性能,日積月累嚴重的情況下,還會導致葉片出現故障甚至停機。而開發的機器人維修,據稱不僅可以恢復風機的功率輸出,并且快速、經濟、高效,相關維修的技術人員可以在除最惡劣的天氣條件外的所有天氣條件下安全工作。而之前,技術人員必須從機艙滑降到葉片,并與有害化學物質打交道,其工作環境依賴于天氣,成本高昂。
雨水侵蝕已經是一個嚴重且日益惡化的問題,尤其現在普遍長葉片的尖端速度超過每小時380公里。以這種速度落下的雨滴就像冰雹一樣,隨著時間的推移,會破壞葉片前緣翼型。
高效的前沿維修有助于延長風力葉片的壽命,其約占總風機建造成本的25%至30%。
國外一家叫Rope Robotics公司開發的維修機器人,據稱可保證每只葉片在不到一天的時間內恢復高達3%的能量輸出,成本是人工的一半。目前其機器人正在海上測試。目前Rope Robotics公司的9個機器人已經投入商業運營一年半,在美國、加拿大、南非和歐洲修復了150多個風力葉片。
該系統的核心是一個攜帶視覺傳感器的機器人,它使用一個靈活的手臂操作維修工具,技術人員可以在任何位置(現場或遠程)監控機器人。
目前該機器人已在高達每秒 14 米的風速、高達 80% 的相對濕度和 0 至 40 攝氏度的溫度范圍內進行了現場驗證。
在風場,這個重150公斤的機器人首先被固定在機艙的繩索上,然后被吊到離地面約100米的受損葉片上,該葉片已固定在垂直方向。真空系統使機器人能夠牢固地附著在電機上,同時電機可以在葉片上移動。機器人使用其機載高分辨率攝像頭和激光掃描儀檢查表面,并將圖像發送給遠程操作員,由操作員診斷損傷并實時啟動修復過程。
葉片維修的過程是首先打磨受損區域,應用適當的速度和力來創建一個模式,以確保表面粗糙度和幾何形狀。接下來是使用刷子和酒精清潔表面,以去除污垢和油脂。獲得專利的計量工具應用于前沿保護(LEP)材料的測量,而同樣獲得專利的吊裝工具可以重建最佳氣動葉片外形,使材料達到預定的標準。
由觀看實時圖像的技術人員在屏幕上遠程控制,機器人以高精度和一致性執行每一步,從而確保質量。所有圖像都被記錄并作為文檔,這是風力機組維護的全球要求。
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