Droner gør det sikrere og mere effektivt - Vattenfall

Joakim Smedlund kigger ind i kraftværkstunnellens stejlt stigende, sorte hul. Den summende lyd fra dronens elektriske motorer bliver svagere, efterhånden som den bevæger sig væk på sin mission, og snart er det blålige lys fra den indbyggede laserscanner ikke længere synligt. Joakim Smedlunds styreenhed har ikke længere nogen funktion, og dronen og dens udstyr til en værdi af omkring 150.000 euro er opslugt af mørke.

Joakim Smedlund

“Efterhånden som tiden går, og al radiokontakt med maskinen er forsvundet, kan man ikke lade være med at tænke på, om vi har begået en fejl, og om dronen nu ligger ødelagt et sted dybt inde i tunnelen. Der kan gå over en halv time. Men så dukker den pludselig op igen, og man kan ånde lettet op”, siger Joakim Smedlund.

Sort bælte i droneflyvning

Der er sket meget på de knap 10 år, siden han begyndte at arbejde med droner hos Vattenfall, hvor han er en del af Research & Development-afdelingens digitale inspektionsteam.

"De første modeller krævede sort bælte i manøvrering for at flyve, men nu har teknologien udviklet sig enormt," siger han.

De mest avancerede droner er ikke kun i stand til at undgå forhindringer, men kan også selvstændigt udforske et område, hvilket i dette tilfælde er en lang vandkraftværkstunnel, en kilometer inde i bjerget. Den avancerede laserscanner, der er monteret på dronen, bruges både til at dokumentere omgivelserne og til at navigere. På den måde kan dronen sendes på ekspeditioner helt af sig selv, så længe batteriet holder - mere end 30 minutter - og derefter selv finde tilbage igen.

En geometrisk tvilling

Sammen med resten af teamet befinder Joakim Smedlund sig på Juktan-vandkraftværket i det nordlige Sverige. Missionen er at måle, scanne og konstruere en geometrisk digital tvilling af alle dele af kraftværket.

Juktan-anlægget skal ombygges, og i designfasen vil projektet få stor gavn af denne digitale geometri, men den giver også projektdeltagerne mulighed for digitalt at besøge anlægget til enhver tid. At have en digital geometrisk tvilling af hele anlægget kan også være nyttigt i hele anlæggets levetid, idet der kan følges op på og inkluderes ændringer over tid. Den digitale model består af en punktsky, der kan navigeres, ligesom gadevisninger i Google Maps, men så præcist, at enhver afstand kan måles med millimeterpræcision.

”Dette er lakmusprøven for den digitale inspektionsteknologi, og vi har anvendt alle de tekniske systemer, vi har fundet i de seneste par år til at opfylde behov og ønsker fra vores kunder i vandkraftafdelingen. Nøglen her er, at vi kombinerer traditionelle opmålingsmetoder med nye metoder for at opnå den nødvendige nøjagtighed," siger Anders Lindström, der leder det digitale inspektionsteam, som omfatter ham selv, Joakim og omkring yderligere ti personer.

Anders Lindström

Selvom teknologien er dyr, er den stadig meget billigere end alternativet, som indebærer at sende folk ud i farlige omgivelser og skulle bygge trapper og stilladser for at få adgang til og inspicere, som i dette tilfælde, en tunnel. Det samme gælder inspektioner af andre anlæg, såsom inde i kedlen på et fjernvarmeværk, eller i utilgængelige områder på kernekraftværker, som det er sket i de senere år.

Mange anvendelsesområder

Droner i alle mulige udgaver er blevet et mere og mere almindeligt syn i Vattenfalls aktiviteter. De flyver, svømmer eller går, og deres effektivitet gør dem til et vigtigt middel til at fremskynde overgangen til fossilfri energiproduktion.

Ud over inspektioner i svært tilgængelige og farlige områder bruges de også til at finde utætheder i fjernvarmenet, til at installere fugleskræmsler på højspændingsledninger og inden for vindkraft til at inspicere eller endda renovere vindmøllevinger med en reparationsrobot.

