사례 연구 | 풍력 터빈 결빙 방지: 안전한 겨울철 운영을 위한 스마트 항공 솔루션

중국 남서부 지역에 대규모 풍력 발전 단지를 운영하는 한 주요 에너지 기업은 겨울철 터빈 결빙 문제로 심각한 어려움에 직면했습니다. 고도가 높고 기온이 낮으며 습도가 높은 지역에서는 어는 비가 풍력 터빈 블레이드에 상당한 양의 얼음을 형성하게 됩니다. 이는 구조적 피로를 증가시키고 장비 수명을 단축시키며 에너지 생산량을 감소시킬 뿐만 아니라 풍력 발전 단지의 안전에도 심각한 문제를 야기합니다.

영하의 환경에서도 지속적인 운영을 보장하기 위해서는 정기적인 결빙 방지 조치가 필수적입니다. 그러나 기존의 제빙 방식, 예를 들어 고가 작업대에서 도구를 사용하여 수동으로 얼음을 제거하는 방식은 비효율적이고 노동 집약적이며 안전 위험이 높습니다. 확장 가능하고 지능적인 솔루션을 모색하던 회사는 결빙을 사전에 방지하고 모든 사업장의 운영 신뢰성을 향상시키는 것을 목표로 삼았습니다.

고도가 높은 곳에서의 작업은 인력 및 장비 안전에 대한 엄격한 조치가 요구됩니다.

높은 수준의 살포 범위, 일관성 및 효율성을 요구하는 대규모 결빙 방지 수요

험준한 지형과 변덕스러운 기상 조건으로 인해 배치 및 실행이 어려워짐

해당 회사는 벽면 등반 로봇과 다양한 무인 항공기 플랫폼을 포함한 광범위한 지능형 유지보수 솔루션을 평가했습니다. 그러나 많은 시스템이 환경 적응성이 부족하거나, 구축 요구 사항이 복잡하거나, 운영 비용이 높고 안전성이 제한적이라는 문제점을 안고 있었습니다.

광범위한 기술 비교 끝에 해당 회사는 DJI FC30과 같은 대형 드론 플랫폼에 탑재되는 P2(A30) 고압 공중 세척 시스템을 선택했습니다. 공중 작업에 적합하게 설계된 이 시스템은 터빈 블레이드에 제빙액을 자동으로 분사할 수 있도록 합니다. 엔지니어링 팀은 또한 블레이드 표면과 기상 조건에 따라 액체 분배를 최적화하도록 분사 노즐을 맞춤 제작했습니다.

기존의 청소 시스템이나 로봇 시스템과는 달리, P2(A30)는 고고도 산업 현장에 특화되어 설계되었으며, 공중에서 물, 결빙 방지액 또는 세척제를 안정적이고 안전하며 효율적으로 분사할 수 있습니다.

안전성 및 안정성

원격 제어 기능과 레이저 기반 거리 측정 기능을 통합한 P2(A30)는 수동으로 고도에서 작업할 필요성을 없애줍니다. 균형 잡힌 구조로 공중 안정성이 향상되었으며 작동 중 분무 반동을 효과적으로 억제합니다.

유연한 운영

이 시스템은 호버링 중 다각도 조정을 지원하여 복잡한 표면과 접근하기 어려운 지역까지 완벽하게 커버할 수 있습니다. 이를 통해 드론 재배치 필요성을 줄여 운영 효율성과 커버리지 일관성을 향상시킵니다.

지능형 정밀도

내장된 경로 계획 및 표면 인식 알고리즘을 통해 이 시스템은 터빈 블레이드 형상에 지능적으로 적응하여 일관되고 정확한 분사를 구현할 수 있습니다. 모듈식 노즐 설계로 작업 및 표면 재질에 따라 다양한 유체를 사용할 수 있습니다.

효율적인 배포

접이식 구조로 컴팩트하게 설계되어 운반 및 설치가 용이하며, 외딴 산악 지역에도 쉽게 설치할 수 있습니다. 대용량 탱크 시스템 덕분에 빠른 재충전이 가능하고, 가동 중단 없이 장시간 작업이 가능합니다.

P2(A30) 항공 시스템의 도입으로 풍력 터빈 결빙 방지 작업의 효율성과 안전성이 크게 향상되었으며, 다음과 같은 성과를 거두었습니다.

터빈 블레이드 전체에 정확하고 균일하게 결빙 방지액을 분사했습니다.

고위험 환경에서 인력의 필요성을 없앴습니다.

비접촉식 지능형 분무 방식으로 터빈 표면을 확실하게 보호합니다.

전반적인 운영 효율성 향상 및 인건비 절감

여러 풍력 발전 단지에 걸쳐 신속하고 확장 가능한 배포를 가능하게 했습니다.

겨울철 에너지 생산량 증대 및 터빈 고장률 감소