Erneuerbare Energie : Vom Spielzeug zum Werkzeug: Wie Drohnen für funktionierende Windräder sorgen

Vor einigen Jahren waren Drohnen nur als nette Spielerei oder eine Weiterentwicklung des Modellflugs bekannt. Mittlerweile haben sie sich aber als wahre Helferlein in der Industrie bewährt. Ausgestattet mit Kameras können Drohnen nicht nur tolle Videoaufnahmen machen, sondern sogar Inspektionen an Windkraft- oder Solaranlagen durchführen.

Die Drohne ist dabei ein individuell anpassbares Werkzeug. Das unbemannte Luftfahrzeug ist je nach Gebrauch meist mit vier oder sechs Propellern ausgestattet. Auf der Drohne können Videokameras, Wärmebildkameras und Sensoren befestigt werden, sodass aus dem Spielzeug ein universell einsetzbares Werkzeug entsteht. Normalerweise schwer zugängliche Anlagen können so ganz einfach aus der Luft erreicht und gefilmt oder fotografiert werden.

Vor den Zeiten der Drohne wurden Inspektionen an Windkraftanlagen mittels waghalsiger Einsatzarbeiten mutiger Fachkräfte durchgeführten. Dabei wurde das zu überprüfende Großwindrad auf sechs Uhr gedreht, bevor sich die Arbeiter langsam abseilten und nach eventuellen Beschädigungen suchten. Das ist nicht nur gefährlich, sondern auch enorm zeit- und kostenintensiv. „Konventionell dauert die Inspektion eines Windrades sechs bis acht Stunden. Mit der Drohne brauchen wir etwa eine Stunde pro Windrad. Das heißt wir können bis zu fünf Windräder pro Tag inspizieren“, erklärt Michael Elias, Projektmanager smarter Inspektionen bei Wien Energie.

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Ohne Drohnen zieht sich auch die Inspektion von Photovoltaik-Freiflächenanlagen hin. Diese müssen dann zu Fuß abgegangen und auf Schäden überprüft werden. Auch hier können Drohnen Zeit und Geld sparen. Innerhalb kürzester Zeit fliegen die Quadro- oder Hexacopter über die Freiflächen hinweg und nehmen dabei zahlreiche Bilder der Anlage auf. Mit einer Wärmebildkamera kann ein defektes Solarmodul so besonders schnell identifiziert werden.

Wien Energie arbeitet bei seinen Inspektionen eng mit zwei drohnenerfahrenen Startups zusammen. Die Kooperation mit dem burgenländischen Unternehmen Skyability entstand innerhalb eines dreitägigen Startup-Days, den die Wien Energie veranstaltete, um neue Lösungen für die erneuerbare Energie zu finden. „Wir sind Vollbluttechniker und haben uns auch privat schon lange vor der Firmengründung mit Modellflug beschäftigt. Vor mittlerweile fast vier Jahren entstand dann Skyability“, so Lukas Unger, Geschäftsführer von Skyability, im HLK Interview.

Bei der Inspektion von Windrädern wird die Anlage erst ausgeschaltet und abgebremst. Das zu inspizierende Blatt wird dann auf 12 Uhr gestellt und von allen vier Seiten von der Drohne fotografiert. Die Ausrichtung des Blatts hat dabei einen guten Grund: Würde das Blatt weiter unten zum Stehen kommen und fotografiert werden, könnte es sein, dass Teile des Masts sich mit dem Blatt überschneiden. Das erschwert im Nachhinein die Auswertung der Bilder.

Alle Blätter des Windrades werden nacheinander genau dokumentiert. „Das Tolle ist, dass dabei 100 Prozent der Anlage abgelichtet werden. Die Drohne macht tausende Fotos die dann von einer künstlichen Intelligenz ausgewertet werden“, erklärt Unger. Die aufgenommenen Bilder werden dann an den dritten Kooperationspartner Birds.ai weitergegeben und dort von künstlicher Intelligenz ausgewertet. Findet der Experte noch zusätzliche Fehler, wird mit diesen der Algorithmus der KI weiter ausgebaut. Ist der Bericht fehlerfrei wird er dem Betreiber zugesendet.

Die Inspektion mittels Drohnen ist deutlich günstiger, als eine herkömmliche Überprüfung. Einerseits liegt das daran, dass der Prozess viel weniger Zeit beansprucht und dadurch weniger Personalkosten anfallen. Andererseits kommt es aber auch zu kürzeren Stillstandzeiten. Während der Inspektion muss das Windrad ausgeschaltet werden, wodurch auch keine Energie produziert werden kann. Dabei sind die Verluste für den Betreiber natürlich höher, wenn die Überprüfung eines Windrads einen ganzen Tag dauert, als wenn sie in einer Stunde durchgeführt werden kann.

Wer nun glaubt mit einer handelsüblichen Spielzeug-Drohne Fotos von Windrädern machen zu können, der irrt. „Bei unseren Drohnen handelt es sich um Industriedrohnen, die eine höhere Nutzlast tragen können. So eine Kamera wiegt ungefähr vier Kilo und die Drohne muss dieses Gewicht rund 30 Minuten lang in der Luft halten. Dafür braucht es Profis“ so Elias.