با افزایش ابعاد توربین‌های بادی، احتمال برخورد صاعقه به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. صاعقه ممکن است به سیستم‌های کنترل توربین، اجزای الکتریکی، پره‌ها و ژنراتورها آسیب برساند. تخمین زده می‌شود که صاعقه 80 درصد از کل ادعاهای بیمه توربین‌های بادی را تشکیل می‌دهد، در حالی که شکست‌های مرتبط با صاعقه 60 درصد از کل تلفات پره‌ها را نشان می‌دهد. به طور متوسط، هر توربین بادی دچار آسیب پره ناشی از صاعقه می‌شود یک بار در هر 8.4 سال است.
برای یک طول عمر 20 ساله توربین، این معادل است با 2 تا 3 حادثه آسیب پره ناشی از صاعقه است.

برای درک اینکه چرا توربین‌های بادی اغلب توسط صاعقه «هدف» قرار می‌گیرند، باید سه عامل کلیدی روشن شود:

1. ارتفاع و قرار گرفتن در معرض محیط:
ارتفاع نوک توربین‌های بادی مدرن از 150 متر فراتر می‌رود و ارتفاع بیشتر احتمال برخورد صاعقه را افزایش می‌دهد.

2. حرکت چرخشی:
سرعت نوک پره‌ها به 80 تا 100 متر بر ثانیه می‌رسد و چنین چرخش با سرعت بالایی، تجمع بار الکتریکی را تشدید می‌کند و باعث افزایش جذب صاعقه می‌شود.

3. ویژگی‌های مواد پره:
پره‌ها معمولاً از فایبرگلاس یا فیبر کربن ساخته می‌شوند که رسانایی ضعیفی دارند.
هنگامی که صاعقه برخورد می‌کند، جریان الکتریکی هیچ مسیر مستقیمی ندارد، مگر اینکه یک مسیر هدایت صاعقه اختصاصی تعبیه شده باشد.

به همین دلیل، پره‌ها باید حاوی یک سیستم حفاظت از صاعقه (LPS) داخلی باشند که شامل گیرنده‌های صاعقه، هادی‌های نزولی و ترمینال‌های اتصال به زمین است. گیرنده‌ها در نوک پره‌ها و لبه‌های جلویی که برخوردها معمولاً در آنجا رخ می‌دهد، قرار می‌گیرند. آنها یک مسیر با مقاومت کم را برای هدایت ایمن جریان صاعقه از طریق برج و به داخل زمین فراهم می‌کنند.

روش‌های بازرسی سنتی به سبدهای معلق دستی یا بالابرهای هوایی متکی هستند. بازرسی یک توربین بادی واحد معمولاً نیاز دارد بیش از 5 ساعت، که تنها به 1 تا 2 توربین در روز اجازه بازرسی می‌دهد. تکنسین‌ها باید در سبدهای معلق ده‌ها متر تا بیش از 100 متر بالاتر از سطح زمین کار کنند—با خطرات سقوط شدید مواجه هستند.
علاوه بر این:

l عملیات به شدت به شرایط آب و هوایی (به ویژه باد) بستگی دارد.

l تجهیزات تخصصی بزرگ (جرثقیل، بالابرهای هوایی) مورد نیاز است که باعث هزینه‌های بازرسی بسیار بالا می‌شود.

l هوای بد بازرسی‌ها را به حالت تعلیق در می‌آورد که منجر به تاخیر در برنامه و افزایش خطر می‌شود.

صنعت به شدت به یک روش بازرسی جدید نیاز دارد که به طور چشمگیری کارایی را افزایش می‌دهد، خطرات ایمنی را کاهش می‌دهد و دقت اندازه‌گیری را تضمین می‌کند.
این زمینه‌ای است که در آن فناوری بازرسی هوشمند مبتنی بر پهپاد پدیدار شده است—یک راه‌حل انقلابی برای صنعت انرژی بادی.

2. مفهوم فنی کلی: بازرسی هوشمند، مبتنی بر تماس، با راندمان بالا

برای غلبه بر محدودیت‌های روش‌های سنتی، صنعت انرژی بادی به سمت فناوری‌های هوشمندتر و ایمن‌تر حرکت می‌کند.
این راه‌حل از یک پهپاد به عنوان یک پلتفرم بازرسی هوایی است.

این سیستم از یک پهپاد برای حمل یک ماژول تشخیص نوع تماس که به طور ویژه طراحی شده است، استفاده می‌کند که از راه دور به گیرنده صاعقه/نوک پره دست می‌زند تا حلقه الکتریکی را تکمیل کند.

l یک مجموعه مش مسی رسانا جمع شونده در بالای پهپاد نصب شده است.

l هنگامی که پهپاد به ناحیه اندازه‌گیری می‌رسد، اپراتور آن را کنترل می‌کند تا با گیرنده/نوک پره تماس فیزیکی برقرار کند.

l یک کابل تشخیص به مش مسی متصل شده و به طور خودکار توسط یک وینچ متصل به آن جمع/باز می‌شود.

l وینچ به یک میکرو اهم‌متر زمینی متصل می‌شود تا رسانایی و مقاومت را اندازه‌گیری کند.

