रोबोट, ड्रोन और सेंसर अब निरीक्षण में मदद करते हैं और निकट भविष्य में इन्हें पूरी तरह से स्वचालित किया जा सकता है।

विशेष स्कैनर से सुसज्जित ड्रोन और रेंगने वाले रोबोट पवन ब्लेडों को लंबे समय तक सेवा में रहने में मदद कर सकते हैं, जो ऐसे समय में पवन ऊर्जा की लागत को कम कर सकता है जब ब्लेड बड़े, महंगे और परिवहन के लिए कठिन होते जा रहे हैं।इसके लिए DoE के ब्लेड रिलायबिलिटी कोलैबोरेटिव और सैंडिया नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ता छिपे हुए नुकसान के लिए पवन ब्लेडों का गैर-आक्रामक निरीक्षण करने के तरीकों पर काम कर रहे हैं, जबकि यह कैमरों के साथ पारंपरिक मानव निरीक्षण की तुलना में तेज़ और अधिक विस्तृत है।

विंड ब्लेड दुनिया में निर्मित सबसे बड़ी एकल-टुकड़ा मिश्रित संरचनाएं हैं, जो किसी भी हवाई जहाज से भी बड़ी हैं, और उन्हें अक्सर दूरदराज के स्थानों में मशीनों पर लगाया जाता है।एक ब्लेड अपने जीवनकाल के दौरान एक अरब भार चक्रों से गुजरते समय बिजली, ओले, बारिश, नमी और अन्य ताकतों के अधीन होता है, लेकिन आप इसे रखरखाव के लिए हैंगर में नहीं रख सकते।

पैक्वेट कहते हैं, हालांकि, टरबाइन ब्लेड को सेवा में रखने के लिए नियमित निरीक्षण और मरम्मत महत्वपूर्ण है।हालाँकि, वर्तमान निरीक्षण विधियाँ हमेशा क्षति का शीघ्र पता नहीं लगा पाती हैं।सैंडिया इसे बदलने के लिए एवियोनिक्स और रोबोटिक्स अनुसंधान से विशेषज्ञता प्राप्त कर रही है।उनका कहना है कि क्षति दिखाई देने से पहले ही उसे पकड़कर, छोटी और सस्ती मरम्मत से ब्लेड को ठीक किया जा सकता है और उसकी सेवा का जीवन बढ़ाया जा सकता है।

एक परियोजना में, सैंडिया ने एक रेंगने वाले रोबोट को एक स्कैनर से सुसज्जित किया जो हवा के ब्लेड के अंदर क्षति की खोज करता है।परियोजनाओं की दूसरी श्रृंखला में, सैंडिया ने ड्रोन को सेंसर के साथ जोड़ा जो क्षति का पता लगाने के लिए सूरज की रोशनी से गर्मी का उपयोग करता है।

पैक्वेट का कहना है कि परंपरागत रूप से, पवन उद्योग के पास पवन ब्लेडों के निरीक्षण के लिए दो मुख्य दृष्टिकोण हैं।पहला विकल्प किसी को कैमरा और टेलीफ़ोटो लेंस के साथ बाहर भेजना है।इंस्पेक्टर लगातार तस्वीरें खींचता रहता है और दरारें और क्षरण जैसी दृश्यमान क्षति की तलाश करता है।दूसरा विकल्प भी समान है, लेकिन जमीन पर खड़े होने के बजाय इंस्पेक्टर एक विंड ब्लेड टावर को नीचे गिराता है या एक क्रेन पर एक प्लेटफॉर्म को ब्लेड के ऊपर और नीचे घुमाता है।

इन दृश्य निरीक्षणों में, आप केवल सतही क्षति देखते हैं।हालाँकि, अक्सर, जब तक आप ब्लेड के बाहर दरार देख पाते हैं, तब तक क्षति काफी गंभीर हो चुकी होती है।आप किसी महंगी मरम्मत पर विचार कर रहे हैं या आपको ब्लेड भी बदलना पड़ सकता है।

पैक्वेट का कहना है कि ये निरीक्षण लोकप्रिय हैं क्योंकि ये किफायती हैं, लेकिन इससे पहले कि यह एक बड़ी समस्या बन जाए, वे क्षति को नहीं पकड़ सकते।सैंडिया के रेंगने वाले रोबोट और ड्रोन का उद्देश्य पवन ब्लेडों के गैर-आक्रामक आंतरिक निरीक्षण को उद्योग के लिए एक व्यवहार्य विकल्प बनाना है।

