在绿色能源领域，海上风力发电作为重要组成部分，其设备的维护与监测一直面临挑战。维护风力涡轮机并识别潜在缺陷成本高昂且耗时，海上风力涡轮机更是如此。转子叶片的裂纹、断裂和腐蚀是风力涡轮机故障的常见原因，海上风电场因面临异常强风、降雨等恶劣天气，设施难以进入，检查成本高昂，即便仅怀疑叶片损坏，也常直接更换，每个叶片损失可能高达20万欧元以上。

为解决这一问题，弗劳恩霍夫集成电路研究所 (IIS) 与弗劳恩霍夫风能系统研究所 (IWES) 携手合作，开发出一种创新解决方案，可在早期阶段远程识别叶片内部裂纹和破损。

弗劳恩霍夫 IIS 模拟集成电路设计领域的团队经理 Björn Zeugmann 介绍，项目目标是利用声发射传感器远程可靠监测转子叶片损坏情况，保障风力涡轮机正常运行。为此，研究团队研发了用于传感器的特殊芯片，这些传感器粘贴在单个转子叶片内部，能吸收穿过叶片结构的声波。

由于转子叶片材料非均质，由不同层构成，新芯片可捕获裂纹等损坏产生的表面波信号，并通过移动通信等方式传输。与传统测量系统不同，新芯片只传输异常信息，通过声学系统区分转子叶片内部裂纹和断裂，提取特征减少数据量，便于通过移动网络传输。芯片始终处于监听状态，可对潜在损坏信息分类和传输。

展望未来，该技术作用显著。一方面，能确定是否发生损坏，必要时关闭涡轮机;另一方面，可长时间监控损坏，减少不必要维修任务，优化服务。若损坏加剧发出噪音，系统会检测到并通知技术人员针对性检查修复。与现有测量方法相比，新解决方案体积更小、更节能，数据消耗显著减少，无需宽带互联网连接即可传输信息。

此前，弗劳恩霍夫 IIS 和弗劳恩霍夫 IWES 已合作开发出检测损伤芯片的初始原型。后续项目于 6 月 1 日启动，研究人员计划扩展系统，使其未来能检测雷击及其潜在后果，这对海上风电场至关重要。

Björn Zeugmann 表示，对在能源转型等未来领域工作并为社会创造价值充满兴趣。这一创新成果为海上风力发电的绿色制造与可持续发展提供了有力支持。

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