Khi kích thước tuabin gió tiếp tục tăng, khả năng bị sét đánh tăng lên đáng kể. Sét có thể làm hỏng hệ thống điều khiển tuabin, các bộ phận điện, cánh và máy phát điện. Ước tính rằng sét chiếm 80% tổng số yêu cầu bảo hiểm tuabin gió, trong khi các sự cố liên quan đến sét chiếm 60% tổng số tổn thất cánh. Trung bình, mỗi tuabin gió bị hư hỏng cánh do sét đánh 1 lần sau mỗi 8,4 năm.
Đối với tuổi thọ tuabin điển hình là 20 năm, điều này tương ứng với 2–3 sự cố hư hỏng cánh do sét đánh.

Để hiểu tại sao tuabin gió thường bị “nhắm mục tiêu” bởi sét, ba yếu tố chính phải được làm rõ:

1. Độ cao và sự tiếp xúc với môi trường:
Chiều cao chóp của tuabin gió hiện đại vượt quá 150 mét và chiều cao lớn hơn làm tăng khả năng sét đánh.

2. Chuyển động quay:
Tốc độ đầu cánh đạt tới 80–100 m/s, và chuyển động quay tốc độ cao như vậy làm tăng cường sự tích tụ điện tích, làm tăng lực hút sét.

3. Đặc tính vật liệu cánh:
Cánh thường được chế tạo từ sợi thủy tinh hoặc sợi carbon, có độ dẫn điện kém.
Khi sét đánh, dòng điện không có đường dẫn trực tiếp trừ khi một đường dẫn sét chuyên dụng được nhúng vào.

Vì lý do này, cánh phải chứa một Hệ thống Chống Sét (LPS) gồm các đầu thu sét, dây dẫn xuống và các đầu nối đất. Các đầu thu được đặt ở đầu cánh và các cạnh trước, nơi sét thường xảy ra nhất. Chúng cung cấp một đường dẫn điện trở thấp để truyền dòng sét một cách an toàn qua tháp và xuống đất.

Các phương pháp kiểm tra truyền thống dựa vào giỏ treo thủ công hoặc xe nâng trên không. Việc kiểm tra một tuabin gió duy nhất thường yêu cầu hơn 5 giờ, chỉ cho phép kiểm tra 1–2 tuabin mỗi ngày. Kỹ thuật viên phải làm việc trong các giỏ treo cách mặt đất hàng chục mét đến hơn 100 mét—đối mặt với rủi ro ngã cực kỳ cao.
Thêm vào đó:

l Hoạt động phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết (đặc biệt là gió).

l Cần có thiết bị chuyên dụng lớn (cần cẩu, thang nâng trên không), gây ra chi phí kiểm tra rất cao.

l Thời tiết xấu làm đình chỉ việc kiểm tra, dẫn đến chậm trễ lịch trình và tăng rủi ro.

Ngành công nghiệp rất cần một phương pháp kiểm tra mới giúp tăng cường hiệu quả đáng kể, giảm thiểu rủi ro an toàn và đảm bảo độ chính xác của phép đo.
Đây là bối cảnh mà công nghệ kiểm tra thông minh dựa trên UAV đã xuất hiện—một giải pháp mang tính cách mạng cho ngành năng lượng gió.

2. Khái niệm kỹ thuật tổng thể: Kiểm tra thông minh, tiếp xúc, hiệu quả cao

Để khắc phục những hạn chế của các phương pháp truyền thống, ngành công nghiệp điện gió đang chuyển sang các công nghệ thông minh và an toàn hơn.
Giải pháp này sử dụng một UAV làm nền tảng kiểm tra trên không.

Hệ thống sử dụng UAV để mang theo một mô-đun phát hiện kiểu tiếp xúc được thiết kế đặc biệt, chạm từ xa vào đầu thu sét/đầu cánh để hoàn thành vòng điện.

l Một cụm lưới đồng dẫn điện có thể thu vào được lắp đặt trên đầu UAV.

l Khi UAV đến khu vực đo, người vận hành điều khiển nó để tiếp xúc vật lý với đầu thu/đầu cánh.

l Một cáp phát hiện được cố định vào lưới đồng và được thu vào/ra tự động bằng một tời.

l Tời kết nối với một máy đo điện trở vi mô nối đất để đo độ dẫn điện và điện trở.

Điều này đạt được phép đo trực tiếp độ liên tục của đầu cánh và điện trở nối đất mà không cần các hoạt động trên cao của con người.