सैंडिया और पार्टनर्स इंटरनेशनल क्लाइंबिंग मशीन्स और डोफिटेक ने बांधों का निरीक्षण करने वाली मशीनों से प्रेरित होकर एक रेंगने वाला रोबोट बनाया।रोबोट हवा के झोंके से इधर-उधर और हवा के झोंके से ऊपर-नीचे घूम सकता है, जैसे कोई बिलबोर्ड पर पेंटिंग कर रहा हो।ऑन-बोर्ड कैमरे सतह की क्षति का पता लगाने के लिए उच्च-निष्ठा वाली छवियां खींचते हैं, साथ ही छोटे सीमांकन भी करते हैं जो बड़े, उपसतह क्षति का संकेत दे सकते हैं।चलते समय, रोबोट चरणबद्ध सरणी अल्ट्रासोनिक इमेजिंग का उपयोग करके ब्लेड को क्षति के लिए स्कैन करने के लिए एक छड़ी का भी उपयोग करता है।

स्कैनर काफी हद तक अल्ट्रासाउंड मशीनों की तरह काम करता है जिसका उपयोग डॉक्टर शरीर के अंदर देखने के लिए करते हैं, सिवाय इस मामले में यह ब्लेड की आंतरिक क्षति का पता लगाता है।क्षति का संकेत देने के लिए इन अल्ट्रासोनिक हस्ताक्षरों में परिवर्तनों का स्वचालित रूप से विश्लेषण किया जाता है।

सैंडिया के वरिष्ठ वैज्ञानिक और रोबोटिक क्रॉलर परियोजना के प्रमुख डेनिस रोच का कहना है कि चरणबद्ध सरणी अल्ट्रासोनिक निरीक्षण मोटे, मिश्रित ब्लेड के अंदर किसी भी परत पर क्षति का पता लगा सकता है।

अशांति से प्रभाव या अत्यधिक तनाव उपसतह क्षति पैदा करता है जो दिखाई नहीं देता है।विचार यह है कि क्षति के गंभीर आकार तक बढ़ने से पहले उसका पता लगाया जाए और कम खर्चीली मरम्मत के साथ इसे ठीक किया जा सके जिससे ब्लेड डाउनटाइम भी कम हो जाए।हम किसी भी विफलता या ब्लेड को हटाने की आवश्यकता से बचना चाहते हैं।

रोच पवन ब्लेडों के लिए वन-स्टॉप निरीक्षण और मरम्मत पद्धति के हिस्से के रूप में रोबोटिक क्रॉलर की कल्पना करता है।

एक प्लेटफ़ॉर्म पर एक मरम्मत दल की कल्पना करें जो हवा के झोंके से ऊपर जा रहा है और रोबोट आगे रेंग रहा है।जब रोबोट को कुछ मिलता है, तो निरीक्षक रोबोट से उस स्थान को चिह्नित करवा सकते हैं ताकि उपसतह क्षति का स्थान स्पष्ट हो सके।मरम्मत टीम क्षति को दूर करती है और मिश्रित सामग्री की मरम्मत करती है।निरीक्षण और मरम्मत की यह वन-स्टॉप शॉपिंग ब्लेड को जल्दी से सेवा में वापस लाने की सुविधा देती है।

सैंडिया ने इन्फ्रारेड कैमरों के साथ ड्रोन तैयार करने की परियोजनाओं की एक श्रृंखला में कई छोटे व्यवसायों के साथ भी काम किया, जो छिपे हुए पवन ब्लेड क्षति का पता लगाने के लिए सूरज की रोशनी से गर्मी का उपयोग करते हैं।थर्मोग्राफी नामक यह विधि ब्लेड के अंदर आधा इंच गहराई तक क्षति का पता लगाती है।

हमने एक ऐसी विधि विकसित की है जो ब्लेड को धूप में गर्म करती है, और फिर ब्लेड को तब तक घुमाती या पिच करती है जब तक वह छाया में न हो।सूरज की रोशनी ब्लेड में फैलती है और बराबर हो जाती है।जैसे ही वह गर्मी फैलती है, आप उम्मीद करते हैं कि ब्लेड की सतह ठंडी हो जाएगी।लेकिन खामियां गर्मी के प्रवाह को बाधित करती हैं, जिससे सतह ऊपर रह जाती है और खामियां गर्म हो जाती हैं।इन्फ्रारेड कैमरा उन हॉट स्पॉट का पता लगाता है और इसे ज्ञात क्षति के रूप में लेबल करता है।

वर्तमान में विमान रखरखाव जैसे अन्य उद्योगों के लिए ग्राउंड-आधारित थर्मोग्राफी उपकरण का उपयोग किया जाता है।एली का कहना है, क्योंकि इस एप्लिकेशन के लिए कैमरे ड्रोन पर लगाए गए हैं, इसलिए रियायतें देनी होंगी।

