Et nyt overvågningsudstyr til vindmøller er baseret på samme form for signalanalyse som den, der sker i det menneskelige øre.

»Energiselskaber og vindmøllelaug kan derved blive advaret om mekaniske problemer, så de kan nå at gribe ind i så god tid, at de i mange tilfælde kan undgå dyre reparationer og længere driftsstop,« siger administrerende direktør Carsten Ottosen fra det lille udviklingsfirma OrtoSense Wind Power i Birkerød.

Han fortæller, at den nye Easy TurbineAnalyzer vil være på markedet i begyndelsen af det nye år til en pris af omkring 40.000 kroner.

Carsten Ottesen vil i første omgang satse på at sælge måleudstyret til mindre vindmøller – typisk under 1,5 MW – der i dag sjældent er forsynet med overvågningsudstyr.

Patenteret analyseteknik
Easy TurbineAnalyzer er baseret på en patenteret form for signalbehandling, som er udviklet af civilingeniør og ph.d. Frank Leonhard, der er stifter af OrtoSense Wind Power.

Frank Leonhard har beskæftiget sig indgående med akustiske signaler gennem 30 år, siden han i begyndelsen af 1980’erne skrev en ph.d.-afhandling om emnet på DTU.

En traditionel signalanalyse er baseret på en Fourier-transformation, som udtrækker de frekvenser, som findes i et tidsmæssigt signal. Til computeranalyser har man udviklet særligt velegnede FFT-metoder (Fast Fourier Transformation), som er velkendte for alle elektroingeniører.

Sammenligner man et lydsignal fra en fejlfri vindmølle og en fejlbehæftet vindmølle, kan man se forskelle i frekvensspektrene for de to vindmøller. Ved løbende at følge frekvensspektret over tid er det i princippet muligt at observere, hvornår der er ved at indtræffe mekaniske fejl i møllen.

Frank Leonhards pointe er dog, at FFT-metoden dog ikke er særlig følsom, og det kan tage lang tid, før man har en sikker identifikation på, at noget er galt.

»Det er meget bedre at bruge en svingningsanalyse, der minder om den, det menneskelige øre foretager,« forklarer han.

Hvor FFT-metoden kort fortalt fordeler energien i et lydsignal ud på en lang række frekvenser, så vil svingningsanalysen koncentrere energien i en enkelt svingningstype.

»Og derfor er den mere følsom, « siger Frank Leonhard.

Ved typiske fejl på vindmøller opnår man omkring fem-otte gange signal/støj-forhold i forbindelse med fejlfinding.

Svingningsanalysen kort fortalt
Frank Leonhard har udviklet et elektronisk system på denne metode for signalbehandling, som han kalder Auditory Perceptual Pulse Analysis (APPA).

Han forklarer princippet nogenlunde på denne måde:

For det menneskelige øre vil et dæmpet akustisk signal, der indeholder to frekvenser på 800 og 1.200 Hz lyde på samme måde som et signal, der kun indeholder en frekvens på 1.000 Hz.

Men hvor FFT-analysen vil registrere en forskel i frekvenskomponenter i de to signaler, vil svingningsanalysen i begge tilfælde give det samme output – nemlig en svingning på 1.000 Hz.

Ifølge Frank Leonhard er det ikke usædvanligt, at store firmaer som eksempelvis Danfoss bruger mennesker med ’gode ører’ til at lytte til produkter i forbindelse med kvalitetskontrol. Simpelthen fordi man ikke med traditionelle elektroniske teknikker har kunnet opnå det samme.

Frank Leonhard tror derfor på, at en elektronisk teknik, der efterligner ørets signalanalyse, kan bruges i mange sammenhænge.

Det store skridt fra udvikling til produktion
Carsten Ottesen fortæller, at virksomheden har oplevet en god respons på prototyper, der er testet sammen med vindmølleselskaber.

Næste år vil vise, om OrtoSense Wind Power også formår at tage det afgørende skridt fra udvikling og protyper til masseproduktion og salg, som vil være den afgørende test for den lille virksomhed.

OrtoSense Wind Power har opnået en støtte på 1,3 millioner kroner fra EUDP – det energiteknologiske udviklings- og demonstrationsprogram – i forbindelse med udviklingen af Easy TurbineAnalyzer, som tager udgangspunkt i virksomhedens system til analyse af større vindmøller, som bl.a. er leveret til Norge.