Bảo dưỡng nhỏ, thị trường lớn

33

Với hàng chục ngàn tua-bin phong điện, và có thể là hàng trăm ngàn trong tương lai, được xây dựng trên khắp thế giới, bảo dưỡng loại thiết bị này sẽ là một ngành dịch vụ doanh thu lớn.

Khi làm việc, chuyên viên bảo dưỡng cánh quạt tua-bin gió của LM Wind Power trông như những vận động viên leo núi đích thực. Ảnh: LM Wind Power.

Nhu cầu bảo trì cánh quạt tua-bin gió đang tăng mạnh ở châu Âu, biến dịch vụ này thành một thị trường màu mỡ. Tua-bin gió mọc lên như nấm sau mưa trong thập kỷ qua khi lục địa này tăng cường đầu tư vào phong điện. Sản lượng phong điện cũng tăng gấp đôi, từ 150 TWh trong năm 2010 lên 364 TWh vào năm 2017 và hiện đang chiếm tỷ trọng 11% trong cơ cấu điện của Liên Minh Châu Âu (EU), theo Agora Energiewende và Sandbag.

Nhiều quốc gia đang có sản lượng phong điện cao. Đức đã sản xuất hơn 106 TWh trong năm 2017, nhiều đến mức họ phải phân phối điện đi khắp cả nước và bán sang các quốc gia láng giềng. Với nguồn lợi lớn như vậy, không có gì ngạc nhiên khi họ phải đầu tư chăm sóc tốt những “con gà đẻ trứng vàng” của mình.

Một số tua-bin tại châu Âu đã vận hành gần như 24/7 trong suốt 18 năm qua. Trong quá trình hoạt động, cánh quạt tua-bin cũng chịu nhiều tác động từ gió, biển, mưa bão, nắng, sấm sét và những mùa đông lạnh cóng. Phát hiện sớm các vấn đề trên cánh quạt sẽ giúp những người vận hành trang trại gió cắt giảm được chi phí và duy trì hiệu suất lâu dài của thiết bị. Nhu cầu bảo trì cánh quạt tua-bin gió tăng mạnh ở châu Âu trong bối cảnh như vậy.

LM Wind Power, một công ty con chuyên sản xuất cánh quạt tua-bin của GE Renewable Energy, là nơi ra đời của hàng trăm nghìn cánh quạt đang được sử dụng trên 90.000 tua-bin gió khắp thế giới, trong đó có khoảng 35.000 tua-bin GE.

“Châu Âu là một trong những khu vực đầu tiên tiếp nhận và đẩy mạnh việc sử dụng phong điện,” Anne McEntee, Tổng giám đốc của GE Renewable Energy Digital Services, nói. “Cách bạn quản lý các cơ sở đang hoạt động rất quan trọng. Khách hàng đã chọn ra những vị trí tốt nhất để xây dựng trang trại gió và họ muốn những trang trại đó hoạt động càng lâu càng tốt”.

Trong bảo dưỡng tua-bin, điều quan trọng nhất là phát hiện những khiếm khuyết nhỏ trên cánh quạt trước khi chúng gây ra những vấn đề lớn và tốn kém hơn. Cánh quạt thường được làm từ vật liệu tổng hợp gồm các lớp sợi thủy tinh, gỗ balsa và nhựa. Theo thời gian, nhiều vấn đề sẽ nảy sinh với các loại vật liệu này và, nếu không được xử lý, chúng sẽ ảnh hưởng đến luồng không khí trên cánh quạt và làm giảm hiệu suất của tua-bin. Khi vấn đề trở nên nghiêm trọng, người ta thường phải tháo cánh quạt xuống để sửa chữa. Công đoạn này khá tốn kém, phức tạp, mất nhiều công sức và cần tới các kỹ thuật viên có chuyên môn cao. Đặc biệt, việc sửa chữa lớn sẽ khiến tua-bin phải dừng hoạt động trong vài tuần, thậm chí vài tháng.

