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Drohnen für sichere Stromleitungen - "Drohnen@Mitnetz"

Logo MITNETZ STROM mit Drohne

© enviaM

Ziel/Nutzen der Lösung

Der ostdeutsche Verteilnetzbetreiber MITNETZ STROM testete Ende Januar 2020 die Leitungsbefliegung von Stromnetzen mit Drohnen. Im Rahmen des Pilotprojekts im Südraum von Leipzig wurden die Hochspannungsleitungen visuell und digital überprüft. Ziel des Projekts war es, günstigere und schnellere Alternativen zur Kontrolle der Leitungen mittels eines Hubschraubers zu finden. Diese Überprüfungen dienen dazu, eventuelle Schäden an den Leitungen wie bspw. Seilschäden oder Vogelnester zu erfassen. Die Drohnen liefern Bilder, die mithilfe einer Software und künstlicher Intelligenz ausgewertet werden. Nach dem erfolgreichen Pilotprojekt, soll die Lösung stückweise in den Regelbetrieb übergehen.

Lösungsbeschreibung

Die Projektkosten für das initiale Pilotprojekt beliefen sich auf ca. 50.000 Euro. Betriebswirtschaftlich betrachtet bringt die Möglichkeit der Befliegung durch eine Drohne jedoch einen Kostenvorteil. Im Vergleich zur Befliegung mit einem Hubschrauber ist die Drohne perspektivisch günstiger.
Die verwendete Drohne flog im Rahmen des Pilotprojekts automatisiert und außerhalb des Sichtfelds die circa 20 km lange Strecke ab. Sie kontrollierte 70 Strommasten mithilfe einer Kamera innerhalb von 45 Minuten. Dabei nahm sie Bilder von Seilen, Masten und Traversen auf. Die genutzte Drohne war ein Oktokopter, eine 8-rotorige Drohne, die über 60 Bilder pro Minute während des Fluges schoss.
Anschließend wurden die Bildaufnahmen mithilfe von künstlicher Intelligenz und einer Software ausgewertet und auf Schadensfälle überprüft. Über eine Schnittstelle zur Software wurden die Daten hochgeladen. Um die künstliche Intelligenz weiter zu trainieren, werden die Fehlerbilder auf einer Plattform gesammelt. Ziel ist es, die künstliche Intelligenz insoweit einsetzen zu können, dass sie Schadenfälle selbständig erkennt. Im Vorfeld wurden bereits eine Vielzahl von Masten per Drohne inspiziert. Dies diente dazu, die künstliche Intelligenz mit den daraus entstandenen ca. 3.000 Aufnahmen anzulernen. Die Drohnen fliegen im Regelbetrieb automatisiert und werden dabei von einem Piloten oder einer Pilotin überwacht. Sollte es die Situation erfordern, können sie manuell eingreifen. Den Drohnen wird dazu eine konkrete Flugplanung vorgegeben, die sie automatisch abfliegen. Die Drohnen orientieren sich anhand von GPS-Koordinaten und vorgegebenen Punkten der Flughöhe.
Insgesamt arbeiteten ca. 20 fachkundige Kolleginnen und Kollegen an der Realisierung des Pilotprojektes mit. Darunter waren Personen der Geo-Wissenschaften, Drohnen-Fachleute sowie Pilotinnen und Piloten. Innerhalb von drei Monaten entwickelten sie die Idee des Projekts weiter und setzten das Projekt gemeinsam um. Das Projektteam wählte die Trasse und die Teststrecke durch das Gebiet von fünf verschiedenen Kommunen aus und holte alle Genehmigungen ein. Herausforderungen waren hierbei, die verschiedenen Masttypen und unterschiedlichen Gegebenheiten des Bodens, wie Wohn-, Gewerbe- und Industriegebiete.
Außerdem fanden Absprachen mit den im Projektgebiet liegenden Kommunen statt. Die Bürgermeister wurden über die neue Art der Befliegung informiert. Vor Ort warben die Projektverantwortlichen für Akzeptanz, denn schließlich sorgt das Thema Drohnen oftmals für eine gewisse Skepsis in der Bevölkerung. Hier war einige Informations- und Aufklärungsarbeit erforderlich. Die Drohnen mussten teilweise über Kindergärten, Wohngebiete oder andere Arten der Bebauung hinwegfliegen. Unter anderem wurde im Amtsblatt für das Projekt geworben beziehungsweise der Drohnenflug in der Lokalpresse angekündigt. Weiterführende Informationen wurden im Internet bereitgestellt.
Die Anwohnerinnen und Anwohner, die in der Nähe solcher Hochspannungsleitungen wohnen, werden durch den deutlich leiseren Einsatz von Flugdrohnen nicht mehr durch den Lärm der Hubschrauber belästigt. Die Hubschrauberflüge zur Überprüfung der Leitungen, die zweimal im Jahr anstehen, können durch den Einsatz der Drohnen Stück für Stück reduziert werden.
Durch intensive Informationsarbeit der Projektverantwortlichen wurden die Bürgerinnen und Bürger über die innovative Befliegung der Stromleitungen aufgeklärt.
Die notwendigen Genehmigungen, die bei der Landesluftfahrtbehörde der Landesdirektion Sachsen eingeholt werden müssen, holte die Projektpartnerin FlyNex GmbH ein. Die Aufnahme von Bildern dient ausschließlich der Inspektion der Stromleitungen. Jedoch müssen durch die Überfliegung von Wohngebieten, Kindergärten und anderen Gegenden bestimmte datenschutzrechtliche Maßnahmen getroffen werden.
Dazu gehört, dass die aufgenommenen Bilder, auf denen Personen oder andere Inhalte, die datenschutzrechtlich bedenklich sind, gelöscht werden müssen. Dies wurde zunächst manuell durchgeführt. Hierbei kontrollierten Mitarbeitende die Bilder einzeln und löschten diese, auf denen Personen zu sehen waren. Zukünftig soll dies automatisch, basierend auf Algorithmen und mithilfe von künstlicher Intelligenz geschehen. Die Idee hierbei ist es, Bildausschnitte mit sensiblen Inhalten unkenntlich zu machen. Zusätzlich informierten die Projektverantwortlichen die Kommunen per Datenschutzerklärung.

Kommunen

Das Projekt wird in folgenden Kommunen umgesetzt:

Borna, Sachsen

bis 20.000 Einwohner

Land

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Rötha, Sachsen

bis 20.000 Einwohner

Land

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Neukieritzsch, Sachsen

bis 20.000 Einwohner

Land

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Zwenkau, Sachsen

bis 20.000 Einwohner

Land

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Böhlen, Sachsen

bis 20.000 Einwohner

Land

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Durch den Einsatz von Drohnen, wird eine automatische, objektive und vor allem effizientere Inspektion der Leitungen möglich. Der Einsatz von Drohnen ist günstiger und spart Zeitaufwand. Ferner können Arbeitsunfälle im Zusammenhang mit dem Besteigen der Masten sowie Begehen der Trassen reduziert werden. Der Einsatz leichter akkubetriebener Drohnen kann gegenüber dem Einsatz von Helikoptern zur Einsparung von CO2-Emissionen beitragen und Lärmemissionen reduzieren.

Das Pilotprojekt wurde erfolgreich abgeschlossen. MITNETZ STROM geht für die Inspektion der Hochspannungsleitungen mit den Drohnen schrittweise in den Regelbetrieb über. Langfristig betrachtet werden die Drohnen den Hubschrauber ersetzen.

Beteiligte Partner*innen

Weiterführende Informationen