این امر به اندازه‌گیری مستقیم پیوستگی نوک پره و مقاومت اتصال به زمین بدون عملیات انسانی در ارتفاع بالا دست می‌یابد.

3. مزایای اصلی و نوآوری‌های فناوری: بازتعریف استاندارد بازرسی توربین بادی

3.1 بهبود راندمان انقلابی

راه‌حل پهپاد به طور چشمگیری راندمان بازرسی را بهبود می‌بخشد.
بازرسی‌های سنتی با سبد معلق بیش از 5 ساعت برای یک توربین طول می‌کشد.
راه‌حل پهپاد اندازه‌گیری نوک پره واحد را در کمتر از 3 دقیقه تکمیل می‌کند و راندمان را صدها برابر است.

یک مزرعه بادی کامل را می‌توان در یک بازه زمانی بسیار کوتاه بازرسی کرد و زمان توقف توربین را به طور قابل توجهی کاهش داد و خروجی انرژی را بهبود بخشید.

3.2 ایمنی بهبود یافته در همه جبهه‌ها

یکی از بزرگترین مزیت‌ها حذف عملیات انسانی در ارتفاع بالا است.
تمام کارها روی زمین انجام می‌شود—بدون تجهیزات بالابر، بدون بالابردن پرسنل.

ویژگی‌های ایمنی اضافی عبارتند از:

l کابل تشخیص از طریق یک اتصال حلقه‌ای ایمن می‌شود و از تماس پروانه‌های پهپاد با کابل جلوگیری می‌کند.

l این سیستم در طیف وسیع‌تری از شرایط آب و هوایی کار می‌کند و زمان کاربری را افزایش می‌دهد.

4. اجزای سیستم و شرح عملکرد

4.1 پلتفرم پهپاد

این سیستم از یک پهپاد درجه صنعتی با مقاومت در برابر باد و پایداری قوی استفاده می‌کند.
مدل‌های پیشنهادی عبارتند از:

l DJI M350

l DJI M400

4.2 آشکارساز تماس مش مسی رسانا

این آشکارساز از یک ساختار میله‌ای حلقوی با یک مش رسانای فلزی داخلی تشکیل شده است.
کابل تشخیص به مش متصل شده است.
این طراحی سطح تماس را افزایش می‌دهد و قابلیت اطمینان تماس را افزایش می‌دهد.

4.3 وینچ و سیستم اندازه‌گیری خودکار زمینی

سیستم زمینی شامل:

l وینچ متصل (جمع‌شدن خودکار)، اتصال به مش مسی پهپاد

l میکرو اهم‌متر برای اندازه‌گیری مقاومت در زمان واقعی

آنها با هم حلقه تشخیص کامل را تشکیل می‌دهند.

5. سناریوهای کاربردی: راه‌حل بازرسی انرژی بادی در طول چرخه عمر

5.1 بازرسی برنامه‌ریزی شده برای مزارع بادی خشکی

ایده‌آل برای نگهداری پیشگیرانه قبل از فصل‌های صاعقه.
این سیستم به سرعت اندازه‌گیری‌های اتصال به زمین پره کامل مزرعه را تکمیل می‌کند، زمان توقف را کاهش می‌دهد و از خرابی پره ناشی از صاعقه جلوگیری می‌کند.

5.2 تشخیص مزرعه بادی فراساحلی

بازرسی‌های فراساحلی سنتی بسیار دشوار و پرهزینه هستند.
سیستم پهپاد نیاز به کشتی‌ها و بالابرهای هوایی را از بین می‌برد و به طور قابل توجهی دشواری و خطر عملیاتی را کاهش می‌دهد.

5.3 نصب و راه‌اندازی توربین

در حین نصب توربین، سیستم پهپاد می‌تواند مستقیماً مقاومت اتصال به زمین LPS را پس از مونتاژ کامل توربین تأیید کند—کاری که روش‌های مرحله به مرحله سنتی نمی‌توانند انجام دهند.

5.4 تشخیص خطای حفاظت از صاعقه

پس از برخورد صاعقه، سیستم پهپاد تشخیص سریع را برای تأیید یکپارچگی LPS، مکان‌یابی خطاها و هدایت تعمیرات انجام می‌دهد—به حداقل رساندن زمان توقف توربین.

6. پشتیبانی فنی و تضمین خدمات

6.1 پشتیبانی مهندسی حرفه‌ای

ما یک تیم اختصاصی با پیشینه قوی در زمینه کاربرد انرژی بادی و پهپاد ارائه می‌دهیم.
خدمات شامل طراحی راه‌حل، انتخاب تجهیزات و پشتیبانی فنی در محل است.

6.2 ارتقاء مداوم فناوری

ما به طور مداوم عملکرد سیستم را بهینه می‌کنیم و قابلیت‌ها را بر اساس نیازهای در حال تحول صنعت گسترش می‌دهیم.
چندین اختراع مرتبط یک سیستم حفاظت فنی جامع را تشکیل می‌دهند.

مشخصات دقیق

وینچ متصل تشخیص و مجموعه مش مسی