Der staatliche isländische Energiekonzern Landsvirkjun und der Technologiekonzern Voith haben ein gemeinsames Pilotprojekt zur intelligenten Geräuschanalyse in Wasserkraftwerken gestartet. Voith rüstet dabei nach eigenen Angaben das Kraftwerk Budarhals in Island mit einem akustischen Überwachungssystem aus, das Abweichungen der Turbinengeräusche vom Normalzustand erkennen und mögliche Stillstände frühzeitig verhindern soll. Durch die kontinuierliche Datenanalyse der Maschinendaten soll zudem eine optimierte Betriebsweise und die intelligente Planung von Wartungsarbeiten ermöglicht werden, teilte das Unternehmen in Heidenheim mit. Die Inbetriebnahme des Systems sei im September 2018 vorgesehen.
„Im Kraftwerk Budarhals setzten wir ein System ein, das den akustischen Zustand der Maschinen permanent bewertet“, erklärt Bastian Berg, Projektleiter und Experte für Automatisierung und Datenanalyse bei Voith Digital Solutions. Durch die Nutzung von künstlicher Intelligenz werde das System die bestehende menschliche Überwachung der Kraftwerksanlage ergänzen und potenzielle Maschinenschäden frühzeitig erkennen. Dafür werden an verschiedenen Stellen im Kraftwerk Mikrofone angebracht, die jedes Umgebungsgeräusch aufnehmen und in der sogenannten Voith-Bluebox zur Datenvorbehandlung speichern, erklärte der Konzern. Die finale Dateninterpretation werde anschließend über eine gesonderte Voith-Plattform vorgenommen.
System „lernt“ aus Vergleich von Betriebsdaten
Zur Kalibrierung erfasst das System unter Berücksichtigung strenger Datenschutzrichtlinien in einer ersten Lernphase alle akustischen Signale, führte das Unternehmen aus. Die gesammelten Daten würden anschließend mit denen anderer Wasserkraftwerke verglichen. Durch die Kombination mit den Betriebsdaten lerne die Anwendung, welche Geräusche dem normalen Maschinenverhalten entsprechen. In der zweiten Lernphase sei das System in der Lage, Abweichungen vom typischen Geräuschmuster sofort zu erkennen. In diesem Fall sende das System eine Warnung aus und benachrichtige einen Servicetechniker des Kraftwerksbetreibers.
Bei dem Pilotprojekt im isländischen Wasserkraftwerk Budarhals testet Voith nach eigenen Angaben erstmals ein neues Dienstleistungsmodell für seine Geräuschmusteranalyse. Diese basiere auf einem datenbasierten Ansatz und soll Kraftwerksbetreiber bei der Optimierung von Wartung und Betriebsweise unterstützen. „Nachdem das System im Kraftwerk installiert ist, erwarten wir in der Anfangsphase täglich zwischen zehn und 15 unbekannte Umgebungsgeräusche. Diese müssen zunächst manuell bewertet und dokumentiert werden“, erklärte Berg. Um den Aufwand für den Kunden möglichst gering zu halten, setzt Voith bei diesem Pilotprojekt auf einen 24/7-Service, bei dem die unbekannten Geräusche innerhalb kurzer Zeit von einem Voith-Experten bewertet werden. Sollte das Geräusch auf einen kritischen oder untypischen Maschinenzustand hindeuten, wird umgehend die Leitwarte des Kunden informiert.
Zukünftig soll optimaler Wartungs- und Reparaturzeitpunkt erkannt werden
Im weiteren Verlauf des Pilotprojekts soll das System immer eigenständiger arbeiten und mehr Geräusche erkennen, teilte Voith weiter mit. In Kombination mit verschiedenen Kennzahlen würden die gewonnenen Daten anschließend von den Voith-Experten und einem Team von Datenanalysten auf komplexe Zusammenhänge untersucht und bewertet. Die Ergebnisse würden anschließend dem Kraftwerksbetreiber zur Betriebs- und Wartungsoptimierung in Form eines regelmäßigen Berichts bereitgestellt. „In Zukunft können wir Betreibern von Wasserkraftwerken durch unsere Geräuschmusteranalyse beispielsweise sagen, wann der perfekte Zeitpunkt für den Wechsel mechanischer Ersatzteile ist. Wartungsarbeiten und anstehende Reparaturen können damit transparent und sehr effizient geplant werden“, so Berg.
Das Kraftwerk Budarhals wurde nach Voith-Angaben offiziell im Jahr 2014 eingeweiht und verfügt über eine installierte Leistung von 95 Megawatt. Pro Jahr werden 585 Gigawattstunden Strom produziert. Voith hat in der Anlage zwei Kaplanturbinen mit wassergefüllten Laufradnaben sowie Generatoren mit speziell entwickelten bürstenlosen und thyristorgesteuerten Erregersystemen mit Bluetooth installiert. Neben den Hauptkomponenten der elektromechanischen Ausrüstung und der Steuersysteme lieferte Voith auch die Krananlagen für das Maschinenhaus des Kraftwerks.
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