3. Ưu điểm cốt lõi và những đổi mới công nghệ: Xác định lại tiêu chuẩn kiểm tra tuabin gió

3.1 Cải thiện hiệu quả mang tính cách mạng

Giải pháp UAV cải thiện đáng kể hiệu quả kiểm tra.
Kiểm tra bằng giỏ treo truyền thống mất hơn 5 giờ cho một tuabin.
Giải pháp UAV hoàn thành một phép đo đầu cánh duy nhất trong vòng chưa đầy 3 phút, cải thiện hiệu quả lên đến hàng trăm lần.

Một trang trại gió đầy đủ có thể được kiểm tra trong một khoảng thời gian rất ngắn, giảm đáng kể thời gian ngừng hoạt động của tuabin và cải thiện sản lượng năng lượng.

3.2 Tăng cường an toàn trên mọi mặt trận

Một trong những ưu điểm lớn nhất là loại bỏ các hoạt động trên cao của con người.
Tất cả công việc được thực hiện trên mặt đất—không cần thiết bị nâng, không nâng người.

Các tính năng an toàn bổ sung bao gồm:

l Cáp phát hiện được bảo đảm thông qua một vòng đính kèm, ngăn cánh quạt UAV tiếp xúc với cáp.

l Hệ thống hoạt động trong phạm vi điều kiện thời tiết rộng hơn, mở rộng thời gian làm việc có thể sử dụng.

4. Thành phần hệ thống và mô tả chức năng

4.1 Nền tảng UAV

Hệ thống sử dụng một UAV cấp công nghiệp với khả năng chống gió và ổn định mạnh mẽ.
Các mẫu được đề xuất bao gồm:

l DJI M350

l DJI M400

4.2 Máy dò tiếp xúc lưới đồng dẫn điện

Máy dò bao gồm một cấu trúc dạng vòng với một lưới dẫn điện kim loại bên trong.
Cáp phát hiện được cố định vào lưới.
Thiết kế này làm tăng diện tích tiếp xúc và tăng cường độ tin cậy của tiếp xúc.

4.3 Tời và Hệ thống đo tự động nối đất

Hệ thống mặt đất bao gồm:

l Tời (tự động thu vào), kết nối với lưới đồng UAV

l Máy đo điện trở vi mô để đo điện trở theo thời gian thực

Cùng nhau, chúng tạo thành vòng phát hiện hoàn chỉnh.

5. Kịch bản ứng dụng: Giải pháp kiểm tra điện gió trọn đời

5.1 Kiểm tra theo lịch trình cho các trang trại gió trên bờ

Lý tưởng để bảo trì phòng ngừa trước mùa sét.
Hệ thống nhanh chóng hoàn thành các phép đo nối đất cánh đầy đủ của trang trại, giảm thời gian ngừng hoạt động và ngăn ngừa các sự cố cánh do sét đánh.

5.2 Phát hiện trang trại gió ngoài khơi

Kiểm tra ngoài khơi truyền thống cực kỳ khó khăn và tốn kém.
Hệ thống UAV loại bỏ sự cần thiết của tàu và thang nâng trên không, giảm đáng kể khó khăn và rủi ro trong vận hành.

5.3 Lắp đặt & Vận hành tuabin

Trong quá trình lắp đặt tuabin, hệ thống UAV có thể trực tiếp xác minh điện trở nối đất LPS sau khi tuabin được lắp ráp hoàn chỉnh—điều mà các phương pháp từng bước thông thường không thể làm được.

5.4 Chẩn đoán lỗi bảo vệ sét

Sau khi bị sét đánh, hệ thống UAV thực hiện chẩn đoán nhanh để xác nhận tính toàn vẹn của LPS, xác định vị trí lỗi và hướng dẫn sửa chữa—giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của tuabin.

6. Hỗ trợ kỹ thuật & Đảm bảo dịch vụ

6.1 Hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp

Chúng tôi cung cấp một nhóm chuyên dụng với nền tảng ứng dụng điện gió và UAV vững chắc.
Các dịch vụ bao gồm thiết kế giải pháp, lựa chọn thiết bị và hỗ trợ kỹ thuật tại chỗ.

6.2 Nâng cấp công nghệ liên tục

Chúng tôi liên tục tối ưu hóa hiệu suất hệ thống và mở rộng các chức năng dựa trên nhu cầu phát triển của ngành.
Nhiều bằng sáng chế liên quan tạo thành một hệ thống bảo vệ kỹ thuật toàn diện.

Thông số kỹ thuật chi tiết

Tời và Cụm lưới đồng phát hiện