Selvitys dronepohjaisen kunnossapidon kehittämisestä tuulivoimaloille

Abstract

Tuulivoima on kasvanut merkittäväksi osaksi Suomen energiantuotantoa. Tuotannon lisääntyessä kasvaa samalla tarve varmistaa tuulivoimaloille pitkä käyttöikä ja käytettävyys. Tuulivoima-alalla yksi keskeinen tavoite on pienentää tasoitetun energiankustannuksen tasoa, sillä sen avulla voidaan parantaa tuulivoiman kilpailukykyä muihin energianmuotoihin nähden. Tuulivoimassa käytön ja kunnossapidon kustannuksilla on suhteellisesti merkittävä rooli, joten tarkastusmenetelmien tehostaminen tarjoaa konkreettisen mahdollisuuden tasoitetun energiakustannuksen alentamiseen.

Jyväskylän ammattikorkeakoulu toimii tämän opinnäytetyön toimeksiantajana, ja työn tavoitteena on selvittää, miten droneja voidaan hyödyntää tuulivoimaloiden kunnossapidossa, painottaen niiden käyttöä tarkastuksissa ja kunnossapitotoimenpiteiden suunnittelun tukena erityisesti lapojen ja tornin osalta. Toteutustapa perustui kuvailevaan kirjallisuuskatsaukseen, jossa tutkimusartikkeleita ja muuta julkaisuaineistoa haettiin sähköisistä tietokannoista ja analysoitiin kvalitatiivisesti jäsentelemällä teemat sekä ilmiöt.

Tuloksissa korostui, että drone soveltui parhaiten ulkoisten rakenteiden tarkastuksiin, joissa tuotos syntyi kuvantamisella ja etämittauksella. Optisella kuvantamisella havaittiin pintavauriot ja infrapunatermografialla tuettiin lämpöpoikkeamien tunnistamista komposiittirakenteista. LiDAR-mittauksella parannettiin geometrian ja muodon dokumentointia. Lentotoiminnan onnistuminen riippui lapojen asennosta, roottorin lukitsemisesta, tuuliolosuhteista ja lentoreitin suunnittelusta. Suuri datamäärä edellytti kuvien yhdistelyä ja automatisoitua analytiikkaa.

Johtopäätöksissä todettiin, että dronet tukivat kunnossapitoa ensisijaisesti tarkastusketjun ensimmäisenä vaiheena, johon liittyi seulonta ja jatkotoimenpiteiden kohdentaminen. Suurin korvauspotentiaali kohdistui visuaalisiin tarkastuksiin, jotka olivat aiemmin vaatineet köysi- tai nostinjärjestelyjä. Hyötyinä nousivat työturvallisuuden parantuminen, tarkastuksen nopeutuminen ja vertailukelpoisen dokumentoinnin lisääntyminen sekä kunnossapidon alentuneet kustannukset.