Das VERBUND-Mur-Kraftwerk Rabenstein in der Steiermark ist Vorreiter im Einsatz von VR-Technologie in Wasserkraftanlagen. Einstmals als Österreichische Elektrizitätswirtschaft AG gegründet, ist VERBUND heute Österreichs führendes Energieunternehmen und mit 127 Kraftwerken in Deutschland & Österreich einer der größten Stromproduzenten Europas.
Das Kraftwerk Rabenstein erzeugt jährlich 65GWh Strom und kann damit mehr als 14.500 Haushalte versorgen.
Hydropower 4.0 umfasst auch virtuelle Technologien wie AR/VR/MR, die zu mehr Übersicht und Sicherheit in Wasserkraftwerken beitragen können. Bildquelle: verbund.com
Wasserkraftwerke gehören zu den kritischen Infrastrukturen. Die visuelle Auswertung gemessener Daten sowie die lückenlose Schulung des Personals sind für Zuverlässigkeit & Sicherheit betrieblicher Abläufe entscheidend. Autonome Trägerplattformen zur Überwachung automatischer Prozesse sind unabdingbar.
Doch diese digitalisierten Abläufe bieten viel Spielraum für Optimierungen. Virtuelle Technologien wie Augmented Reality, Mixed Reality oder Virtual Reality (AR/VR/MR) können entscheidende Konzepte zur Weiterentwicklung der industriellen Digitalisierung anbieten. Um die Wasserkraftbranche für die Anforderungen der Energiewende zu rüsten, hat auch VERBUND mit „Hydropower 4.0 – Digitales Wasserkraftwerk“ entsprechende Lösungsansätze entwickelt.
Prozessmanagement virtuell unterstützen
Obwohl einige Verbund-Kraftwerke an der Mur sogar teilweise noch mit Maschinensätzen aus dem Jahr 1931 arbeiten können, werden viele Prozesse natürlich auf digitaler Basis organisiert.
So werden nicht nur ASVs (Autonomous Surface Vehicles) eingesetzt, sondern auch ROV-Einsätze (Remotely Operated Vehicles) mit Tauchrobotern sind in Wasserkraftwerken nicht unüblich. Diese Technologien bieten einen großen Vorteil gegenüber oft gefährlichen Taucheinsätzen an Anlagen. Dennoch: Eine komplette Unterwasservermessung mit ROV-Sensoriken ist immer noch eine große Herausforderung.
Auch die Daten von Echolotsystemen zur Erfassung von Gewässersohle und tieferliegenden Bereichen der Anlage müssen immer noch einem äußerst komplexen Nachbearbeitungsprozess unterzogen werden.
Hier könnten sogenannte Imaging-Sonare Abhilfe schaffen, die in Kombination mit ROVs eine umfassende Abbildung der Unterwasserumgebung ermöglichen würden. An dieser Stelle eingesetzt hätte Künstliche Intelligenz das Potential, sämtliches Postprocessing zu vereinfachen und wichtige Auswertungen schnell zugänglich zu machen.
Doch die Auswertung von Daten ist nur die halbe Lösung: Um ein schnelles Verständnis für auftretende Probleme gewinnen zu können, ist eine geeignete Visualisierung der Daten nicht zu unterschätzen. Virtuelle Technologien wie AR, VR und Mixed Reality haben das Potential, zu einer noch besseren Lesbarkeit räumlicher Informationen beizutragen.
Beispiel AR-Echtzeit-Visualisierung von Betriebszuständen/Lebensdauer von Maschinenteilen in einem Wasserkraftwerk. Bildquelle:. voith.com
Mittels AR-App-Anwendung lassen sich Wartungsprozesse in Wasserkraftanlagen auch visuell übersichtlicher dokumentieren und Schwachstellen vorbeugen. voith.com
Interaktive VR-Schulungen bieten zudem eine sinnvolle Möglichkeit kontinuierlicher Weiterbildung. So können Mitarbeiter in aller Ruhe die Prozesse sicherheitskritischer Anlagen kennenlernen, ohne wichtige Betriebsabläufe zu stören.
AR/VR/MR schließen Sicherheitslücken
Durch die auf das jeweilige Anwendungsszenario ausgerichtete Applikation lassen sich komplexe Arbeitsabläufe noch intensiver erproben und Auszubildende oder Schulungsteilnehmer erlangen mehr Sicherheit im Umgang mit den betrieblichen Kontroll- und Wartungsprozessen. Auch Schulungen in Vorbereitung auf Krisenfälle oder Umbauprojekte lassen sich virtuell generieren. So erlangen Mitarbeiter praktische Routine für einen Ernstfall.
Mit AR/VR/MR lassen sich maschinelle Abläufe in Wasserkraftanlagen durch Ingenieure prüfen. Hier VR-Anwender mit Controllern bei der Begutachtung einer Wasserturbine. Bildquelle: ge,com
Über Mixed-Reality-Headsets bzw. augmentierte Konzepte können Ausbilder und Vorgesetzte verschiedene Arbeitsschritte sinnvoll begleiten, korrigierend aus der Ferne (Remoteassistenz) einwirken und so einen wichtigen Überblick über den Kenntnisstand der Lernenden erhalten.
Entsprechende Wissenslücken können nachhaltiger geschlossen und so mehr Betriebssicherheit hergestellt werden (erhöhtes Arbeitssicherheitsniveau).
Üblicherweise werden in Wasserkraftwerken Revisionsintervalle festgelegt (präventive Wartung), die darauf ausgelegt sind, mit möglichst guter Anlagenausnutzung längere Wartungsarbeiten zu vermeiden. Im Rahmen von Hydropower 4.0 spielt dagegen Predictive Maintenance bzw. die datenbasierte Festlegung von Revisionsintervallen eine immer größere Rolle: Unter lediglich minimaler Ausfallzeit können Anlagen proaktiv und vorausschauend anhand von kontinuierlichen Messverfahren inspiziert werden.
Mittels Augmented Reality, Virtual Reality und Mixed Reality können Betreiber auf wichtige Problemstellungen reagieren:
- Verlust von Knowhow durch Pensionierungen kann durch interaktive 3D-Schulungen verhindert werden MR-/VR-Brillen.
- Steigendem Anlagenalter kann durch wachsende Kontrollmechanismen entgegengewirkt werden.
- Die Anlagen-und Personensicherheit kann erhöht werden.
- Anomalien können in kürzester Zeit detektiert werden.
- Prognosemodelle können dank digitaler Zwillinge und Sensordaten erstellt und die Restlebensdauer von Maschinenteilen ermittelt werden.
- Daten können plattformübergreifend zur Verfügung gestellt werden.
Mit Mixed-Reality-Anwendungen können Ingenieure und Servicetechniker via Gesten-und Sprachsteuerung wichtige Kenndaten der Anlagen visualisieren und jederzeit technische Informationen abrufen. Unterstützung durch einen Kollegen kann über Echtzeit-Bildübertragung stattfinden, wobei es dem Wartungstechniker möglich ist, während der Arbeit freihändig zu arbeiten: der Bildschirm befindet sich dauerhaft im Gesichtsfeld des MR-Anwenders und verbindet reale und augmentierte Realität.
Wir von der Aspekteins GmbH sind versierte VR-/AR-App-Entwickler und bieten neben der professionellen Umsetzung Ihrer Projekte auch Workshops, Einsteiger-Vorträge oder Machbarkeitsstudien an.
Das Potential von immersiven Technologien in der Arbeitswelt ist noch lange nicht ausgeschöpft. Wir zeigen Ihnen gerne schon jetzt, was möglich ist:
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