Der Verbund hat gemeinsam mit der europäischen Kraftwerks-Vereinigung, mit der TU Graz sowie mit Technologiepartnern die Zukunft der Stromerzeugung in einem „digitalisierten Wasserkraftwerk 4.0“ präsentiert.

Der Blick in die Arbeitswelt der Zukunft wurde im steirischen Murkraftwerk Rabenstein Ende April bereits Realität: der Verbund präsentierte im Rahmen eines internationalen Workshops der europäischen Kraftwerksvereinigung VGB PowerTech und der Technischen Universität Graz das „digitale Wasserkraftwerk 4.0“.

Mit dem Innovationsprogramm „Hydropower 4.0 - Digitales Wasserkraftwerk“ wurden von Verbund bereits vor zwei Jahren Entwicklungsmodule gestartet, um die Wasserkraftbranche für die Anforderungen der Energiewende zu rüsten: „Unser Ziel lautet, alle für die Wasserkraft denkbaren Möglichkeiten von digitalen Anwendungen zu evaluieren und die erfolgversprechendsten Technologien in einem Pilotkraftwerk auf den Prüfstand zu stellen“, sagte Karl Heinz Gruber, Geschäftsführer der Verbund Hydro Power GmbH, heute im Rahmen der ersten Live-Demonstration des digitalen Wasserkraftwerks.

Im Pilotkraftwerk Rabenstein werden seit mehr als einem Jahr vielversprechende digitale Testsysteme konzipiert und erprobt. In weiterer Folge wurde die Praxistauglichkeit dieser Technologien im täglichen Betrieb rund um die Uhr getestet und gegebenenfalls für einen optimalen Einsatz in der Wasserkraft weiterentwickelt. „Mit dem Programm Hydropower 4.0 werden alle Dimensionen für einen erfolgreichen digitalen Weg erreicht: Agilität, Zusammenarbeit über alle Bereiche, Schnelligkeit in der Umsetzung innovativer Konzepte, basierend auf einer flexiblen IoT-Plattform“, sagt Thomas Zapf, Holding-Bereichsleiter Digitalisierung in der Verbund AG.

Die an die jeweiligen Systeme gestellten Anforderungen sind sehr herausfordernd, zumal es die bereits hohe Effizienz und Verlässlichkeit der Wasserkraft noch weiter zu erhöhen gilt. Bernd Hollauf, Verbund-Projektleiter: „Die Bandbreite der im Pilotkraftwerk Rabenstein getesteten digitalen Technologien ist denkbar vielfältig und reicht von intelligenten Sensorik-Konzepten, Anomaliedetektions- bzw. Prognosemodellen, digitalen Zwillingen, mobilen Assistenzsystemen, virtuellen Kraftwerksmodellen, neuartigen autonomen Vermessungs- und Inspektionskonzepten bis hin zu vernetzten Plattformlösungen.“

- Intelligente Sensorik-Konzepte, wie beispielsweise akustische Überwachungssysteme, verknüpft mit künstlicher Intelligenz stellen die Datenbasis für Anomaliedetektions- und Prognosemodelle dar. Mit derartigen Modellen kann ein Störfall bzw. auch Maschinenversagen rechtzeitig vorhergesagt werden.

- Unter Digitalen Zwillingen werden im Pilotkraftwerk speziell entwickelte Prognosemodelle verstanden. Diese errechnen mit Hilfe der Sensordaten die Restlebensdauer von wichtigen Maschinenteilen. Außerdem können die Auswirkungen unterschiedlicher Betriebsweisen untersucht werden.

- Kann trotz der digitalen Überwachungssysteme ein Störfall nicht vermieden werden, stellen mobile Assistenzsysteme alle für die Störungsbehebung erforderlichen Informationen zeitnah über mobile Endgeräte (z.B. Tablet, Smartphone, Datenbrillen) an jedem Ort im Kraftwerk bereit. Ein virtuell begehbares Kraftwerksmodell bietet neue vielversprechende Möglichkeiten etwa für Schulungszwecke, für Vorbereitungen auf Krisenfälle, für Umbauprojekte oder auch in definierten Fällen für den Betrieb und die Instandhaltung von Wasserkraftwerken.



Bild: Für den Bereich der vorgeschriebenen umfassenden Inspektion und Vermessung der Anlagen und des Gewässeruntergrunds können dank moderner, vorwiegend aus dem Offshore-Bereich stammender Technologien, neue Konzepte entwickelt werden. Sogenannte Remotely Operated Vehicles (ROV) und Autonomous Surface Vehicles (ASV) werden bereits im realen Betrieb in einzelnen Kraftwerken eingesetzt und die autonome Vermessung und Inspektion könnte bald in allen Anlagen Realität werden.

- Nicht zuletzt sollen vernetzte Plattformlösungen im Wasserkraftwerk bisher isolierte Daten- und Informationssysteme miteinander verbinden. Daten sollen bereichsübergreifend und auf Knopfdruck dezentral und zentral zur Verfügung stehen und schnelle Analysen ermöglichen.

„Digitale Technologien werden unsere Mitarbeiter in den Kraftwerken nicht verdrängen, sondern diese vielmehr in Form eines zuverlässigen Assistenzsystems in ihrer täglichen Arbeit unterstützen“, sagt Karl Heinz Gruber.