Transport-Drohnen für Offshore-Windparks
- Drohnen könnten die Logistik zu den Windkraftanlagen auf hoher See vereinfachen.
- Hohe Anforderungen an Kommunikation und Sicherheit im Betrieb.
- Gemeinschaftsprojekt des DLR-Instituts für Flugsystemtechnik und des Energieversorgers EnBW.
- Schwerpunkte: Luftfahrt, Energie, Windkraft, unbemanntes Fliegen, Technologietransfer, Mobilität der Zukunft
Windkraftanlagen zählen zu den wichtigsten Technologien für eine nachhaltige Energieversorgung. Bei Anlagen auf hoher See legen Wartungsteams und Material weite Wege bis zum Einsatzort zurück. Der Zeit- und Kostenaufwand ist dabei vergleichsweise hoch. Könnten Drohnen künftig Schiffe, Hubschrauber und Kräne sicher und effektiv ersetzen und Wartungspersonal entlasten? Darum geht es im Projekt „Upcoming Drones Wind Farm“ (UDW), welches das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit dem Energieversorger EnBW durchführt.
Für die Überprüfung von Windkraftanlagen werden Drohnen schon verwendet. Die Erfahrungen aus dem Betrieb der kleinen Inspektionsdrohnen lassen sich jedoch nicht auf die Transportdrohnen übertragen. „Perspektivisch müssen die Transportdrohnen Lasten von mehreren hundert Kilogramm bewältigen und den direkten Transport von Wartungspersonal erlauben. Diese Möglichkeiten sind noch wenig erprobt“, erklärt Sebastian Cain vom DLR-Institut für Flugsystemtechnik in DLR-Standort Braunschweig. Die Wirtschaftlichkeit der Transportdrohnen steht ebenfalls im Fokus der DLR-Forschenden, gemeinsam mit den DLR Einrichtung Lufttransportsysteme in Hamburg-Finkenwerder: „Das Projekt soll eine klare Aussage liefern, unter welchen Bedingungen sich Drohnen in Windparks sinnvoll einsetzen lassen“, sagt Sebastian Cain.
Drohnen setzen Material auf der Windkraftanlage ab
Ein Aspekt ist die Interaktion zwischen Drohne und Windkraftanlage. Welche Schnittstellen sind nötig, wie werden Informationen ausgetauscht, welche regulatorischen Anforderungen müssen berücksichtigt werden? „Ziel ist es, dass die Drohne selbst den besten Weg berechnet. Für den Durchflug müssen Information vorliegen, welche Flugwege sicher sind und gegebenenfalls Windräder angehalten werden. Natürlich sollte der Eingriff in die Anlage minimal sein“, sagt Sebastian Cain. Gefährliche Bereiche, wie Luftverwirbelungen hinter aktiven Windrädern, müssen vermieden werden. Hierzu wurden bereits Messungen in Windkraftanlagen vom DLR durchgeführt.
EnBW bringt die Perspektive und das Wissen als Windparkbetreiber ein und bearbeitet die Projektthemen mit dem Schwerpunkt Windenergie. Das DLR steckt die Rahmenbedingungen für einen Drohnenbetrieb im Windparkumfeld ab und stellt seine Erkenntnisse zu unbemannten Luftfahrzeugen zur Verfügung. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler führen Experimente mit einer DLR-Drohne in einem Windpark an Land durch. Parallel wird der Betrieb im Offshore-Bereich modellhaft entwickelt und in Simulationen genau untersucht.
Begleitend planen die Projektpartner eine „Offshore Drone Challenge“ (ODC): Drohnenhersteller und -dienstleister erhalten im Rahmen einer Ausschreibung die Gelegenheit, ihre Produkte als geeignete Lösungen zu präsentieren. Die Technologie-Akteure profitieren dabei von den Forschungsergebnissen. Erste Workshops sind im Rahmen des Projekts schon für den Herbst geplant.
Das Projekt „Upcoming Drones Wind Farm“ wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
Sicherer Betrieb von unbemannten Luftfahrtzeugen
Ziel der Forschungs- und Entwicklungsarbeit am Institut für Flugsystemtechnik ist der einfache und sichere Betrieb von unbemannten Luftfahrzeugen (UAS, Unmanned Aircraft System) unter komplexen Bedingungen: anspruchsvolle Wetterlagen, hindernisreiche Flugumgebungen und die Reaktion auf andere Verkehrsteilnehmer. Ein Schwerpunkt ist der unbemannte Frachttransport, gemeinsam mit der Entwicklung von Hard- und Softwarekomponenten sowie den erforderlichen Zulassungen. Dazu betreibt das Institut mehrere unbemannte Luftfahrzeuge als Versuchsträger.