По мере увеличения размеров ветряных турбин вероятность ударов молнии значительно возрастает. Молния может повредить системы управления турбинами, электрические компоненты, лопасти и генераторы. По оценкам,  молния является причиной 80% всех страховых случаев ветряных турбин, в то время как сбои, связанные с молнией, составляют 60% всех потерь лопастей. В среднем каждая ветряная турбина страдает от повреждений лопастей, вызванных молнией, один раз в 8,4 года.
Для типичного 20-летнего срока службы турбины это соответствует 2–3 случаям повреждения лопастей, вызванных молнией.

Чтобы понять, почему ветряные турбины часто становятся «мишенью» для молний, необходимо уточнить три ключевых фактора:

1. Высота и воздействие окружающей среды:
Современные ветряные турбины имеют высоту кончиков лопастей более 150 метров, и большая высота увеличивает вероятность поражения молнией.

2. Вращательное движение:
Скорость кончиков лопастей достигает 80–100 м/с, и такое высокоскоростное вращение усиливает накопление электрического заряда, увеличивая притяжение молнии.

3. Характеристики материала лопастей:
Лопасти обычно изготавливаются из стекловолокна или углеродного волокна, которые обладают плохой проводимостью.
Когда ударяет молния, электрический ток не имеет прямого пути, если не предусмотрен специальный путь для отвода молнии.

По этой причине лопасти должны содержать внутреннюю систему молниезащиты (LPS) состоящую из молниеприемников, токоотводов и заземляющих клемм. Приемники размещаются на кончиках лопастей и передних кромках, где чаще всего происходят удары. Они обеспечивают путь с низким сопротивлением для безопасного направления тока молнии через башню в землю.

Традиционные методы инспекции полагаются на ручные подвесные корзины или автовышки. Осмотр одной ветряной турбины обычно требует более 5 часов, что позволяет осматривать только 1–2 турбины в день. Техники должны работать в подвесных корзинах на высоте от десятков до более 100 метров над землей — подвергаясь экстремальным рискам падения.
Кроме того:

l Операции сильно зависят от погодных условий (особенно от ветра).

l Требуется крупное специализированное оборудование (краны, автовышки), что приводит к очень высоким затратам на инспекцию.

l Плохая погода приостанавливает инспекции, что приводит к задержкам в графике и повышенному риску.

Отрасль срочно нуждается в новом методе инспекции который значительно повышает эффективность, снижает риски для безопасности и обеспечивает точность измерений.
Именно в этом контексте технология интеллектуальной инспекции на основе БПЛА стала революционным решением для индустрии ветроэнергетики.

2. Общая техническая концепция: интеллектуальная, контактная, высокоэффективная инспекция

Чтобы преодолеть ограничения традиционных методов, индустрия ветроэнергетики переходит к интеллектуальным и более безопасным технологиям.
Это решение использует БПЛА в качестве платформы для воздушной инспекции.

Система использует БПЛА для переноса специально разработанного контактного модуля обнаружения который дистанционно касается молниеприемника/кончика лопасти для завершения электрической цепи.

l Выдвижная сборка из проводящей медной сетки устанавливается на верхней части БПЛА.

l Когда БПЛА достигает зоны измерения, оператор управляет им, чтобы установить физический контакт с приемником/кончиком лопасти.

l Детекционный кабель закреплен на медной сетке и автоматически сматывается/разматывается с помощью тросовой лебедки.

l Лебедка подключается к наземному микроомметру для измерения проводимости и сопротивления.

Это обеспечивает прямое измерение целостности кончика лопасти и сопротивления заземления без высотных операций с участием человека.

3. Основные преимущества и технологические инновации: переопределение стандарта инспекции ветряных турбин

3.1 Революционное повышение эффективности

Решение на основе БПЛА значительно повышает эффективность инспекции.
Традиционные инспекции с использованием подвесных корзин занимают более 5 часов для одной турбины.
Решение на основе БПЛА завершает измерение кончика одной лопасти менее чем за 3 минуты, повышая эффективность в сотни раз.

Полный ветропарк можно осмотреть в очень короткий промежуток времени, что значительно сокращает время простоя турбин и увеличивает выработку электроэнергии.

3.2 Повышенная безопасность на всех фронтах

Одним из самых больших преимуществ является исключение высотных операций с участием человека.
Вся работа выполняется на земле — нет подъемного оборудования, нет подъема персонала.

Дополнительные функции безопасности включают:

l Детекционный кабель закреплен с помощью кольцевого крепления, предотвращающего контакт пропеллеров БПЛА с кабелем.

l Система работает в более широком диапазоне погодных условий, увеличивая полезное рабочее время.

4. Компоненты системы и функциональное описание

4.1 Платформа БПЛА

Система использует БПЛА промышленного класса с высокой устойчивостью к ветру и стабильностью.
Рекомендуемые модели включают:

l DJI M350

l DJI M400

4.2 Контактный детектор из проводящей медной сетки

Детектор состоит из кольцевой стержневой конструкции с внутренней металлической проводящей сеткой.
Детекционный кабель закреплен на сетке.
Эта конструкция увеличивает площадь контакта и повышает надежность контакта.

4.3 Наземная автоматическая тросовая лебедка и система измерения

Наземная система включает:

l Тросовая лебедка (автоматическая намотка), подключается к медной сетке БПЛА

l Микроомметр для измерения сопротивления в реальном времени

Вместе они образуют полную цепь обнаружения.

5. Сценарии применения: решение для инспекции ветроэнергетики на протяжении всего жизненного цикла

5.1 Плановая инспекция для наземных ветряных электростанций

Идеально подходит для профилактического обслуживания перед сезонами молний.
Система быстро выполняет измерения заземления лопастей на всей ферме, сокращая время простоя и предотвращая повреждения лопастей, вызванные молнией.

5.2 Обнаружение на морских ветряных электростанциях

Традиционные морские инспекции чрезвычайно сложны и дороги.
Система БПЛА устраняет необходимость в судах и автовышках, значительно снижая сложность эксплуатации и риски.

5.3 Установка и ввод в эксплуатацию турбины

Во время установки турбины система БПЛА может напрямую проверить сопротивление заземления LPS после полной сборки турбины — чего не могут сделать обычные поэтапные методы.

5.4 Диагностика неисправностей молниезащиты

После удара молнии система БПЛА выполняет быструю диагностику для подтверждения целостности LPS, обнаружения неисправностей и руководства по ремонту — минимизируя время простоя турбины.

6. Техническая поддержка и гарантия обслуживания

6.1 Профессиональная инженерная поддержка

Мы предоставляем специализированную команду с опытом работы в области ветроэнергетики и применения БПЛА.
Услуги включают проектирование решений, выбор оборудования и техническую поддержку на месте.

6.2 Постоянное обновление технологий

Мы постоянно оптимизируем производительность системы и расширяем функциональность на основе меняющихся потребностей отрасли.
Многочисленные связанные патенты образуют комплексную систему технической защиты.

Подробные характеристики

Сборка тросовой лебедки и медной сетки для обнаружения