Robot installeert sensoren in windturbineblad

Kortere onderhoudstijd en langere levensduur voor windturbines

TNO heeft, in samenwerking met TU Delft en Robohouse, een robot ontwikkeld die sensoren diep in windturbinebladen kan installeren. Dit levert waardevolle data op van de conditie van het blad. Het project, momenteel in ‘proof-of-concept’ fase, heeft als doel de installatie van sensoren binnenin turbinebladen te automatiseren om de onderhoudsplanning te verbeteren en de noood aan menselijke activiteiten aan het blad te verminderen. Na validatie van de technologie kan de robot worden ingezet op windparken.

Een stap vooruit in monitoring van windenergie

Windturbines en hun slanke flexibele bladen worden steeds groter. Omdat deze bladen steeds langer moeten meegaan, is er steeds meer vraag naar betrouwbare monitoring van de belasting en vermoeidheidsopbouw zodat windparkbeheerders het onderhoud optimaal kunnen plannen. Dit vereist sensoren door het hele blad, dus ook diep binnenin, wat flinke uitdagingen met zich meebrengt bij het installeren van sensoren.

De innovatie richt zich op een cruciale uitdaging in het onderhoud van windturbines: de installatie van sensoren binnenin een windturbineblad. Wim Castricum van TNO legt uit: “Tot nu toe werd dit gedaan door een engineer zoals ik. Ik moet mijn gereedschap meenemen en in het blad kruipen om een sensor op een locatie te installeren. Met de ontwikkelde robot kunnen deze sensoren nu dieper in het blad worden geïnstalleerd en live data leveren over de druk en krachten op het blad en de structurele belasting ervan. Dit gaat helpen om de prestaties van de turbine nog beter te monitoren. Dit gaat helpen om prestaties van de turbine te verbeteren en storingen te voorkomen.”

Belangrijkste kenmerken en mogelijkheden

De robot is ontworpen om te voldoen aan strenge technische eisen:

• Compact ontwerp: klein genoeg om in windturbineblad te passen, waardoor het toepasbaar is voor onderhoud van echte turbines.
• Geautomatiseerde positionering: uitgerust met geavanceerde sensoren om de beoogde installatielocatie te identificeren en de uitlijning voor nauwkeurige plaatsing te bepalen.
• Oppervlaktevoorbereiding: kan het contactgebied schuren en ontvetten om optimale hechting van de rekstrook te garanderen.
• Nauwkeurige sensorplaatsing: brengt lijm aan, plaatst de sensor en houdt druk totdat de juiste hechting is bereikt.
• Mogelijkheden voor externe inspectie: uitgerust met een hogeresolutiecamera voor live monitoring en controle.
• Draagbaar en zelfaangedreven: ontworpen voor eenvoudig transport en zelfstandige werking binnen windturbines.

Levensduur verlengen

Het eerste werkende prototype van de robot werd begin 2025 getest in een gecontroleerde testomgeving in een dummyblad van 32 meter. De volgende stap wordt de validatie van het systeem, samen met partners uit de windindustrie. De automatisering van de installatie van sensoren in turbinebladen kan de operationele veiligheid verhogen, de meetnauwkeurigheid verbeteren en daarmee de levensduur van windturbines verlengen. Windparkbeheerders kunnen sensorgegevens gebruiken om potentiële storingen op te sporen voordat ze optreden, waardoor kostbare reparaties en stilstand kunnen worden geminimaliseerd.

Toekomstperspectief

Janaki Mohanan Nair, projectmanager bij TNO, zegt: “Nadat de robottechnologie is gevalideerd, kan deze wereldwijd worden ingezet op windparken, waardoor een schaalbare oplossing mogelijk is voor het onderhouden en verbeteren van windenergie-infrastructuur. We bekijken ook de verdere ontwikkeling van deze technologie zoals AI-gestuurde navigatie, kabelbevestigingsfunctie, verbeterde lijmtoepassingstechnieken en integratie met bredere turbinebewakingssystemen”.

Bron: TNO