Dansk virksomhed har fået uventet succes med regnvejrsmaskine

I de seneste år investeres der kraftigt i at udvikle den mest holdbare coating. En dansk regntester er anerkendt som den gældende standard på området.

Del artikel

Der er rasende dyrt at udskifte en nedslidt vinge på en offshorevindmølle, og i takt med at der opsættes flere og flere møller til havs, øges branchens fokus på holdbarhed. Specialudviklet coating skal beskytte vingerne mod skader forårsaget af især regn. Omfattende test indgår i produktudviklingen, og hovedrollen spilles af en særlig rain erosion tester udviklet af danske R&D Test Systems.

Virksomheden udvikler og bygger bl.a. skræddersyede testbænke, der på få måneder udsætter forskellige vindmølledele for 20 års vind og vejr. Formålet er at spotte og udbedre svagheder i konstruktionerne, inden en ny møllemodel sættes i serieproduktion. Ikke to testbænke er ens, og i R&D Test Systems understreger man, at man ikke har færdige produkter på hylderne. Hver leverance er unik og specialdesignet.

Uventet succes

Med én undtagelse. Virksomhedens rain erosion
tester har vokset sig til en uventet kommerciel succes. Man har p.t. leveret 13 af slagsen, og yderligere tre er ved at blive bygget, herunder en særlig kraftig model bestilt af DTU, der er verdensledende i forskning inden for erosion af vindmøllevinger. R&D Test Systems har også sin egen tester stående i virksomhedens hovedkvarter i Søften ved Aarhus. Den udlejes til kunder og anvendes også af R&D Test Systems selv. Virksomheden bruger den bl.a. til test af nye typer flyvinger udviklet under EU-projektet Clean Aviation Ultra Performing Wing, som virksomheden deltager i, og som Airbus står i spidsen for.

"I branchen er der en kæmpe interesse for alt, hvad der kan forlænge levetiden af en møllevinge," siger Jesper Dal Hasager, technical product manager i R&D Test Systems med ansvar for det, der internt går under forkortelsen RET (rain erosion tester).

“Inden for de seneste måske fem år er man begyndt at indse, hvor vigtigt det er. Møllens effekt nedsættes og dermed også slutkundens fortjeneste. Og så er det enormt dyrt, når en vinge går i stykker, isæt på en offshoremølle. For 10 år siden tænkte man ikke så meget på det. Dengang var møllerne ikke så store, og der var ikke så mange af dem. Men nu er det blevet en kæmpe udfordring.”

Den første var skræddersyet

Den første RET blev bygget og solgt i 2012, men i 2015 tog udviklingen endnu et stort skridt, da LM Wind Power bestilte en skræddersyet tester, udviklet sammen med DTU og delvist finansieret af Det Energiteknologiske Udviklings- og Demonstrationsprogram (EUDP). Herefter kom der hurtigt nye kunder til, der kunne se ideen i at investere i deres egen tester. Det begyndte at gå endnu stærkere, da tre af dem gik sammen med DTU og DNV om at etablere en standard for coatingtest baseret på RET’en. Resten er historie, og nu anvender både vindmølleproducenter, vinge- og coatingproducenter og flyindustrien maskinen til at give vingespidser og -kanter optimal modstandskraft.

Helikopterprincip

Som bekendt gør én regndråbe ikke megen skade. Men mange af dem gør. I RET’en drypper de fra 600 nåle ned på testemnerne.
Maskinen er baseret på et trebladet helikopterprincip, og efter behov kan man justere regnmængde, temperatur og hastighed.

“Det har taget mange ingeniørtimer at udvikle en maskine, der er både driftssikker og præcis. Den første tester var en særlig udfordring. Det var før min tid i virksomheden, men jeg har hørt historier om, at den var ved at lette,« griner Jesper Dal Hasager.

“Vi har lagt mange udviklingstimer i maskinen for at forfine den, så f.eks. aerodynamikken er optimal, så det ikke interfererer med dråberne.”

Ifølge Jesper Dal Hasager er udfordringen bl.a., at luftfugtigheden inde i maskinen kommer meget tæt på 100%. Men da det ikke må være luftfugtigheden, der slider på vingen, er testeren forsynet med et ventilationsanlæg med en maks. kapacitet på 8.000 kubikmeter luft i timen. IDesuden blødgøres det vand, der anvendes i testeren. Først sendes det igennem et blødgøringsanlæg, der fjerner kalk, derefter igennem et omvendt osmoseanlæg og en ionbytter, så det til sidst er så rent som muligt og har en ledningsevne på under 10 μS/cm. Ydermere skal dråbestørrelsen være ens hen over hele anlæggets 600 nåle med en gennemsnits-tykkelse på ca. 2,4 mm. Med en varmepumpe kan man styre vandets temperatur i intervallet fra 30 grader og nedefter, dog ikke lavere end 4 grader, da den skal holdes frostfri.

Spidsen mest udsat

En vindmøllevinge er mest eksponeret for erosion ude på vingespidsen. Her kører den hurtigst, og det er også her, det dyreste og mest modstandskraftige coatingmateriale påføres. For at simulere belastningen kantesteren køre op til 173 m/sek. version af testeren, udviklet til flyindustrien, kører op til 224 m/sek.

“Man tester altid tre identiske emner ad gangen,"forklarer Jesper Dal Hasager." "De skal veje præcis lige meget, ned til nogle få gram, ellers kan testeren ikke køre. Så programmerer man testsekvensen og fastlægger, hvor mange timer man skal teste, mængden af vand, temperatur osv. Undervejs sætter
testeren farten ned med faste mellemrum, for at det fastmonterede kamera kan tage billeder af testemnerne. Når testen er afsluttet, kigger operatøren billederne igennem og vurderer, hvor fremskreden erosionen er, og præcis hvilke defekter man kan se.”

Bruges flittigt

Står den stille i længere tid, sætter der sig belægninger, og flere og flere af de 600 nåle begynder at blokke til og skal skiftes.Stilstand er der imidlertid ikke meget af, hverken på R&D Test Systems egen rain erosion tester eller på de øvrige testere, der står rundtomkring hos vindmølleproducenter, flyfabrikanter og coatingproducenter. De testere, der kører allermest, har en oppetid på 80%.Med snart 16 RET’er produceret må markedet være mættet, skulle man tro. Men det mener Jesper Dal Hasager nu ikke. "Vi har solgt den til flere industrier, og den står bl.a. i Kina og Japan. Jeg tror vi kan sælge flere endnu. F.eks. har vi endnu ikke solgt en til det amerikanske marked. Desuden videreudvikler vi maskinen løbende. Vi kigger f.eks. på nye typer kameraer, der kan give os endnu bedre billeder. Og vi er i gang med at udvikle et software-tool med maskinlæring, der vil kunne spare operatørtid, når billederne analyseres. Vi er slet ikke færdige endnu."

Af Tech Relations for R&D Test Systems