Naarmate de afmetingen van windturbines blijven groeien, neemt de kans op blikseminslag aanzienlijk toe. Bliksem kan de besturingssystemen, elektrische componenten, bladen en generatoren van turbines beschadigen. Naar schatting is bliksem verantwoordelijk voor 80% van alle schadeclaims voor windturbines, terwijl bliksemgerelateerde storingen 60% van alle bladverliezen vertegenwoordigen. Gemiddeld ondervindt elke windturbine bliksemschade aan de bladen eens in de 8,4 jaar.
Voor een typische levensduur van een turbine van 20 jaar komt dit overeen met 2–3 bladschade-incidenten veroorzaakt door bliksem.

Om te begrijpen waarom windturbines vaak door bliksem worden “getarget”, moeten drie belangrijke factoren worden verduidelijkt:

1. Hoogte en blootstelling aan de omgeving:
Moderne windturbinetiphoogtes overschrijden 150 meter, en een grotere hoogte vergroot de kans op blikseminslag.

2. Draaiende beweging:
De tipsnelheden van de bladen bereiken 80–100 m/s, en een dergelijke rotatie met hoge snelheid intensiveert de accumulatie van elektrische lading, waardoor de aantrekkingskracht van bliksem toeneemt.

3. Materiaalkenmerken van de bladen:
Bladen zijn doorgaans gemaakt van glasvezel of koolstofvezel, die een slechte geleidbaarheid hebben.
Wanneer de bliksem inslaat, heeft de elektrische stroom geen directe weg, tenzij er een speciale bliksemgeleidingsweg is ingebouwd.

Om deze reden moeten bladen een interne Bliksembeveiligingssysteem (LPS) bevatten, bestaande uit bliksemreceptoren, neergaande geleiders en aardingsaansluitingen. Receptoren worden geplaatst op de bladpunten en voorranden waar inslagen het meest voorkomen. Ze bieden een pad met lage weerstand om de bliksemstroom veilig door de toren en in de grond te leiden.

Traditionele inspectiemethoden zijn afhankelijk van handmatige hangende manden of hoogwerkers. Het inspecteren van een enkele windturbine vereist doorgaans meer dan 5 uur, waardoor slechts 1–2 turbines per dag kunnen worden geïnspecteerd. Technici moeten opereren in hangende manden tientallen meters tot meer dan 100 meter boven de grond—met extreme valrisico's.
Daarnaast:

l Operaties zijn sterk afhankelijk van weersomstandigheden (vooral wind).

l Grote gespecialiseerde apparatuur (kranen, hoogwerkers) is vereist, wat zeer hoge inspectiekosten veroorzaakt.

l Slecht weer schort inspecties op, wat leidt tot vertragingen in de planning en een verhoogd risico.

De industrie heeft dringend behoefte aan een nieuwe inspectiemethode die de efficiëntie drastisch verbetert, de veiligheidsrisico's vermindert en de meetnauwkeurigheid garandeert.
Dit is de context waarin UAV-gebaseerde intelligente inspectietechnologie is ontstaan—een revolutionaire oplossing voor de windenergie-industrie.

2. Algemeen technisch concept: intelligente, contactgebaseerde, zeer efficiënte inspectie

Om de beperkingen van traditionele methoden te overwinnen, beweegt de windenergie-industrie naar intelligente en veiligere technologieën.
Deze oplossing gebruikt een UAV als een luchtinspectieplatform.

Het systeem gebruikt een UAV om een speciaal ontworpen contacttype detectiemodule te dragen die op afstand de bliksemreceptor/bladpunt aanraakt om de elektrische lus te voltooien.

l Een intrekbare geleidende kopergaasconstructie is geïnstalleerd bovenop de UAV.

l Wanneer de UAV het meetgebied bereikt, bestuurt de operator deze om fysiek contact te maken met de bladreceptor/punt.

l Een detectiekabel is bevestigd aan het kopergaas en wordt automatisch in/uitgerold door een kabellier.

l De lier verbindt met een grondmicro-ohmmeter om geleiding en weerstand te meten.

