Trong bối cảnh sự tăng tốc của chuyển đổi năng lượng và sự bùng nổ của công nghệ tự động hóa hiện đại, song song với việc phát triển các dự án điện gió ngoài khơi, công tác bảo trì những chiếc turbine khổng lồ đang tiến tới một cuộc cách mạng thực sự.
Thông thường, để kiểm tra vết nứt, hư hỏng trên bề mặt hay thậm chí sâu bên trong cánh quạt, turbine phải hoàn toàn trong trạng thái ngừng hoạt động và đội kỹ thuật viên phải đi tàu ra tận nơi, leo lên tháp turbine cao để kiểm tra một cách thủ công.
Công việc này thường tốn kém, mất thời gian, làm giảm sản lượng điện năng, tăng nguy cơ cho con người và thậm chí phát thải thêm CO2 từ các chuyến tàu hỗ trợ.
Nhưng giờ đây, một cách tiếp cận hoàn toàn khác biệt và thông minh đã xuất hiện: Sử dụng máy bay không người lái (UAV/drone) chuyên dụng để kiểm tra cánh quạt turibne điện gió khi chúng vẫn đang quay.
Đi đầu trong nỗ lực này là công ty khởi nghiệp Quali Drone của Đan Mạch, hợp tác cùng tập đoàn năng lượng đa quốc gia khổng lồ RWE của Đức.
Kiểm tra turbine điện gió ngoài khơi bằng công nghệ drone. Ảnh: RWE
Mới đây, Quali Drone, phối hợp với RWE và một số đối tác khác, đã thực hiện thành công việc kiểm tra các hư hỏng trên cánh quạt turbine điện gió ngoài khơi bằng công nghệ drone không tiếp xúc trong khi cánh quạt đang quay. Và đây là lần đầu tiên một cuộc kiểm tra như vậy được tiến hành trên thế giới.
Dự án mang tên AQUADA-GO (hợp tác với Statkraft, TotalEnergies, Đại học Kỹ thuật Đan Mạch - DTU, và Energy Cluster Denmark) đã thử nghiệm tại trang trại điện gió Rødsand 2 do RWE vận hành từ năm 2010, nằm phía nam đảo Lolland, Đan Mạch.
Chiếc drone làm nhiệm vụ, được tạo ra tại phòng thí nghiệm Năng lượng gió của DTU, được trang bị cả camera thông thường và camera nhiệt cùng công nghệ thị giác máy tính (computer vision) kết hợp trí tuệ nhân tạo (AI).
Trong thử nghiệm, thiết bị đã bay rất gần các cánh quạt đang quay, quét thời gian thực để phát hiện cả hư hỏng bề mặt (như nứt, mẻ, ăn mòn), cũng như tổn thương bên dưới bề mặt nhờ mô hình nhiệt cơ học và học sâu (deep learning).
"Chúng tôi đã phát triển một mô hình AI sử dụng thuật toán học sâu và công nghệ thị giác máy tính dựa trên các mô hình nhiệt cơ học để hỗ trợ máy bay không người lái phát hiện các khuyết tật của cánh quạt – cả trên bề mặt và bên dưới cánh quạt", Xiao Chen, Phó giáo sư tại DTU và trưởng nhóm kỹ thuật của dự án AQUADA-GO, cho biết.
Điểm đặc biệt là hệ thống AI học hỏi từ mỗi lần kiểm tra, do đó càng kiểm tra càng chính xác hơn mà không cần cho turbine ngừng hoạt động và có thể thực hiện bất kể điều kiện thời tiết.
CEO của Quali Drone, Jesper Smit, mô tả dự án này là một thành tựu lớn. Ông nói: "Chúng tôi đã chứng minh rằng hoàn toàn khả thi khi dùng drone tự động có kích thước phù hợp, trang bị camera, để kiểm tra turbine điện gió ngoài khơi khi nó vẫn đang hoạt động".
"Lần đầu tiên chúng tôi thực hiện thành công kiểm tra drone trên turbine ngoài khơi đang vận hành. Đây là tin vui cho toàn ngành điện gió", ông Marcus Mejborn, quản lý trang trại Rødsand 2 của RWE, nhấn mạnh.
Trong bối cảnh điện gió ngoài khơi đang phát triển mạnh mẽ để đạt mục tiêu net-zero, công nghệ này có thể trở thành bước ngoặt lớn, giúp giảm chi phí vận hành điện gió, tăng độ tin cậy và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng xanh.
Tương lai của việc bảo trì turbine điện gió ngoài khơi có lẽ không còn là những đội thợ leo cao nguy hiểm, mà là những "bác sĩ drone" bay lượn thông minh quanh cánh quạt đang cần mẫn quay đều trên biển khơi.
Minh Đức (Theo Interesting Engineering, Windtech International)
