Drony w przemyśle

INSPEKCJA GŁÓWNĄ APLIKACJĄ DRONÓW W PRZEMYŚLE

Drony, czyli bezzałogowe statki powietrzne (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), zyskały w ostatnich latach ogromną popularność, zarówno w zastosowaniach amatorskich, jak i profesjonalnych. Jeżeli chodzi o aplikacje specjalistyczne, to na przykład w przemyśle głównym zadaniem, jakie realizują UAV, pilotowane zdalnie albo wykonujące loty autonomiczne, jest inspekcja.

Przede wszystkim są one używane do monitorowania instalacji przemysłowych, które rozciągają się na dużym obszarze oraz trudno dostępnych urządzeń. Przykładem obiektu spełniającego te kryteria, w przypadku którego zastąpienie personelu wykonującego inspekcję dronami, ma same zalety, jest farma wiatrowa.

TURBINY WIATROWE PRACUJĄ W TRUDNYCH WARUNKACH

Turbiny wiatrowe są złożonymi urządzeniami, stanowiącymi nagromadzenie różnych podzespołów (elektronicznych, elektrycznych, mechanicznych). Bez względu na to, czy pracują na morzu, czy są częścią farmy lądowej, działają w trudnych i zmiennych warunkach otoczenia, które wpływają na trwałość ich podzespołów. Wśród czynników, na które są one permanentnie narażane, wymienić można: deszcz, zmiany temperatury, oblodzenie, promieniowanie UV. W wieżę może również trafić piorun.

Newralgicznym elementem turbin są m.in. łopatki przekazujące energię wiatru do wirnika, gdzie jest ona przekształcona w energię elektryczną. Podczas inspekcji tych komponentów zaniepokoić powinny zwłaszcza rysy i pęknięcia. Nie wolno też dopuścić do wnikania do ich wnętrza wilgoci, jej nagromadzenie może bowiem spowodować niewyważenie wirnika. Jeżeli zaś w wieżę trafi piorun, gwałtowne odparowanie wody pod wpływem wysokiej temperatury może rozwarstwić materiał, z którego wykonano łopatki.

WYZWANIA

Łopatki, i turbiny wiatrowe jako całość muszą być poddawane regularnym inspekcjom, które pozwolą zawczasu wykryć oznaki zbliżającej się awarii. Nie jest to prostym zadaniem.

Wieże elektrowni wiatrowych są wysokimi obiektami. Dlatego dotarcie do turbiny wymaga użycia specjalistycznego sprzętu (wspinaczkowego, podnośnika, helikoptera), zaś pracownicy, którzy się tym zajmują, powinni być przeszkoleni w zakresie pracy na wysokościach.

W przypadku instalacji morskich dodatkowym utrudnieniem jest konieczność zorganizowania transportu do i z elektrowni. Warto dodać, że praca na otwartym morzu, zwłaszcza w skrajnie niekorzystnych warunkach pogodowych, może być jeszcze niebezpieczniejsza niż na lądzie.

Poza wydatkami, jakie trzeba ponieść z powyższych powodów, do kosztów inspekcji należy także doliczyć straty wynikające z faktu, że na czas badania, które może potrwać nawet kilka dni, wieżę trzeba wyłączyć z użytku. Wszystko to sprawia, że operatorzy elektrowni zasilanych wiatrem wykazują duże zainteresowanie dronami.

ZALETY I...

Bezzałogowe statki powietrzne w tym zastosowaniu mają bowiem wiele zalet. Dzięki temu, że ludzie nie są zaangażowani w ten proces bezpośrednio, a jedynie ewentualnie z ziemi sterują lotem drona, zapewnia im się nieporównywalnie większy poziom bezpieczeństwa, niż gdy wspinają się po wieży, a następnie osobiście wykonują pomiary czy rejestrują obrazy dokumentujące stan wyposażenia turbiny.

Inspekcja jest też tańsza, zwłaszcza gdy korzystamy z usług firm zewnętrznych, które nie tylko udostępnią UAV, ale mogą też zaplanować i wykonać badania, przedstawiając na koniec wnioski z analizy zebranego materiału.

Poza tym drony na obecnym etapie rozwoju są w stanie wykonywać zdjęcia i rejestrować wideo w dużej rozdzielczości. To w połączeniu z faktem, że dostępne jest specjalistyczne oprogramowanie do analizy obrazów, zaś UAV mogą podlecieć bardzo blisko obiektu inspekcji i sfotografować go z wielu różnych stron, zwiększa jej skuteczność.

...OGRANICZENIA

Korzystając z dronów, nie trzeba również na aż tak długo wyłączać wież z użytku. Zwykle kompletna inspekcja turbiny za ich pośrednictwem nie zajmuje więcej niż od 1 do 2 godzin.

Mimo licznych zalet, UAV mają też ograniczenia. Przede wszystkim w związku ze skończoną pojemnością baterii co jakiś czas wymagana jest ich wymiana. Chociaż nie trwa ona długo, wymusza przerwanie inspekcji i wpływa na całkowity czas jej trwania.

Drugim utrudnieniem są warunki atmosferyczne. Do tych, przy których drony, ze względu na małą wagę, nie powinny się wznosić w powietrze, zalicza się: silny wiatr, deszcz, opady śniegu.

INNE ZASTOSOWANIA

Zalety UAV w inspekcji turbin wiatrowych odnoszą się również do innych obiektów. Przykładem są: napowietrzne linie energetyczne, w przypadku których drony wyposaża się dodatkowo w kamery termowizyjne, rurociągi, elektrownie słoneczne, wnętrza zbiorników, duże obiekty w ramach ich poprodukcyjnej kontroli jakości (samoloty, statki) oraz elementy infrastruktury (linie kolejowe, mosty, drogi).

Monika Jaworowska