Dit bereikt directe meting van de continuïteit van de bladpunt en de aardingsweerstand zonder menselijke operaties op grote hoogte.

3. Kernvoordelen en technologische innovaties: herdefiniëren van de inspectiestandaard voor windturbines

3.1 Revolutionaire efficiëntieverbetering

De UAV-oplossing verbetert de inspectie-efficiëntie drastisch.
Traditionele inspecties met hangende manden duren meer dan 5 uur voor één turbine.
De UAV-oplossing voltooit een enkele bladpuntmeting in minder dan 3 minuten, waardoor de efficiëntie met honderden keren.

Een volledig windpark kan binnen een zeer korte periode worden geïnspecteerd, waardoor de uitvaltijd van de turbine aanzienlijk wordt verminderd en de energieopbrengst wordt verbeterd.

3.2 Verbeterde veiligheid op alle fronten

Een van de grootste voordelen is de eliminatie van menselijke operaties op grote hoogte.
Al het werk wordt op de grond uitgevoerd—geen hefmaterieel, geen personeelsverhoging.

Extra veiligheidsvoorzieningen zijn onder meer:

l De detectiekabel is beveiligd via een ringvormige bevestiging, waardoor wordt voorkomen dat UAV-propellers in contact komen met de kabel.

l Het systeem werkt in een breder scala aan weersomstandigheden, waardoor de bruikbare werktijd wordt verlengd.

4. Systeemcomponenten en functionele beschrijving

4.1 UAV-platform

Het systeem gebruikt een industriële UAV met sterke windbestendigheid en stabiliteit.
Aanbevolen modellen zijn onder meer:

l DJI M350

l DJI M400

4.2 Contactdetector met geleidend kopergaas

De detector bestaat uit een ringvormige staafstructuur met een intern metalen geleidend gaas.
De detectiekabel is aan het gaas bevestigd.
Dit ontwerp vergroot het contactoppervlak en verbetert de contactbetrouwbaarheid.

4.3 Automatische grondkabel-lier & meetsysteem

Het grondsysteem omvat:

l Kabel-lier (automatisch oprollen), verbinding met het UAV-kopergaas

l Micro-ohmmeter voor real-time weerstandsmeting

Samen vormen ze de complete detectielus.

5. Toepassingsscenario's: levenscyclusinspectie-oplossing voor windenergie

5.1 Geplande inspectie voor windparken op het land

Ideaal voor preventief onderhoud vóór bliksemseizoenen.
Het systeem voltooit snel volledige bladgrondmetingen van het park, waardoor uitvaltijd wordt verminderd en bliksemgerelateerde bladstoringen worden voorkomen.

5.2 Detectie van windparken op zee

Traditionele offshore-inspecties zijn extreem moeilijk en kostbaar.
Het UAV-systeem elimineert de noodzaak van schepen en hoogwerkers, waardoor de operationele moeilijkheden en risico's aanzienlijk worden verminderd.

5.3 Turbine-installatie & inbedrijfstelling

Tijdens de turbine-installatie kan het UAV-systeem direct de LPS-aardingsweerstand verifiëren nadat de turbine volledig is gemonteerd—iets wat conventionele stapsgewijze methoden niet kunnen.

5.4 Diagnose van bliksembeveiligingsfouten

Na een blikseminslag voert het UAV-systeem snelle diagnoses uit om de LPS-integriteit te bevestigen, fouten te lokaliseren en reparaties te begeleiden—waardoor de uitvaltijd van de turbine wordt geminimaliseerd.

6. Technische ondersteuning & servicegarantie

6.1 Professionele technische ondersteuning

We bieden een toegewijd team met een sterke achtergrond in windenergie en UAV-toepassingen.
Diensten omvatten oplossingsontwerp, materiaalkeuze en technische ondersteuning ter plaatse.

6.2 Continue technologie-upgrades

We optimaliseren continu de systeemprestaties en breiden de functionaliteiten uit op basis van de veranderende behoeften van de industrie.
Meerdere gerelateerde patenten vormen een uitgebreid technisch beschermingssysteem.

Gedetailleerde specificaties

Detectiekabel-lier & kopergaasconstructie