Использование беспилотников для защиты ветряных турбин от льда

Моделирование покрытия с помощью беспилотника под воздействием ветра.Кредит: Fraunhofer-Gesellschaft

Теперь, впервые, команде Fraunhofer удалось использовать беспилотники для защиты лопастей ротора от льда.Новая техника была разработана совместно экспертами из Института производственных технологий и передовых технологий Фраунгофера и передовых материалов IFAM и Института производства и автоматизации Fraunhofer по производству и автоматизации в проекте «Turbo - временное покрытие с помощью беспилотников».

До сих пор операторам, которые хотели защитить свои ветряные турбины от льда, должны были углубляться в свои карманы: нагревающие коврики, которые могут быть интегрированы в лопасти или системы для перекачки теплого воздуха в роторы, чрезвычайно дорого, как это использование вертолетовраспылять агент по обмороженности на турбины.

«Дроны, которые используются только при необходимости, предлагают экономически эффективную альтернативу»,-говорит Андреас Кол, менеджер проекта в Fraunhofer Ifam.Однако, чтобы использовать беспилотники для предотвращения льда, необходимо выполнить ряд условий: а также экологически чистые, материалы для покрытия должны продемонстрировать хорошую адгезию и достаточную долговечность, чтобы они оставались на роторах в течение недель и защищали их отлед.Используемая система распыления должна быть очень точной, но в то же время легкой.И, наконец, беспилотники должны иметь высокую полезную нагрузку и обеспечивать очень точный контроль.

Исследователи Fraunhofer, работающие над Turbo Project, преуспели в разработке прототипа, который выполняет все эти требования: материал для покрытия, разработанный учеными из Fraunhofer Ifam в Бремене, изготовлен из мочевины и воска, является экологически чистым и демонстрирует хорошую адгезию.Этот материал может быть применен быстро и легко с помощью техники спрей, а также быстро высыхает.Покрытие прошло тестирование в ледяной камере в Институте, чтобы подтвердить, что оно надежно защищает от формирования мороза.

Команда в Fraunhofer IPA построила оборудование, используемое для применения покрытия.Он состоит из небольшого насоса, который прижимает смеси мочевины/воска жидкости при высоком давлении в длинное тонкое копье, на кончике которого представляет собой насадку с диаметром всего 0,3 миллиметра.Эта безвоздушная насосная система способна производить капли диаметром 100 микрометров.Даже при скорости ветра 35 километров в час эти капли все еще могут быть опрыскиваны точно на края лопастей ротора, где они затем затвердевают.Край особенно важны, так как именно именно там процесс глазурь начинается, когда влажный холодный воздух попадает в турбину.

Доктор Оливер Тидже, менеджер проекта в Fraunhofer IPA, и его команда определили технические параметры, например, необходимое давление, эффективный метод атомизации и оптимальный размер капель - использование динамического моделирования жидкости.«Наши десятилетия опыта в моделировании процессов покрытия действительно помогли нам. Мы смогли использовать этот опыт», - говорит физик.«Тем не менее, нам пришлось адаптировать параметры процесса к сложной геометрии ветряных турбин».

Исследователи теперь намерены работать с партнерами по отрасли для дальнейшего развития этой техники и подготовки ее к производству серии.Существует множество применений, в которых беспилотники могут использоваться для применения покрытий, начиная от защиты от льда для ветряных турбин и линий накладных расходов на железнодорожный транспорт до реконструкции зданий, например, ремонта дефектов в рамках зданий, которые трудно достать.

Проект «Turbo: временное покрытие с помощью беспилотников - защита ветряных турбин в качестве тематического исследования» был поддержан 19 компаниями, включая производители покрытия и сырья, производители оборудования для покрытия и беспилотников, а также операторами ветряных турбин.