Droner og 3D-fotos dokumenterer vindmøllevingers tilstand

Ny dronebaseret teknologi giver vindmølleejere mulighed for at overvåge vingers tilstand og dermed forbedre grundlaget for beslutninger vedrørende vedligeholdelse og optimering. Teknologien bliver udviklet i et EUDP-projekt sat i gang af opstartsvirksomheden Power Curve. DFM bidrager med pålidelige målinger. 

Af Dorthe Sjøbeck Christiansen

Flere og flere vindmøller bliver gamle, og så bliver forkanten på vingen slidt og eroderet. Tidligere er kvaliteten af overfladen beskrevet ud fra fotografier og individuelle ekspertvurderinger, men det er en langsommelig proces og resultatet er ikke helt pålideligt. Derfor vil Power Curve udvikle en metode til 3D-rekonstruktion, som giver en præcis gengivelse af vindmøllevingens overfladebeskaffenhed.

Formålet er at tilbyde vindmølleejerne et beslutningsværktøj, der giver information om, hvad sliddet betyder for reduktionen i den energi, møllen producerer. Dermed kan ejerne bedre træffe beslutning om, hvornår det kan betale sig at reparere vingen eller at investere i optimeringsløsninger. Det gør det muligt at udnytte vindmøllevingerne mere effektivt og forlænge levetiden på vingerne.

”Vi forventer at ende ud med et kommercielt produkt, som ejerne kan benytte til at træffe økonomiske velbegrundede beslutninger omkring de skadevirkninger, som de slidte vinger medfører. Det er tale om et samlet system, der består af droner og sensorudstyr, der scanner vingerne og afleverer data, som vi kan oversætte til et konsekvenstal for ejerne, fortæller Niels Fiil Brønnum, ceo i Power Curve.

Projekter baner vejen for opstartsvirksomheder

Udover Power Curve indgår der to universiteter og et GTS-institut i projektgruppen. Gruppen er bredt sammensat. Jørgen Garnæs, DFM, uddyber det sådan her:

”Sammensætningen i projektgruppen giver et godt udgangspunkt for succes. Der er en virksomhed, der er interesseret i teknologien for at skabe omsætning og arbejdspladser. DTU Wind bidrager med den nyeste forskningsviden om vindmøllevinger. AAU bidrager med at udvikle en drone og et sensorsystem, der kan optage vingens tredimensionale overfladestruktur. Den primære opgave for DFM er at validere AAU’s metode og påvise 3D- rekonstruktionens nøjagtighed”.

Det er ikke første gang, at Power Curve er med i et forskningsprojekt. Faktisk bygger det igangværende EUDP-projekt oven på et tidligere projekt, og Niels Fiil Brønnum fortæller, at adgangen til projektmidler fra EUDP har været helt afgørende.

”Uden EUDP-midler var virksomheden nok aldrig realiseret. I EUPD-projektet kan vi udvikle den teknologi, der er en forudsætning for, at vi i sidste ende står med et færdigt produkt. Når det sker, kan vi vækste og skabe jobs. Jeg er især glad for EUDP-støtteordningen, fordi EUDP administrationen er særdeles operationelle og pragmatiske i deres tilgang. Det er en kæmpe fordel for os, at det ikke er super bureaukratisk”.

Unik målekompetence

DFM har med hensyn til måling af ruhed på overflader den højeste kompetence i Danmark, og de er nationalt metrologilaboratorium inden for dette område. Derfor anbefalede DTU Wind, at Power Curve involverede DFM i projektet.

I projektet er DFM’s rolle at teste og dokumentere, at de hurtigere målinger, der kan laves med hjælp fra droneteknologien, er rigtige. Det har Power Curve en speciel interesse i, fordi målingerne efterfølgende skal bruges til at dokumentere metoden, inden den kan sælges.

”Vi har valgt at samarbejde med DFM, fordi de har unikke kompetencer, der skal bruges til at validere vores ”øjne” i luften. De står for at validere og kvalitetssikre 3D-rekonstruktionerne, da det naturligvis er helt afgørende, at rekonstruktionerne er nøjagtige. Derfor er DFM’s kompetencer utrolig vigtige for projektets succes”, fortæller Niels Fiil Brønnum og fortsætter:

”Når jeg skal sælge produktet, er det desuden et kvalitetsstempel over for kunden, at DFM har været med som 3-part til at dokumentere pålideligheden i vores målinger. Ligesom jeg også vil henvise til DTU Wind. Det betyder meget for troværdigheden af vores produkt, at der har været eksperter med ind over”, siger Niels Fiil Brønnum.