Inden for fem år arbejder med robotter omkring os, som vi kan tale med og ræsonnere med. Det er ret fedt.

Anders Lindström, Vattenfall R&D

For ti år siden var fokus mest rettet mod flyvende droner, men i dag bruges der mange forskellige typer, f.eks. undervandsdroner og ROV'er (fjernstyrede køretøjer/fartøjer). På vandkraftområdet bruges de til at inspicere isgitre på dæmninger, luger, indtag osv. og inden for havvindsektoren til at undersøge havbundsforhold og meget mere. På kernekraftværket Forsmark undersøgte en ROV en våd brønd, et bassin placeret i bunden af reaktorbeholderen, for at verificere bestemte dimensioner i forbindelse med et nyt design af en del af konstruktionen.

Dronehunde overvåger kernekraftværket

Et andet konkret projekt i forbindelse med kernekraftaktiviteter er Spot, en hundelignende drone, som snart kommer på arbejde - i første omgang på et træningsanlæg ved siden af kernekraftværket Forsmark.

"Snart vil Spot blive anvendt inde i kernekraftværket, f.eks. inde i turbinens indeslutning eller i andre radioaktive miljøer. Her kan den patruljere og lave planlagte runderinger, gå op og ned ad trapper og overføre informationer i form af video, billeder og målinger til et kontrolrum. Mellem missionerne genoplader den sine batterier i sin strålingsbeskyttede kasse," forklarer Anders Lindström.

Sikkerhed driver udviklingen

Hovedopgaven for Vattenfalls digitale inspektionsteam er at finde teknologi på verdensmarkedet, udvælge det, der virker, og til sidst implementere det på de forskellige driftsområder. Teamet arbejder tæt sammen med organisationen i felten med tests og live-opgaver.

"En væsentlig drivende faktor for implementering af ny teknologi er personlig sikkerhed for vores medarbejdere og underleverandører. En inspektion af en vandvej i et vandkraftværk kan indebære, at en person skal hejses 250 meter ned i en skakt for at tage billeder og konstatere eventuelle skader. At gå ind i en klippetunnel betyder, at der indledningsvis skal sendes et sikkerhedsteam ind for at sikre, at der ikke er løse sten, som kan falde ned og skade nogen. Nu kan vi sende en drone ind til en indledende statusvurdering, uden at nogen skal sætte livet på spil," siger han.

Droner bliver også mere og mere autonome og kan styres på afstand. Denne trend kaldes for “remote sensing” og er en satellitbaseret kortlægning. “Drone-in-a-box“ er navnet på et system, hvor dronen f.eks. indsættes i et fjerntliggende kraftværk. Her udfører den sine scanningsrunderinger på egen hånd og vender derefter tilbage til sin beskyttende kasse til genopladning, mens den venter på sin næste mission. Operatøren behøver ikke engang at være i samme land.

"I øjeblikket er der dog udfordringer rent lovgivningsmæssigt, når det handler om selvstændigt flyvende droner udendørs, men vi arbejder hårdt på at løse dem," siger Anders Lindström.

Vattenfalls Digital Inspections Team

Intelligente droner

”Derudover er AI-teknologien i rivende udvikling. Mange af os har prøvet selvlærende systemer såsom Chat GPT. AI bliver allerede brugt til at træne robotsystemer, hvilket har skabt eksponentiel fremgang inden for robotteknologi,” siger Anders Lindström:

"AI bruges i selve indlæringen af bevægelser, men giver også systemerne mulighed for at drage deres egne konklusioner og træffe rationelle beslutninger baseret på det. Inden for fem år vil vi arbejde med robotter omkring os, som vi kan tale med og ræsonnere med. Det er ret fedt. Samtidig indsamler alle disse nye systemer og teknologier flere data end nogensinde før, og de aktuelle systemer kæmper for at kunne følge med, mens udfordringerne med dataklassificering vokser med den øgede mængde data. Det betyder, at vores store udfordringer ligger på it-siden fremadrettet," siger han.