Die Digitalisierung der Windkraft mit Augmented Reality

Im Rahmen der Industrie 4.0 Debatte spricht man in vielen Bereichen der Energiewirtschaft über Ansätze der Digitalisierung. Mittlerweile haben erste Ausläufer auch den Bereich der erneuerbaren Energien erreicht. In diesem dritten Beitrag der Serie über Augmented Reality in der Energiewirtschaft geht es damit jetzt erstmals auch um erneuerbare Energien, speziell um den Nutzen der Digitalisierung der Windkraft mit Augmented Reality und welche Möglichkeiten es heute dazu gibt.

Steigerung von Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz der Windenergie mit AR

Die Windenergie wird seit dem Altertum genutzt, um Energie aus der Umwelt für technische Zwecke verfügbar zu machen. Heute ist die Stromerzeugung mit Windkraftanlagen die mit großem Abstand wichtigste Form der Windenergienutzung und sie hat eine große Zukunft vor sich. Doch wie in jedem industriellen Bereich, muss sich auch diese Form der Energiegewinnung einer großen Herausforderung stellen um langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben. Schon seit einiger Zeit beschäftigen sich Schwerpunkte im Bereich Forschung und Entwicklung in der Windkraft mit Themen wie Zuverlässigkeit und natürlich der Steigerung von Kosteneffizienz, doch so richtig Schwung erhielten diese Ansätze erst durch den Testeinsatz von neuen Technologien wie Augmented- und Virtual Reality.

Erste Versuche, die auf die verringerte Abhängigkeit von Wartung und die bessere Nutzung von Experten Know-how vor Ort abzielten, zeigten vielversprechende Ergebnisse. Konkret wurde AR als zentrale Technologie unter realistischen Arbeitsbedingungen getestet, wobei Erfahrungen aus Österreich, man erinnere sich an das gemeinsame Projekt der Wien Energie und der AR Technologiefirma ViewAR, durchaus interessante Grundlagen für weitere Tests lieferten. Welche Erfahrungswerte konnten nun aus diesen Tests für zukünftige Einsatzfelder generalisiert werden?

Einsatzfelder für Augmented Reality in der Windenergie

Möglichkeiten zum Einsatz von Augmented Reality in der Windenergie gibt es viele. Einige sind auch schon auf dem Markt und im praktischen Einsatz. Im folgenden mal fünf Beispiele:

Planung der Windenergie-Anlagen mit Positionierung in der realen Landschaft, Beispiel hierfür ist die Firma Windplanner aus den Niederlanden.
Unterstützung der Techniker in der Wartung von Windenergie-Anlagen mit einer Datenbrille oder einem Datenhelm, wie z.B. dem Daqri Smart Helmet, der speziell für industrielle Anwendungen entwickelt wurde.
Smarte Anwendungen für eine kostensparende Wartung, z.B. mit unbemannten Drohnen und Fernüberwachung über eine Datenbrille, Stichwort Remote Assistance mit Beispiel TÜV Rheinland
Beschriftung von Positionen in einer dreidimensionalen Umgebung
Verwendung von Markern zur Positionsbestimmung und -verfolgung

Wer noch mehr in dem Thema Windenergie steckt, findet sicher noch weitere Möglichkeiten.

Digitalisierung der Windkraft schafft Standardisierung und Vereinfachung

Windkraft erfordert höchste Sicherheitsstandards, um Störungen, und somit geringere Rentabilität, vorherzusehen oder sie möglichst auf ein Minimum zu beschränken. Neue Technologien wie Augmented Reality erlauben z.B. durch Features, wie das digitalisierte visuelle Fehlermarking, eine nachhaltige und schlanke Form des Wartungsmanagements.

