Projektübersicht

Der Windpark liegt in einem Berggebiet auf einer Höhe von über 2,000 Metern und betreibt 80 Windkraftanlagen mit einer Nennleistung von jeweils 3 MW und einer Rotorblattlänge von etwa 68 Metern.

Die Inspektion dieser großen Turbinenschaufeln in großer Höhe stellt die herkömmliche manuelle Inspektion vor erhebliche Herausforderungen. Die Arbeiter müssen auf die Turbinen hinaufklettern und die Schaufeln aus dieser Höhe inspizieren, was sowohl Effizienz- als auch Sicherheitsrisiken birgt.

Eine herkömmliche manuelle Inspektion dauert etwa 2 Stunden pro Turbine.

Um die Effizienz der Inspektionen zu verbessern und die Gefährdung des Personals durch Arbeiten in der Höhe zu verringern, führte der Windpark die Rotorblattinspektion mittels Drohnen ein.

Ausgestattet mit hochauflösenden Zoomkameras und Ultraschall-Fehlererkennungsgeräten können die Drohnen eine umfassende Inspektion einer einzelnen Turbinenschaufel in etwa 15 Minuten durchführen.

Die Inspektionsdaten ermöglichen es den Wartungsteams, kleinere Risse in den Schaufeln, Beschichtungsfehler und andere potenzielle Schäden frühzeitig zu erkennen, sodass rechtzeitig Wartungsarbeiten durchgeführt werden können, bevor sich die Mängel zu schwerwiegenderen Ausfällen entwickeln.

Die Herausforderung

Betriebsumgebung in großer Höhe

Der Windpark befindet sich auf einer Höhe von über 2,000 Metern , was zusätzliche Herausforderungen für das Inspektions- und Wartungspersonal mit sich bringt.

Die Arbeit in einem solchen Umfeld erfordert eine sorgfältige Abwägung sowohl der betrieblichen Effizienz als auch der Personensicherheit.

Große Turbinenschaufeln

Jede Turbine hat Schaufeln von etwa 68 Metern Länge , was eine umfassende manuelle Inspektion erschwert.

Die Inspektoren müssen Zugang zu den hochgelegenen Turbinenstrukturen erhalten und die großen Schaufeloberflächen auf mögliche Mängel untersuchen.

Lange manuelle Inspektionszeiten

Die herkömmliche Inspektion benötigt pro Turbine etwa 2 Stunden.

Bei einem Windpark mit 80 Turbinen können wiederholte manuelle Inspektionen einen erheblichen Zeit- und Personalaufwand erfordern.

Sicherheitsrisiken bei Arbeiten in der Höhe

Bei der manuellen Inspektion müssen die Arbeiter auf die Turbinen hinaufsteigen und in der Höhe arbeiten, wodurch ein potenzielles Absturzrisiko entsteht und die Komplexität der Inspektionsvorgänge zunimmt.

Schwierige Erkennung von Schäden im Frühstadium

Kleine Risse, Beschichtungsfehler und andere frühe Beschädigungen der Rotorblätter sind mit herkömmlichen Sichtprüfungen allein möglicherweise schwer zu erkennen.

Die frühzeitige Erkennung dieser Defekte ist unerlässlich, um schwerwiegendere Schaufelausfälle und ungeplante Turbinenstillstände zu verhindern.

Die Drohneninspektionslösung

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, führte der Windpark ein drohnenbasiertes Inspektionssystem für die Turbinenschaufeln ein.

Die Drohnen sind ausgestattet mit:

• Hochauflösende Zoomkameras
• Ultraschall-Fehlererkennungsgeräte
• Luftflugmöglichkeiten zur Inspektion von Turbinenschaufeln
• Hochauflösende Bildaufnahme
• Datenerfassung bei Inspektionen

Die Drohne kann sich großen Turbinenschaufeln nähern und diese inspizieren, ohne dass Arbeiter auf die Turbine klettern müssen.

Eine umfassende Inspektion einer einzelnen Turbinenschaufel kann in etwa 15 Minuten abgeschlossen werden , wodurch sich die Inspektionszeit im Vergleich zu herkömmlichen manuellen Methoden deutlich verkürzt.

So funktioniert die Drohneninspektion

1. Vorbereitung der Inspektionsmission

Das Inspektionsteam identifiziert die zu inspizierende Turbine und legt den erforderlichen Inspektionsbereich sowie den Flugplan fest.

2. Inspektionsdrohne einsetzen

Die Drohne wird um die Turbine herum eingesetzt und nähert sich den Rotorblättern, wobei sie eine sichere Inspektionsposition beibehält.

3. Hochauflösende Bilder aufnehmen

Die hochauflösende Zoomkamera erfasst detaillierte Bilder der Rotorblattoberfläche.

Dies ermöglicht es dem Inspektionspersonal, Bereiche zu untersuchen, die vom Boden aus schwer zu beurteilen wären.

4. Fehlererkennung durchführen

Ultraschall-Fehlererkennungsgeräte liefern zusätzliche Prüfdaten, die dabei helfen, potenzielle Fehler zu identifizieren, die bei einer rein visuellen Prüfung möglicherweise nicht erkennbar sind.

