Ultraakustyka w badaniu łopat turbin wiatrowych
Obecnie wiatr stanowi najbardziej obiecujące źródło energii odnawialnej, a turbiny wiatrowe stały się powszechnym sposobem jego okiełznania, nadal jednak istnieje wiele trudności do pokonania. Mimo stosowania zaawansowanych materiałów kompozytowych łopaty turbin wiatrowych ulegają awariom z powodu oddziaływania silnych i zmiennych obciążeń. Uszkodzeń kompozytów wzmacnianych włóknami nie da się jednoznacznie powiązać z określonymi właściwościami mechanicznymi, co sprawia, że tradycyjne metody badań nieniszczących stają się niewystarczające. Aby rozwiązać ten problem, opracowano nowy, autonomiczny system robotyczny. Dzięki wsparciu ze stronu UE uczestnicy projektu AUTOWINSPEC(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (Automated mechanical property and fatigue life assessment of composite wind turbine blades in less than 4 hours) stworzyli opartą na ultraakustyce technologię badań nieniszczących, umożliwiających wiarygodną ocenę integralności łopat wirnika. Ultraakustyka to połączenie kontroli emisji akustycznej indukowanych fal naprężeń z charakterystyką ultradźwiękową właściwości materiału umieszczonego pomiędzy źródłem a odbiornikiem. Zautomatyzowane urządzenie pnące z technologią ultradźwiękową może być używane nawet przez nieprzeszkolonego operatora. Przypominający pierścień robot wspina się po linach i przywiera do łopat turbiny, wykorzystując w tym celu specjalne koła. Kontrola jest przeprowadzana przy użyciu przetworników i odbiorników umieszczonych po zewnętrznej stronie kół. Naukowcy biorący udział w projekcie AUTOWINSPEC wyliczyli, że cała procedura trwa mniej niż cztery godziny. Następnie w oparciu o zaawansowane technologie analizy sygnałów oraz rozpoznawania wzorców tworzona jest mapa, na której z milimetrową rozdzielczością zaznaczone są wszystkie obszary o nieodpowiednich właściwościach mechanicznych. Dodatkowo system szacuje pozostały czas dopuszczalnej eksploatacji łopaty. Oczekuje się, że system AUTOWINSPEC zmniejszy koszt konserwacji łopat turbin wiatrowych o 84% oraz skróci czas niezbędny na przeprowadzenie prac serwisowych, eliminując jednocześnie ryzyko związane ze wspinaniem się na turbiny oraz zmniejszając liczbę przestojów. Wyniki projektu pozwolą małym i średnim przedsiębiorstwom zwiększyć swoją konkurencyjność w unijnym sektorze zajmującym się konserwacją turbin wiatrowych, którego wartość do 2020 roku sięgnie 42 miliardów euro.
