ENVI Inform en acción: Inspecciones de turbinas eólicas

Publicado el 8 noviembre, 2024

Problema

La energía eólica es una industria en rápido crecimiento que representa el diez por ciento del suministro eléctrico de Estados Unidos. A fines de 2023, había 73,352 turbinas en Estados Unidos con una capacidad eólica nominal de 141 gigavatios (GW). Estimaciones conservadoras predicen que se agregarán 3,000 turbinas anualmente y el Departamento de Energía pronostica que para 2030 la capacidad eólica total en Estados Unidos crecerá a 224,07 GW; un aumento del 62%.

Los parques eólicos están ubicados en áreas remotas. Las duras y a menudo extremas condiciones climáticas y ambientales a las que se enfrentan, como granizo, rayos y polvo, pueden causar daños importantes en las palas que afectan directamente el rendimiento y acortan la vida útil de la turbina. La disminución de la eficiencia de la turbina puede resultar en una disminución de hasta el 25% en la producción anual de energía (AEP) de una turbina eólica.

Si no se toman medidas preventivas, el mantenimiento puede costarle a una empresa más de 50,000 dólares por turbina al año. Entre la disminución de la AEP de una turbina y el riesgo de altos costos de mantenimiento, los operadores de parques eólicos están recurriendo a drones, imágenes y aprendizaje automático (Machine Learning) para priorizar los esfuerzos de mantenimiento de manera rápida y proactiva.

Solución

BladeEdge ofrece servicios para ayudar a las empresas a crear un sólido programa de gestión de palas que comience con la inspección. BladeEdge se asoció con NV5 Geospatial por sus softwares líderes ENVI e IDL, y para aprovechar la experiencia del equipo de NV5 Custom Solutions, que ha ayudado a organizaciones de todo el mundo a maximizar el valor de los datos teledetectados mediante la entrega de proyectos exitosos que respaldan una amplia gama de objetivos geoespaciales críticos. El equipo de Custom Solutions trabajó con BladeEdge para crear dos soluciones para su programa de inspección: una herramienta que garantiza que los pilotos capturen la cantidad correcta de imágenes de calidad para completar una inspección, y un flujo de trabajo automatizado que utiliza computación escalable en la nube para analizar grandes cantidades de datos de inspección y crear rápidamente inteligencia procesable.

La herramienta Capture Assurance Tool (BECAT) de BladeEdge fue diseñada y configurada específicamente para inspecciones de turbinas eólicas. Para garantizar que los pilotos capturen una colección completa de imágenes antes de abandonar el sitio, BECAT valida que los datos capturados contengan los metadatos de GPS e imágenes relevantes, y garantiza que los datos tengan la superposición y el espaciado de píxeles adecuados para el análisis posterior. BECAT también facilita a los pilotos la tarea de empaquetar los datos a ser cargados, para su posterior análisis.

Una vez que se completó una solución para asegurar la captura de datos, el siguiente paso fue crear un proceso para automatizar el flujo de trabajo de inspección. El equipo de NV5 Custom Solutions entrenó modelos de aprendizaje automático utilizando datos etiquetados por expertos en el dominio de BladeEdge para crear un flujo de trabajo automatizado.

El flujo de trabajo se implementó en ENVI Inform. ENVI Inform es un servicio de monitoreo automatizado que procesa y analiza grandes volúmenes de datos y brinda información. En este caso, ENVI Inform preprocesa automáticamente las miles de imágenes capturadas en el campo, y ejecuta los algoritmos de aprendizaje automático para detectar daños en los lados de alta presión, baja presión, borde de salida y borde de entrada de las palas de la turbina eólica. Los daños detectados en las imágenes individuales luego se trasladan a la ubicación específica en la pala. Los resultados de la inspección se publican en el portal BladeEdge, donde los clientes pueden ver los resultados de la inspección en cuestión de minutos y el usuario final tiene datos para tomar decisiones informadas.

Resultados

Con BECAT, los inspectores que utilizan drones tienen una manera sencilla de revisar los datos capturados en el campo y ya no necesitan hacer costosos viajes de regreso. BECAT garantiza que los pilotos capturen un conjunto de datos completo y de calidad la primera vez, sin recopilar una cantidad excesiva. Al utilizar la aplicación de controlador BladeEdge para el software de vuelo automatizado, los tiempos de inspección con drones se redujeron en más del 75 %. Los pilotos experimentados pueden completar una inspección en 15 minutos y BladeEdge confía en que los datos capturados estén optimizados para el análisis posterior.

ENVI Inform proporciona a BladeEdge un flujo de trabajo operativo que toma las imágenes capturadas en el campo, prepara los datos para su procesamiento, realiza el análisis y envía los resultados a su portal web las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Con ENVI Inform, BladeEdge pudo crear la primera solución de inteligencia artificial autónoma basada en imágenes de la industria eólica, que sigue ofreciendo una precisión del 98,8% en la localización automática de daños. Como resultado de estos esfuerzos, BladeEdge ha logrado una mejora de más de 3 veces en la eficiencia operativa y una mejora de 4 veces en el ahorro de costos.

Obtenga más información sobre ENVI Inform  y vea si un servicio de monitoreo automatizado podría ayudarlo en su actividad.