Ein konkretes Beispiel: Durch Datenbrillen erfasste Risse in den Rotorenblättern können so in einem hands-free approach digital auf Veränderungen beobachtet und gernau definierten Wartungsprozessen zugeordnet werden. Wenn also Wartungsmitarbeiter diese Risse in zeitlichen Abständen beobachten und in ihrer Veränderung im Sichtfeld vergleichen können, spart das Zeit und Aufwand, unabhängig von weiterer Verwendung dieser Daten zu Schlungszwecken und ähnlichen Analysevorgängen. Diese neue Standardisierung von Prozessen erhöht die Betriebssicherheit und steht ganz im Einklang mit Initiativen der Industrie 4.0, dessen Hauptziel die Vereinfachung und nachhaltigere Umsetzung von erprobten (analogen) Abläufen ist.

Neue Trackingtechnologien von Apple und Google revolutionieren die AR

Das Wiener Unternehmen ViewAR hat in einem Pilotprojekt bereits gezeigt, wie wichtig Augmented Reality im Echteinsatz sein kann. Durch die neuen Trackingtechnologien von Apple und Google hat sich das Anwendungsfeld noch verbessert und erlaubt jetzt noch genauere Objekterkennung, auch in schwierigen Umfeldern wie Windkraftwerken.

Mit den Trackingtechnologien von Apple, ARKit, und Google, ARCore, ist es künftig einfacher, Umgebungen zu erkennen und ohne Marker Relationen von Realität zu eingeblendeten Objekten darzustellen. Man könnte sagen, dass AR mit dieser Entwicklung die Grundschule verlässt und sich auf einen weit höheren Level begibt. Dafür haben Apple und Google keine eigene App entwickelt. Es handelt sich vielmehr um eine Trackingtechnologie, die auf allen (besseren) Smartphones läuft und so AR Anwendungen leichter bedienen lässt. Das kann der AR einen deutlichen Schub bringen.

Augmented Reality erlaubt den effektiveren Einsatz von Expertenwissen

Durch digitalisierte Aufzeichnungen können geringsten Veränderungen in der Form der Betriebsteile erkannt und einem möglichen Störfall entgegengearbeitet werden. Speziell in Krisensituationen ist der Einsatz von Datenbrillen mit Augmented Reality ein bahnbrechender Schritt zur Verbesserung der Arbeitssicherheit. So wird Expertenwissen in Echtzeit vor Ort verfügbar und steht auch für zukünftige Fortbildungsmaßnahmen in digitalisierter Form zur Verfügung. Dieser Wissenstransfer ist in einer Welt der höchsten Sicherheitsstandards unerlässlich und wirkt sich nachhaltig auf die Rentabilität der Windkraftanlagen aus.

Prognosen sagen voraus, dass Windkraft bis 2020 bis zu 14% des europäischen Stromverbrauchs abdecken wird. Ein gutes Zeichen, wenn man an nachhaltiger Energieversorgung interessiert ist. Die auf Schiene gebrachte Digitalisierung dieses Sektors wird dann einen wichtigen Beitrag geleistet haben, dieser erneuerbaren Form der Energie zum Siegeszug zu verhelfen.

Kooperation mit ViewAR

Dieser Beitrag ist Teil 3 einer Serie über Augmented Reality. Für diese Serie arbeite ich zusammen mit ViewAR aus Österreich. ViewAR ist ein weltweit führender Anbieter für Augmented Reality und hat für seine Technologie mehrere Preise gewonnen, darunter den Auggie Award 2016 für die weltbeste AR App und den Wirtschaftsoskar 2017, verliehen von der WKO.

Teil 1: Wie die Energiewirtschaft von Augmented Reality profitieren kann
Teil 2: Wien Energie baut an der digitalen Zukunft der Energiewirtschaft

Wir wollen für dieses Thema Aufmerksamkeit schaffen und über die vielfältigen Möglichkeiten in der Praxis der Energiewirtschaft informieren. Wer sich für diese Technologie interessiert, weitere Informationen möchte und eventuell im eigenen Unternehmen einsetzen möchte, kann sich gerne bei mir per Email (kontakt[at]energynert.de) melden. Nutzen Sie diese Chance für ein unverbindliches Beratungsgespräch und zur Beantwortung Ihrer Fragen.