I forbindelse med projektet har DFM investeret i et nyt mikroskop, der er velegnet til udmåling af større overfladestrukturer. Det betyder, at projektet giver GTS-instituttet mulighed for at bygge ovenpå sine eksisterende kompetencer.

Nye brancher kommer til

For DFM er energi, vindmøller og droner nye områder – og DFM forventer, at nye brancher vil komme til i takt med, at behovet for målinger breder sig til flere brancher.

”Inden for metrologi er der nogle internationalt accepterede områder, hvor der med årene er etableret nogle procedurer, og så er der nogle nye områder inden for fx biokemi, vind og energi, hvor metrologi endnu ikke er tilsvarende udviklet. Her kommer vi til at udbygge vores virksomhedssamarbejder i de kommende år. Det skyldes, at uanset hvilken branche, der udvikler nyt, så er der behov for at dokumentere kvalitet og målinger”, siger Jørgen Garnæs og fortsætter:

”Vi er løbende med til at udvikle de målemetoder, som standarder kommer til at bygge på. Det er et arbejde virksomhederne er glade for, for når ting bliver dækket af skrevne standarder, så bliver varer og ydelser nemmere at sælge og eksportere – så er der nemlig tale om en hyldevare”.

GTS-institutter er først og fremmest optagede af virksomhedernes behov

Ifølge Jørgen Garnæs har GTS-institutter og universiteter ofte forskellige formål med at gå ind i projekter.

”Det er vores unikke spidskompetence, at vi overvejer alle de ting, der skal til for, at målinger er pålidelige, fordi vores fokus er, at virksomhederne skal kunne dokumentere over for kunder, at deres produkter opfylder specifikationer. Derfor udvikler vi ydelser, der bygger på pålidelige målemetoder”, siger Jørgen Garnæs.

En anden ting, der karakteriserer GTS-instituttets måde at arbejde på, er, at ny teknologi skal finde anvendelse så bredt som muligt. Jørgen Garnæs forklarer det sådan her:

”Vi vil arbejde videre med, hvordan man ved hjælp af kamera nøjagtigt kan fastlægge en struktur. Dermed bliver projektkompetencerne sat mere bredt i spil, så virksomheder, der arbejder med at kortlægge fx bygninger, også kan få glæde af vores nye viden på området”.

Det er dyrt og kompliceret at opbygge nye kompetencer

Inden for mikroskopi og overflade bliver udstyret større og mere kompliceret. Da det er indbygget i GTS-rollen at stille udstyr til rådighed for dansk erhvervsliv på forkant af markedets behov, giver det nogle udfordringer i forhold til de ressourcer, der skal bruges til at opbygge infrastrukturen.

”Som nationalt metrologiinstitut er vi der jo for at hjælpe danske virksomheder, det ville andre landes nationale institutter ikke have som mål. Derfor bør danske brancher tilgodeses igennem nationale midler, der understøtter den nationale infrastruktur, virksomhederne har brug for”, siger Jørgen Garnæs og fortsætter

”Når man kigger på Tyskland, har de et institut som vores med mere end 1000 ansatte – så kan man godt tænke, at de tyske virksomheder har mange flere muligheder for at få dækket specielle behov, og at det selvfølgelig betyder noget for deres konkurrenceevne”, siger Jørgen Garnæs.

Fakta om EUDP-projektet

Projektet hedder ”LER wind turbine blades – quantifying Leading Edge Roughness”. I projektet indgår Power Curve, Aalborg Universitet, DTU Vind og DFM.

Projektet vil udvikle en ny kombination af inspektions- og fortolkningsteknologi til at udføre halv-automatiserede, kvantitative målinger af vingeforkanters overflade-ruhed og konvertere disse målinger til normative mål for en mølles aerodynamiske effektivitet. Resultatet er et kvantitativt, systematisk og statistisk baseret beslutningsstøtteværktøj, som ejerne kan bruge til at tage økonomisk begrundede beslutninger fx starte optimeringstiltag eller udskyde vingereparationsarbejde.

Casen er en ud af ni cases, der har været bragt i publikationen: Den teknologiske videnbro – nu og i fremtiden.