Wind turbine maintenance

Artificiell intelligens kan innebära stora besparingar för underhåll av vindkraftverk

​Att laga något som gått sönder på ett vindkraftverk är ofta både tidskrävande och dyrt, inte minst vid vindkraftsparker ute till havs. Dessutom innebär oförutsedda stopp i produktionen minskade intäkter. Chalmersforskaren Pramod Bangalore introducerar nu en ny modell som använder artificiell intelligens och ett nytt sätt att processa data från drift och underhåll för att tidigt upptäcka avvikelser och använda den informationen för att optimera det förebyggande underhållet.​
Vindkraft är en förnybar energiform som passar bra för svenska väderförhållanden. Men samtidigt kämpar branschen i motvind, till följd av de låga elpriserna. En nyligen publicerad studie från Energimyndigheten visar att kostnaden för att installera vindkraft sjunker, men att det ändå är få nya installationer som blir lönsamma. Kan man undvika de ovälkomna utgifter och minskade intäkter som underhållsinsatser vid oförutsedda stopp innebär skulle det betyda mycket för branschen. 

Det är här som Pramod Bangalores forskning kommer in. Han började sin forskarbana på Chalmers med att studera nuvarande metoder för att samla in och processa data från drift av vindkraftverk. 
– Inom akademin finns idag redan flera matematiska modeller för att räkna ut hur och när underhåll ska göras på ett vindkraftverk, men de används inte i industrin idag. Här finns ett gap mellan industri och akademi som jag ville överbrygga.

Pramods forskning har finansierats av Svenskt Vindkraftstekniskt Centrum (SWPTC). Han har i sin doktorsavhandling presenterat ett helt nytt självutvecklande matematiskt ramverk för optimering av underhåll, som genom att analysera och processa stora mängder av data från driften kan upptäcka fel på komponenter tidigt och planera in nödvändiga åtgärder. 

– En viktig del i underhållet är att förutspå när komponenter ska gå sönder genom att tidigt hitta variationer i driften som tyder på att något är på väg att fallera. Vid fallstudier kunde vi redan tre månader i förväg se små skiftningar i växellådans prestanda som tydde på att en del behövde ersättas. Vi är i slutfasen när det gäller att ta fram en ny produkt som vi ska erbjuda marknaden, säger Pramod Bangalore. 
Olika förutsättningar för varje vindkraftverk
Drift och slitage vid varje vindkraftverk påverkas starkt av de yttre förhållandena, vilket gör att ingen vindkraftsinstallation blir den andra lik. Det i sin tur gör att det är väldigt svårt att det idag saknas ett system för underhåll av kraftverken som kan fungera rakt över branschen. Pramod Bangalore och hans kollegor har gått igenom alla de drift och underhållsdata som går att få ut ur varje installation och har sedan visat hur man kan processa den relevanta datan för att se hur de olika delarna i vindkraftverket mår och vilka som kan vara på väg att fallera. Det blir en cyklisk process som hela tiden ger ägaren till vindkraftverket relevant information och ger en möjlighet att ta informerade beslut om vilka underhållsinsatser som kommer att behövas den närmaste tiden.  

– Jag är väldigt nöjd med arbetet vi har utfört under min tid som doktorand. Det har varit väldigt mycket information att processa, men att kunna presentera påtagliga resultat och dessutom vara på långt framme med utvecklingen av en produkt som kan ge marknaden en skjuts i rätt riktning känns väldigt positivt. Samtidigt är det ekonomiska pusslet svårt att lägga och några bitar återstår att hitta. 

Nu handlar det om att på allvar borra sig ner i de ekonomiska förutsättningarna för det nya sättet att arbeta med underhåll av vindkraft. Vilka är kostnaderna för ett nytt arbetssätt, och vad kommer det att kunna innebära för besparingar för branschen? 
Framtiden för vindkraft i politikernas h​änder
Forskningen om vindkraft ligger långt framme och kunskapsnivån är hög i Sverige. Så när det gäller utvecklingen för vindkraft i Sverige tror Pramod att det nu är upp till politikerna att göra några viktiga vägval för framtiden. Vilka energiformer vill man ha och hur ska man i så fall agera för att ge dem rätt förutsättningar framåt? 

– Det är inte helt lätta frågor för det handlar om att förändra hela systemet. För att kunna matcha variationerna i vind- och solenergin krävs också att vi har andra energiformer som snabbt kan täcka upp i de fall vinden mojnar och solen går i moln.  Här gäller att vi från forskningssidan hjälper till med den kunskap som behövs för att fatta rätt beslut. 

Text: Christian Löwhagen
Bild: Christian Löwhagen (porträtt) 
och Shutterstock 

Publicerad: må 26 sep 2016. Ändrad: må 26 sep 2016