由于天氣條件的影響，風(fēng)力渦輪機(jī)葉片中使用的材料的腐蝕是適用于整個風(fēng)能領(lǐng)域的問題。VTT的antiAGE項(xiàng)目借助人工智能和3D打印找到了材料問題的功能性解決方案。


“由于雨水，冰雹和沙塵的影響，葉片材料受到侵蝕，這大大降低了風(fēng)力渦輪機(jī)的使用壽命。加速更換渦輪機(jī)變得昂貴：所有風(fēng)力發(fā)電的價值高達(dá)2%至4%由于這個問題而失敗，“VTT的首席科學(xué)家Anssi Laukkanen說。

“這個特定行業(yè)中的典型問題是成本高達(dá)數(shù)十億歐元并為所有風(fēng)能帶來額外成本。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)規(guī)模的增加以及風(fēng)電場在越來越苛刻的條件下被放置在海上，其重要性在于問題變得強(qiáng)調(diào)“，Laukkanen說。

人工智能(AI)找到了最佳解決方案

在其反工程項(xiàng)目中，VTT模擬了材料問題，并開始虛擬地解決它。這是人工智能首次用于開發(fā)此規(guī)模的材料解決方案。原則上，可以找到用于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的材料的無限數(shù)量的不同變化，所述材料由相同的材料部件組成但彼此略微不同。在所有這些替代方案中，人們需要找到最適合這一特定目的并滿足其操作要求的替代方案。

“人類感知技能不足以可視化與材料解決方案優(yōu)化相關(guān)的所有維度。另一方面，AI能夠揭示非常復(fù)雜的因果關(guān)系，模擬解決方案并經(jīng)歷無數(shù)的替代方案Laukkanen指出，找到一個與要求集合相關(guān)的效果最好的那個“。


3D打印為制造帶來靈活性

原則上，使用AI，可以找到針對任何單個產(chǎn)品的每個組件針對特定目的優(yōu)化的定制材料解決方案。然而，如果使用傳統(tǒng)的制造技術(shù)，則難以制造這種高度定制的材料。

3D打印或增材制造提供了生產(chǎn)任何形狀的所需材料的機(jī)會，而沒有不合理的成本。當(dāng)像這樣應(yīng)用時，3D打印將完全按照預(yù)期進(jìn)行。

與風(fēng)機(jī)制造商的合作將于明年開始

antiAGE項(xiàng)目的結(jié)果超出預(yù)期。通過使用虛擬測試和機(jī)器學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)流程，VTT能夠在不到一年的時間內(nèi)針對非常困難的材料問題開發(fā)出優(yōu)化的解決方案：一種高度耐用的材料，在受到機(jī)械應(yīng)力時會變硬。

“當(dāng)我們發(fā)布有關(guān)我們解決方案的新聞時，風(fēng)機(jī)制造商立即對此感興趣。我們正在與商業(yè)運(yùn)營商談判細(xì)節(jié)，”Laukkanen報(bào)道。VTT還在為該項(xiàng)目申請額外資金，因?yàn)槠渌袠I(yè)的優(yōu)化材料解決方案也有很多目標(biāo)。產(chǎn)品越復(fù)雜，開發(fā)適合特定目的的材料就越昂貴，一般來說找到性能良好的材料解決方案就越困難。AI允許有效地解決這些問題。