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Mit Drohnen auf Kontrollflug im Hochspannungsnetz von MITNETZ STROM

Weltweit entwickeln Unternehmen Digitalisierungs-Strategien, um neue technische Möglichkeiten mit künstlicher Intelligenz (KI) zu koppeln und so flexibler, günstiger und effizienter Prozesse zu optimieren. Auch MITNETZ STROM, Netzbetreiber der enviaM, nutzt in zahlreichen Anwendungsgebieten neueste Innovationen.

Wartung von rund 3.000 Kilometern Hochspannungsnetz

Bisher ließ MITNETZ STROM jährlich ihre Hochspannungsfreileitungen mit Hubschraubern abfliegen, um per Luftbild Beschädigungen und Gefährdungen an Leitungen und Masten zu erkennen. Das ist zwar eine ergebnissichere Methode der Luftbildgewinnung, jedoch arbeitsintensiv und mit hohen Kosten verbunden. Nun testet der Stromanbieter den Einsatz von Drohnen für die Überwachung der rund 3.000 Kilometer Hochspannungsnetz in Teilen von Brandenburg, Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen. Zukünftig sollen auf diesem energieeffizienten Weg die beschädigten Teile erkannt und somit schneller repariert oder ausgetauscht werden. So kann der Verteilnetzbetreiber eine stabile und zuverlässige Stromversorgung gewährleisten.

Erster Dohnen-Test: Ein voller Erfolg

Am 21. Januar 2020 startete bei sonnigem Wetter und circa 5 Grad Celsius der erste Drohnen-Test am Umspannungswerk Eula bei Borna (Landkreis Leipzig). Der Flug umfasste die 71 Hochspannungsmasten der Freileitung bis nach Zwenkau und produzierte dabei rund 1.000 Bilder von Seilen, Masten und Traversen. MITNETZ STROM wurde bei der Auswahl von Trasse und Teststrecke, der Einholung aller Genehmigungen und der Durchführung durch das Leipziger Start-up Flynex unterstützt. Diese verwirklichten einen automatisierten Drohnen-Flug außerhalb des Sichtfelds bei rund 20 Kilometern selbstständigem Strecken-Abflug. Die Drohne mit dem langen Namen „GUAV8L CEPTOR REDUNDANZ DURCH X8-DESIGN“ ist ein 8-rotoriger Oktokopter, schafft ca. 15 Kilometer Flugleistung pro Stunde und sendet dabei 60 Bilder pro Minute. Für MITNETZ war sie in ungefähr 25 Metern Flughöhe unterwegs, um die Seile, Masten und Traversen aufzunehmen, die so auf Schäden geprüft werden konnten.

Flüge außerhalb der Sichtweite auch mit Drohnen möglich

Durch die niedrigen Temperaturen und den damit einhergehenden erhöhten Energiebedarf musste auf dem Hinflug eine Zwischenladung für einen Akkuwechsel eingelegt werden. Auf dem Rückweg schaffte die Drohne jedoch die vollständige Strecke ohne Zwischenstopp und benötigte für den gesamten Einsatz nur ca. 45 Minuten.

„Wir wissen schon länger, dass BVLOS-Befliegungen, also Flüge außerhalb der Sichtweite, möglich sind. Genau hier bringen Drohnen einen enormen wirtschaftlichen Vorteil. Gerade Strommasten und Freileitungen oder auch Gas-Pipelines sind prädestiniert für diese Art der Inspektionen aus der Luft“, erklärt Michael Petrosjan, Geschäftsführer der FlyNex GmbH.

Öffentlichkeit hautnah am Pionierflug

Um den Flug zu filmen und zu analysieren, begleitete eine weitere Aufnahmedrohne den gesamten Prozess. So hatte auch die Öffentlichkeit die Möglichkeit, den Testflug zu verfolgen. Vor Ort konnten Medien, Dienstleister und Gäste an dem Ereignis live teilnehmen. Lediglich der Pilot verfolgte den automatisierten Flug per Bildschirm im Büro. Bei eventuellen Abweichungen der Strecke oder unvorhergesehenen Komplikationen hätte der Pilot aus der Ferne jederzeit eingreifen können.

„Allerdings gab es dazu keine Notwendigkeit. Der Testflug war erfolgreich. Es gab keine Komplikationen oder Ereignisse, die einem weiteren Test im Wege stehen. Im Gegenteil: Wir haben Erfahrungen gesammelt und können für den nächsten Flug an den notwendigen Stellschrauben drehen. Im Grunde bin ich voll zufrieden“, resümiert Jens Hache, Projektleiter bei MITNETZ STROM.

Automatisierte Auswertung der Daten durch KI

Nach dem Flug wurden die Aufnahmen der Drohne automatisiert und mit Unterstützung künstlicher Intelligenz ausgewertet. Dabei flossen die Daten in die eSmart-System-Software „Connected Drohne“.

„Ein Erfolg ist, dass in der Auswertung die künstliche Intelligenz und das menschliche Auge zu 80 Prozent übereinstimmen. Und dass, obwohl wir die Bildqualität der Aufnahmen noch merklich verbessern müssen. Die Flugqualität der Drohne lag bei 93 Prozent. Auch hier haben wir Verbesserungspotenzial. Erfreulicher Weise fanden wir keine Vogelnester oder physische Schäden“, merkt Tobias Schnelle, enviaM-Unternehmensentwicklung, an.

Weitere Anwendungsgebiete für Einsatz von Drohnen

Der Einsatz von Drohnen soll perspektivisch neben dem Einsatz von Hubschraubern etabliert werden. Um die Inspektionen von Stromleitungen und -anlagen automatisierter, objektiver und effizienter umzusetzen, muss zunächst durch weitere Tests die Zuverlässigkeit und Funktionalität der Technik erprobt werden. Bei möglichen Störungsereignissen, insbesondere im unwegsamen Gelände, könnten durch Drohnen mögliche Schadstellen schneller identifiziert werden. So bieten die unbemannten Flugobjekte bereits jetzt weitere Anwendungsgebiete für MITNETZ STROM.