Kỹ thuật viên thường phải leo trèo để khắc phục vấn đề trên cánh tua-bin. Ảnh: LM Wind Power.

Nhưng phát hiện lỗi cũng không đơn giản bởi chúng thường nằm bên trong cánh quạt và không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Giải pháp của GE Renewable Energy là sử dụng máy ảnh cảm biến nhiệt để phát hiện nhiệt độ sinh từ ma sát giữa các lớp sợi thủy tinh tại vị trí xuất hiện lỗi. Đồng thời, họ cũng đang phát triển các cảm biến âm thanh để phát hiện vấn đề qua sóng âm.

“Điều tôi thích về công nghệ này là nó có thể phát hiện dấu hiệu hao mòn bên dưới bề mặt,” Veronica Barner, trưởng nhóm bảo trì năng suất tại GE Renewable Energy, cho biết. “Đó là nơi vấn đề bắt đầu lan rộng”.

Dữ liệu đo đếm sẽ được bổ sung vào thuật toán học máy và giúp kỹ sư đánh giá mức độ nghiêm trọng của vấn đề để ưu tiên sửa chữa. Vấn đề thẩm mỹ bên ngoài được xếp vào cấp độ 1, còn vết nứt lớn có khả năng gây thiệt hại nghiêm trọng sẽ là cấp độ 5. Chi phí sửa chữa cũng tăng cấp số nhân theo mức độ nghiêm trọng của vấn đề. Khắc phục một vấn đề cấp độ 4 tốn kém gấp sáu lần việc xử lý một vấn đề cấp độ 2, còn sửa chữa một vấn đề cấp độ 5 tốn gấp 12 lần một vấn đề cấp độ 3.

“Không ai muốn phải thay thế cánh quạt cả vì chúng rất cồng kềnh và cần tới cần cẩu để tháo dỡ và sữa chữa/thay mới; đây là một quy trình rất tốn kém, mất nhiều công sức,” McEntee nói. “Vì vậy, bảo dưỡng tốt cánh quạt và khắc phục sự cố càng sớm càng tốt là điều hết sức cần thiết”.

Đây cũng là lý do các chuyên viên của LM Wind Power muốn phát hiện sớm vấn đề và sửa cánh quạt khi chúng vẫn đang nằm trên cột tua-bin. Thông thường, kỹ sư sẽ đứng trên một bệ đỡ, nhưng đôi khi họ phải đu dây, trèo lên các cánh quạt. Những lúc đó, 250 chuyên viên bảo trì của LM Wind Power giống như những nhà leo núi thực thụ.

Khi tới vị trí cần sửa chữa, họ sẽ cạo bớt xung quanh, rồi trát lại các lớp sợi thủy tinh, nhựa bằng tay và định hình lại để luồng không khí trên cánh quạt đạt hiệu suất cao nhất. “Vật liệu tổng hợp rất chắc chắn nếu sử dụng đúng cách, nhưng lại khá dễ gãy nếu xử lý chưa tốt,” Fred Maenhaut, tổng giám đốc LM Wind Power Blade Service, giải thích.

“Các biện pháp sửa chữa của chúng tôi đòi hỏi kỹ thuật viên phải có kiến thức về thiết kế cánh quạt,” Maenhaut nói. “Anh cần phải biết nên sử dụng bao nhiêu lớp sợi thủy tinh và nhựa để khắc phục vấn đề. Đội ngũ sửa chữa gồm các kỹ sư và kỹ thuật viên chuyên về cánh quạt đến từ những nhà máy của LM Wind Power. Họ sẽ hỗ trợ khách hàng trên toàn thế giới theo tiêu chuẩn đồng bộ từ tám trung tâm bảo dưỡng vùng của chúng tôi”.

Theo Fred Guterl

 

BÌNH LUẬN CỦA BẠN