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Digitales Wasserkraftwerk: Die Zukunft wird in der Steiermark getestet

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Im Pilotkraftwerk Rabenstein wird getestet und erforscht, wie Digitalisierung und neue Technologien den Kraftwerksbetrieb unterstützen können.

Das Austesten von Anwendungsgebieten der Digitalisierung und anderen neuen Technologien in der Wasserkraft wird im Verbund-Kraftwerk Rabenstein an der Mur in der Gemeinde Frohnleiten in der Steiermark vorangetrieben. Das „Digitale Wasserkraftwerk 4.0“ wurde 2019 zusammen mit Forschungs- und Technologiepartnern erstmals live präsentiert, das Innovationsprogramm „Hydropower 4.0“ startete jedoch mindestens ein Jahr früher. Digitale Testsysteme werden hier konzipiert und direkt getestet. Statt eines Tauchers kann in Rabenstein ein Tauchroboter ins eiskalte Wasser zur Staumauerinspektion geschickt werden. Dieser wird zentimetergenau an das Turbinenlaufrad herangesteuert und über eine Joystick-artige Steuerung des Computers von einem technischen Verbund-Mitarbeiter bedient. Überdies wird über ein Echtzeit-Sonar der Flussgrund vermessen. Das Sonar, das mit akustischen Signalen arbeitet, funktioniert auch im trübsten Wasser, wenn Taucher nichts mehr sehen.

Intelligente Roboteraugen

Im digitalen Pilotkraftwerk Rabenstein wird auch die VR-Brille eingesetzt, die den Einstieg in die digitale Arbeitswelt erleichtert. Mit der Brille kann das komplette Kraftwerk im ‚Flugmodus‘ überflogen oder im ‚Tauchgang‘ erkundet werden. „Die Wasserkraft hat in Österreich eine lange Tradition und einen hohen Stellenwert. Unsere Aufgabe ist es, die Anlagen- und Betriebssicherheit dieser kritischen Infrastruktur unter allen Bedingungen zu gewährleisten“, so Achim Kaspar, Chief Operation Officer von Verbund. Die Digitalisierungsstrategie des Stromunternehmens vereine drei große Aspekte: den effizienten Betrieb, die vorausschauende Instandhaltung und das Thema Sicherheit für die Kraftwerksmannschaft und der Anlagen.

Virtuelle Tour

Per Smartphone-App, die das Handy zur 3-D-Brille macht, können iPhone- und Android-User in einer virtuellen Reise in die Welt der Stromerzeugung eintauchen und auch das Kraftwerk Rabenstein am Bildschirm besuchen. Dieses soll aufgrund von Größe – fast 15.000 Haushalte versorgt das Kraftwerk – und Alter – es wurde zwischen 1984 und 1987 gebaut – der ideale Standort sein, um digitale Innovationen zu entwickeln. „Hier konzeptionieren, implementieren und testen wir digitale Anwendungen. Zum Einsatz kommen bestehende Anwendungen aus anderen Branchen und Erstentwicklungen gemeinsam mit Wissenschaft bzw. Industrie.“

Das Kernstück der Stromerzeugung eines Kraftwerks ist der sensible Generator, der zuverlässig und dauerhaft laufen muss. Jeder Stillstand oder Schaden würde zu einem massiven Erzeugungsverlust führen. Im digitalen Fehlermanagement in Rabenstein erfasst eine Kamera in einem ausgeklügelten Generatoren-Inspektionssystem jede Veränderung und zeigt diese sofort an. Der Computer sammelt Daten über das Generatorverhalten und vergleicht diese ständig in einer Datenbank mit den Normwerten.  „Unsere Vision soll zu einer stärkeren Durchdringung der Digitalisierung in den Verbund-Kraftwerken führen, in denen zum Beispiel Frühwarnsysteme Anomalien erkennen und durch vorausschauende Wartung die regelmäßigen Inspektionsintervalle ersetzt werden können.“ Bei der Fehlerbehebung wird auch die Datenbrille getestet, auf die dem Wartungspersonal notwendige Daten eingespielt werden können.  Alle gewonnen Daten aus den verschiedensten Bereichen des Kraftwerksbetriebs werden gesammelt und damit eine Echtzeit-Simulation des Kraftwerks erstellt, um etwa die Lebensdauer von Anlagenteilen zu berechnen. Der Computer denkt mit.

Die Zukunft der Wasserwirtschaft

Das Pilotkraftwerk Rabenstein wird in den kommenden Jahren erforschen, ob und wie sehr mit den neuen Technologien der Kraftwerksbetrieb unterstützt wird und welche Innovationen vorangetrieben werden müssen – auch im Bereich vorausschauender Klimaschutz, obwohl Österreich eines der wasserreichsten Länder in Europa ist. Hier sei Österreich zwar in einer hervorragenden Position, brauche aber für seine Klimaziele noch viel mehr an Erneuerbarem. „Moderner und effizienter Betrieb der Wasserkraftwerke ist der Schlüssel zu leistbarer und sicherer Stromversorgung“, so Kaspar. Die Digitalisierung kann und soll hier helfen, kritische Infrastruktur der Wasserwirtschaft langfristig sicherzustellen.

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