Erosion i vindmøllevinger løst ved hjælp af kunstig intelligens

Erosion af materialer, der anvendes i vindmøllevinger på grund af vejrforholdets virkning, er et problem, der gælder for hele vindenergisektoren. VTTs antiAGE-projekt fandt en funktionel løsning på det materielle problem ved hjælp af kunstig intelligens og 3D-print.

Erosion af vindmøllevingemateriale er et overraskende dyrt problem, som ingen havde kunnet løse før.

"Bladmaterialet eroderer på grund af effekten af ​​regn, hagl og sandstøv, hvilket reducerer vindmøllers levetid betydeligt. Accelereret udskiftning af turbiner bliver dyrt:op til 2 til 4 procent af værdien af ​​al vindenergi går tabt som følge af dette problem, "siger hovedforsker Anssi Laukkanen fra VTT.

"Der er tale om et klassisk problem inden for netop denne branche, som koster milliarder af euro og medfører ekstra omkostninger til al vindenergi. I takt med at vindmøllestørrelserne øges, og vindmølleparker placeres ude på havet under stadig mere krævende forhold, er der tale om et klassisk problem inden for netop denne industri, som koster milliarder af euro og medfører ekstra omkostninger til al vindenergi. problemets betydning bliver understreget ", siger Laukkanen.

Kunstig intelligens (AI) finder en optimal løsning

I sit antiAGE -projekt, VTT modellerede materialeproblemet og satte sig for at løse det virtuelt. Det er første gang, at AI blev brugt til at udvikle en materialeløsning i denne skala.

I princippet, det er muligt at finde et ubegrænset antal forskellige variationer for det materiale, der bruges i vindmøllevinger sammensat af de samme materialekomponenter, men adskiller sig en smule fra hinanden. Af alle disse alternativer, man ville være nødt til at finde den, der er bedst egnet til dette særlige formål og opfylder dens operationelle krav.

"Menneskelige opfattelsesevner er utilstrækkelige til at visualisere alle dimensioner relateret til optimering af materielle løsninger. AI, på den anden side, er i stand til at optrevle meget komplicerede årsag-virkning-forhold, simulere løsninger og gennemgå et uendeligt antal alternativer for at finde den, der fungerer bedst i forhold til de stillede krav ", Laukkanen påpeger.

3D-udskrivning giver fleksibilitet til fremstilling

I princippet, ved hjælp af AI, det ville være muligt at finde en skræddersyet materialeløsning optimeret til et specifikt formål for hver komponent i ethvert produkt. Imidlertid, fremstilling af sådanne meget skræddersyede materialer ville være vanskelig, hvis der blev brugt traditionelle fremstillingsteknikker.

3-D print, eller additiv fremstilling, giver mulighed for at producere det ønskede materiale i enhver form uden urimelige omkostninger. Når den anvendes på denne måde, 3D-udskrivning gør præcis, hvad den skal gøre.

Samarbejde med vindmølleproducenter begynder næste år

Resultaterne af antiAGE -projektet overgik forventningerne. Gennem en designproces ved hjælp af virtuel test og maskinlæring, VTT var i stand til at udvikle en optimeret løsning på et meget vanskeligt materialeproblem på mindre end et år:et meget holdbart materiale, der hærder, når det udsættes for mekanisk belastning.

"Da vi offentliggjorde nyhederne om vores løsning, vindmølleproducenter blev straks interesserede i det. Vi forhandler nu detaljer med kommercielle operatører, "Rapporterer Laukkanen.

VTT ansøger også om yderligere midler til projektet, da der også er masser af mål for optimerede materialeløsninger i andre industrisektorer. Jo mere komplekst produktet er, jo dyrere det er at udvikle materialer egnet til et bestemt formål, og jo vanskeligere er det generelt at finde materielle løsninger, der fungerer godt. AI gør det muligt at løse sådanne problemer effektivt.