無人機帶你飛，風力發電機檢測不停機更有效率

若你曾經沿著西濱公路行車，應該都看過公路旁的海岸線上，豎立著成排的風力發電機組，巨大的風車葉片受風吹拂緩緩轉動，搭配著視野開闊的海洋，帶來讓人無比療癒的感受。仔細觀察，這些風力發電機並不是每一根都正在發電中，一列風車隊伍中，總有些停止不轉的機組。受到風力強弱、風向影響，確實風力發電機組並非時時處於高速運轉狀態，但更多時候，它們出於保養維修或檢測需求而停機。

對電力公司來說，發電機組停機就意味著零產出，無法帶來收益，如何有效降低日常保養維修與檢測作業的成本，是一項重要課題。

傳統風力發電機保修檢測作業皆由人工完成，辛苦爬上數十公尺高的發電機組後，忍受強風在危險環境下作業。近幾年來由於無人機技術成熟，國內外電力公司將這項技術運用在日常作業中，大幅提高作業安全性。



使用無人機巡檢後，維修人員不必像蜘蛛人一樣高來高去，仍需停機進行檢測，導致風機無法持續運轉發電。為了解決此一問題，在經濟部技術處科技專案與能源局支持下，金屬中心延續過往在無人機領域的研發成果，開發出國內外首見的「無停轉風機之無人機巡檢系統」，望文生義，就是在不影響風機運作的情況下，完成例行檢測工作，把原本需要耗費半天的工作，縮短到只需要 5 分鐘！

金屬中心無停轉風機之無人機巡檢技術，具有抗強風、高載重、長滯空時間三大特色，要做到這三點，單靠硬體是無法完成的，需要再加上聰明的演算法配合。雖然大部份人都沒有站到風機上的經驗，但試著想像一下，除了自然風力外，風機葉片轉動時更會產生強大渦流，人想站穩都有困難，要讓無人機穩定停滯在空中，更是難上加難！

因此能夠抗七級強陣風、攜帶 15 ~ 35 公斤裝備的酬載能力，再加上運用混合動力可創造長時間的滯空時間，讓這項技術在全球的無人機中脫穎而出，飛上 2020 年 R&D 100 大獎的獲獎榜單。飛得好、飛得漂亮只是基本，除了飛行能力，檢測能力才是巡檢技術的精髓所在。無停轉風機巡檢無人機能針對 12 種可能出現在風力發電機葉片上的損傷進行檢測，檢測精密度達到 4mm 。更驚人的是，這是在 15 公尺距離外的檢測能力，以人類視力來比喻，差不多就是投手站在投手丘上，看到捕手面罩上有隻蚊子一樣強大。



優異的飛行與檢測能力，讓風力發電機的檢測作業時間，大幅縮短到只需要 5 分鐘就能完成。不僅改變了作業時間，它也改變了作業型態，從此工作人員可以跟安全索說掰掰，因為再也不用爬上風機啦！它的標準流程是這樣：「 在電腦上輸入基礎資訊 --> 無人機放飛 --> 無人機飛至風機附近後定位葉片中心點 --> 以建出風機模型後開始檢測 --> 檢測結果直接判讀」。維修人員呢？只要記得帶上一杯熱咖啡就行，別讓自己著涼啦！

上面描述的情境是一架無人機的作業流程，但是當檢測目標是數十、甚至數百隻風機的時候，即使任務更加複雜，無停轉風機的巡檢無人機還可以編隊飛行，構築出更有效益的作業飛行模式。無人機之間會彼此進行訊號交換傳遞，有序的完成所有風機檢測工作。



除了風力發電機，金屬中心無停轉風機之無人機巡檢技術也能應用在太陽能發電板的檢測上，可說是再生能源產業提高效益的重要拼圖。