5. Klingendefekte erkennen

Die gesammelten hochauflösenden Bilder und Fehlererkennungsdaten werden analysiert, um Probleme wie die folgenden zu identifizieren:

• Kleinere Risse
• Oberflächenbeschädigung
• Beschichtungsfehler
• Weitere mögliche Klingenanomalien

6. Unterstützung der vorbeugenden Instandhaltung

Werden Mängel frühzeitig erkannt, können Wartungsteams Reparaturen veranlassen, bevor sich der Schaden zu einem schwerwiegenderen Problem entwickelt. Dies fördert einen proaktiveren Ansatz bei der Wartung von Windkraftanlagen.

Schlüsseltechnologien

Hochauflösende Zoomkamera

Hochauflösende Bildgebung ermöglicht die detaillierte Inspektion großer Rotorblattoberflächen aus der Luft. Sie liefert den Wartungsteams visuelle Daten, die nach der Inspektion ausgewertet werden können.

Ultraschall-Fehlererkennung

Die Ultraschallprüfungstechnologie liefert zusätzliche Daten zur Fehlererkennung und unterstützt so die Identifizierung potenzieller Schaufelfehler, die über die herkömmliche Sichtprüfung hinausgehen.

Drohnengestützte Luftinspektion

Die Drohne ermöglicht einen flexiblen Zugang zu den Turbinenschaufeln, ohne dass Inspektoren physisch auf die Turbine klettern müssen. Dies trägt dazu bei, den Bedarf an Arbeiten in der Höhe bei routinemäßigen Schaufelinspektionen zu reduzieren.

Hochauflösende Inspektionsdaten

Die Kombination aus hochauflösenden Bildern und Fehlererkennungsdaten liefert den Wartungsteams detailliertere Informationen zur Beurteilung des Zustands der Rotorblätter.

Projektergebnisse

Die Einführung der Drohneninspektion führte zu deutlichen Verbesserungen der Effizienz bei der Wartung von Windkraftanlagen.

Inspektionszeit von 2 Stunden auf 15 Minuten verkürzt

Eine umfassende Inspektion einer einzelnen Turbinenschaufel kann in etwa 15 Minuten abgeschlossen werden , im Vergleich zu rund 2 Stunden bei herkömmlichen manuellen Inspektionsmethoden.

Dies verbessert die Effizienz von groß angelegten Turbineninspektionen erheblich.

23 Klingenschäden im Jahr 2023 festgestellt

Bei Drohneninspektionen wurden im Jahr 2023 insgesamt 23 Rotorblattschäden festgestellt . Die frühzeitige Erkennung ermöglichte es dem Windpark, rechtzeitig Reparaturen durchzuführen und das Risiko zu verringern, dass sich Rotorblattdefekte zu schwerwiegenderen Zwischenfällen entwickeln.

120 Stunden weniger Ausfallzeit pro Turbine

Jede Turbine reduzierte die Ausfallzeiten um etwa 120 Stunden pro Jahr und trug so zur Verbesserung der Gesamtanlagenverfügbarkeit bei.

Etwa 360,000 kWh zusätzliche Stromerzeugung

Die Reduzierung der Ausfallzeiten trug zu einer zusätzlichen jährlichen Stromerzeugung von rund 360,000 kWh pro Turbine bei.

Mehr als 2 Millionen RMB an jährlichen wirtschaftlichen Vorteilen

Die verbesserte Verfügbarkeit der Turbinen und die gesteigerte Stromerzeugung generierten zusätzliche jährliche wirtschaftliche Vorteile von mehr als 2 Millionen RMB.

Von der manuellen Inspektion zur vorausschauenden Instandhaltung

Die herkömmliche Inspektion von Windkraftanlagen erfordert oft einen erheblichen Personalaufwand, lange Inspektionszeiten und Arbeiten in der Höhe.

Die Inspektion mittels Drohnen bietet eine flexiblere Alternative, da die Inspektionsausrüstung direkt zu den Turbinenschaufeln gebracht wird.

In diesem Projekt ermöglichte die Kombination aus hochauflösender Luftbildgebung und Ultraschall-Fehlererkennung dem Windpark, Rotorblattdefekte frühzeitig zu erkennen und zu reagieren, bevor sich kleinere Schäden zu schwerwiegenderen Ausfällen entwickelten.

Dies führt zu einer Verlagerung von reaktiver Instandhaltung hin zu einem proaktiveren und datengestützten Ansatz im Anlagenmanagement von Windkraftanlagen.

Eine intelligentere Methode zur Inspektion von Windkraftanlagenflügeln

Bei Windparks in großer Höhe und in Gebirgslagen ist die effiziente Instandhaltung der Turbinenschaufeln sowohl für die Betriebssicherheit als auch für die Stromerzeugung unerlässlich.

Dieses Projekt demonstriert, wie Drohneninspektionen Windparkbetreibern helfen können:

• Große Turbinenschaufeln schneller prüfen
• Reduzierung der Gefährdung des Personals durch Arbeiten in der Höhe
• Kleinere Mängel frühzeitig erkennen
• Turbinenstillstandszeiten reduzieren
• Steigerung der jährlichen Stromerzeugung
• Steigerung des wirtschaftlichen Werts von Windparkanlagen

Durch die Kombination von drohnengestützter Luftinspektion, hochauflösender Bildgebung und Ultraschall-Fehlererkennung können Windparkbetreiber einen effizienteren und proaktiveren Ansatz für die Wartung von Turbinenschaufeln erreichen.