Robotter skal gøre vedligehold af vindmøller sikrere, billigere og mere effektivt
Et nyt projekt ledet af forskere på Syddansk Universitet skal udvikle en robot, der gør det muligt for teknikere at vedligeholde vindmøller helt uden at skulle kravle op i dem og fire sig ud langs vingerne. Det bliver nemlig nødvendigt med den planlagte udbygning af havvind.
I løbet af de næste år og årtier skal der sættes virkelig mange vindmøller op. Altså: virkelig mange.
Den danske produktion af strøm fra havvindmøller skal for eksempel være femdoblet i 2030. I hele nordsøområdet har politikere fra Danmark, Tyskland, Holland og Belgien sat sig for, at kapaciteten for havvind skal være tidoblet i 2050, og at der skal stilles ikke færre end 10.000 af de allerstørste møller op. I EU regner man med, at vindkapaciteten er fordoblet i 2030. Og så har vi slet ikke nævnt lande som Kina, USA og Indien, der også investerer massivt i vindenergi.
Men noget, man sjældent hører så meget om, er, at vindmøller skal vedligeholdes.
For eksempel skal forkanten af vingerne jævnligt behandles med en særlig type coating, så den ikke eroderer og bliver ujævn. Som det er nu, kræver det manuelt arbejde, og det er både besværligt og dyrt og ikke helt uden sikkerhedsrisici.
Med den enorme planlagte udbygning af vindenergi er det ikke nogen langtidsholdbar løsning.
Mange fordele
Det er det problem, forskningsprojektet SENSIBLE skal løse.
Bag projektet står forskere fra Syddansk og Aarhus Universitet og virksomhederne Rope Robotics og Xplor XR, og sammen vil de udvikle en såkaldt teleoperativ robot, der kan udføre serviceopgaver på vindmøller og betjenes af teknikere i et kontrolrum langt væk fra selve møllen.
En sådan robot vil have en lang række fordele, forklarer Cheng Fang, der er lektor i robotteknologi på Syddansk Universitet og projektleder:
- Først og fremmest får teknikerne et bedre arbejdsmiljø. Med robotten bliver vedligeholdelsesarbejdet også mere effektivt, så man kan nå flere møller på kortere tid, samtidig med at møllerne skal stå stille i kortere tid, opremser Cheng Fang.
- Levetiden på møllerne bliver længere, når de løbende bliver vedligeholdt, og produktiviteten stiger. Og så kan man udføre serviceopgaver flere dage om året, også dage hvor det lige nu blæser for meget.
Mere alsidig og præcis
Planen er at videreudvikle en robot, som allerede findes på markedet og er patenteret af Rope Robotics. Lige nu virker robotten ved at blive hejst op langs vindmøllevingerne i et sæt reb, mens den er forprogrammeret til med en robotarm først at slibe forkanten, dernæst rense den og til sidst tilføre ny coating.
Den nye robot skal have muligheden for også at kunne styres direkte af en uddannet tekniker i et kontrolrum. Det er derfor, robotten er teleoperativ. Derved bliver robotten mere alsidig og præcis, og vedligeholdelsesarbejdet kan tilpasses specialopgaver på den enkelte mølle.
- Som det er nu, kan vi løse de mere ensartede vedligeholdelsesopgaver, men med en teleoperativ robot vil robotten også kunne klare specielle og komplekse typer af skader, der kan være på vindmøller, forklarer Martin Huus Bjerge, der er CEO i Rope Robotics.
Haptisk feedback og VR
Selve styringen af robotten kommer til at foregå med en såkaldt masterrobot. Den fungerer lidt ligesom et joystick og består af en robotarm, som kan styres ved hjælp af teknikerens egen arm.
Gennem haptisk feedback som for eksempel vibration og temperatursvingninger, man kan mærke på huden, vil teknikeren kunne fornemme materialet og værktøjet og justere arbejdet undervejs. Den haptiske feedback skal forskerne fra Aarhus Universitet stå for.
Teknikeren får desuden også VR-briller på og vil gennem kameraer på robotten kunne se arbejdet på vindmøllen tredimensionelt for sig. Denne del vil blive udviklet af Xplor XR i samarbejde med Innopixel. De kommer også til at stå for at designe den træningsplatform, som bliver nødvendig for at lære teknikerne at betjene robotten.
Mange anvendelsesmuligheder
I første omgang skal robotten udvikles til at kunne udføre vedligeholdelse af vindmøllevingernes forkant, den såkaldte forkantserosion. I Skandinavien bliver vingerne slidt af regn, der rammer vingerne, som suser rundt med op til 300-400 kilometer i timen. I andre dele af verden kan sand være problemet.
Men ambitionen er, at robotten i fremtiden også ville kunne varetage en lang række andre opgaver, for eksempel udskiftning af de lynafledere, der er afgørende på vindmøller.
- Der kan også opstå mindre revner i vingerne, som kommer fra de store belastninger vingerne udsættes for under drift, siger Martin Huus Bjerge.
- Der kan være alle mulige typer af revner i glasfiberen, som skal udbedres. Og når robotten alligevel er oppe for at vedligeholde forkanten, er det jo smart, hvis den også kan tage sig af dem.
Fakta
- SENSIBLE står for Symbiotic tEleoperatioN for Safe and cost-efficient wInd turBine bLade maintEnance.
- Målet er at videreudvikle Rope Robotics' eksisterende robot til vedligehold af vindmøller, så den kan fjernstyres af en tekniker på lang afstand
- Projektet er et Grand Solutions-projekt og har modtaget 12,7 millioner kroner i støtte fra Innovationsfonden. Det samlede budget er 17, 1 millioner kroner.
- Partnerne er Syddansk Universitet, Aarhus Universitet, Rope Robotics og Xplor XR i samarbejde med Innopixel.