आप ड्रोन पर कोई महंगी चीज़ नहीं चाहते जो दुर्घटनाग्रस्त हो सकती है, और आप पावर हॉग नहीं चाहते।इसलिए, हम वास्तव में छोटे आईआर कैमरों का उपयोग करते हैं जो हमारे मानदंडों पर फिट बैठते हैं और फिर हम अतिरिक्त जानकारी प्रदान करने के लिए ऑप्टिकल छवियों और लिडार का उपयोग करते हैं।

लिडार, जो रडार की तरह है लेकिन रेडियो फ्रीक्वेंसी तरंगों के बजाय दृश्य प्रकाश का उपयोग करता है, यह मापता है कि वस्तुओं के बीच की दूरी निर्धारित करने के लिए प्रकाश को एक बिंदु से आने और जाने में कितना समय लगता है।नासा के मंगल ग्रह लैंडर कार्यक्रम से प्रेरणा लेते हुए, शोधकर्ताओं ने एक लिडार सेंसर का उपयोग किया और सुपर-रिज़ॉल्यूशन छवियों को इकट्ठा करने के लिए ड्रोन आंदोलन का लाभ उठाया।पवन ब्लेड का निरीक्षण करने वाला एक ड्रोन तस्वीरें लेते समय चलता है, और वह गति सुपर-रिज़ॉल्यूशन छवियों को इकट्ठा करना संभव बनाती है।

आप अतिरिक्त पिक्सेल भरने के लिए मूवमेंट का उपयोग करते हैं।यदि आपके पास 100 गुणा 100-पिक्सेल का कैमरा या लिडार है और आप एक तस्वीर लेते हैं, तो आपके पास बस इतना ही रिज़ॉल्यूशन होगा।लेकिन यदि आप चित्र लेते समय उप-पिक्सेल मात्रा में इधर-उधर घूमते हैं, तो आप उन अंतरालों को भर सकते हैं और एक बेहतर जाल बना सकते हैं।सुपर-रिज़ॉल्यूशन छवि के लिए कई फ़्रेमों के डेटा को एक साथ जोड़ा जा सकता है।

लिडार और सुपर-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग का उपयोग करने से शोधकर्ता सटीक रूप से ट्रैक कर सकते हैं कि ब्लेड कहाँ क्षतिग्रस्त है, और लिडार ब्लेड के किनारों पर क्षरण को भी माप सकता है।

पुलों और बिजली लाइनों का स्वायत्त निरीक्षण पहले से ही वास्तविकताएं हैं, और पैक्वेट का मानना ​​​​है कि वे पवन ब्लेड विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के महत्वपूर्ण हिस्से भी बन जाएंगे।

स्वायत्त निरीक्षण एक बहुत बड़ा क्षेत्र होने जा रहा है, और ब्लेड के आकार और स्थान को देखते हुए, पवन उद्योग में यह वास्तव में समझ में आता है। नुकसान की तलाश के लिए एक व्यक्ति को एक ब्लेड से दूसरे ब्लेड तक चलने या ड्राइव करने की आवश्यकता के बजाय, कल्पना करें कि क्या निरीक्षण किया जाता है स्वचालित थे.

पैक्वेट का कहना है कि विभिन्न प्रकार के निरीक्षण तरीकों के लिए जगह है, जिसमें साधारण ग्राउंड-आधारित कैमरा निरीक्षण से लेकर ड्रोन और क्रॉलर द्वारा ब्लेड के स्वास्थ्य को निर्धारित करने के लिए एक साथ काम करना शामिल है।

मैं कल्पना कर सकता हूं कि प्रत्येक पवन संयंत्र में एक ड्रोन या ड्रोन का एक बेड़ा होगा जो हर दिन उड़ान भरता है, पवन टरबाइनों के चारों ओर उड़ता है, उनके सभी निरीक्षण करता है, और फिर वापस आकर अपना डेटा अपलोड करता है।फिर पवन संयंत्र ऑपरेटर अंदर आएगा और डेटा को देखेगा, जिसे पहले से ही कृत्रिम बुद्धिमत्ता द्वारा पढ़ा जा चुका होगा जो पिछले निरीक्षणों से ब्लेड में अंतर की तलाश करता है और संभावित मुद्दों को नोट करता है।इसके बाद ऑपरेटर अधिक विस्तृत रूप से देखने और मरम्मत की योजना बनाने के लिए संदिग्ध क्षति वाले ब्लेड पर एक रोबोटिक क्रॉलर तैनात करेगा।यह उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण प्रगति होगी।