Drohne soll Mensch und Material zum Offshore-Windpark bringen
9. November 2023 | Projekt untersucht Einsatz von unbemannten Luftfahrzeugen
Drohne soll Mensch und Material zum Offshore-Windpark bringen
Der unbemannte DLR-Hubschrauber superARTIS in der Nähe der Windenergieanlage
Der Flugversuch mit dem unbemannten DLR-Hubschrauber superARTIS war ein wichtiger Meilenstein für das Projekt „Upcoming Drones Windfarm“. In dem Projekt, dass das DLR-Institut für Flugsystemtechnik gemeinsam mit dem Energieunternehmen EnBW durchführt, geht es um die Frage, ob Drohnen für Offshore-Windparks Transportaufgaben übernehmen und Wartungspersonal entlasten können.
Vorbereitungen für den Testflug im Windpark Schwienau II
Der unbemannte DLR-Kleinhubschrauber superARTIS ist Anfang Oktober 2023 im EnBW Windpark Schwienau II (Niedersachsen) aufgestiegen. Die Flugversuche für das Projekt „Upcoming Drones Windfarm“ wurden nicht auf hoher See, sondern an Land durchgeführt, um die Experimente sicher und leichter durchführbar zu gestalten. Die Ergebnisse lassen sich aber auf Offshore-Anlagen übertragen.
superARTIS im EnBW Windpark Schwienau (Niedersachsen)
Das DLR untersucht gemeinsam mit dem Energieunternehmen EnBW, ob die Logistik zu Windkraftanlagen auf hoher See mit dem Einsatz von Drohnen vereinfacht werden kann. Für Flugversuche haben Forschende aus dem DLR-Institut für Flugsystemtechnik den unbemannten DLR-Hubschrauber superARTIS eingesetzt. Die Flugversuche fanden im Rahmen des Projekts „Upcoming Drones Windfarm“ statt.
Die Logistik zu Windkraftanlagen auf hoher See könnte mit dem Einsatz von Drohnen vereinfacht werden: Das DLR ermittelt gemeinsam mit dem Energieversorger EnBW Anforderungen und Möglichkeiten.
Der unbemannte DLR-Kleinhubschrauber superARTIS hat erfolgreich einen Testflug im Onshore-Windpark absolviert.
Bei der Offshore Drone Challenge im Juni stellen sieben Unternehmen ihre Lösungen in Cochstedt vor.
Schwerpunkte: Luftfahrt, Energie, Windkraft, unbemanntes Fliegen, Technologietransfer, Mobilität der Zukunft
Wartungsteams und Material müssen weite Wege zurücklegen, um Windkraftanlagen auf hoher See zu erreichen. Können Drohnen Transportaufgaben übernehmen und Wartungspersonal entlasten? Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) untersucht gemeinsam mit dem Energieversorger EnBW die Möglichkeiten und Anforderungen. In diesem Zusammenhang hat ein unbemannter DLR-Kleinhubschrauber jetzt eine Windenergieanlage angeflogen und dabei automatisch mit der Anlage kommuniziert. Sieben kommerzielle Drohnenhersteller werden an die Erkenntnisse anknüpfen, um die im DLR entwickelte Technologie weiter voranzubringen. Dazu veranstalten DLR und EnBW im Juni 2024 die Offshore Drone Challenge im Nationalen Erprobungszentrum für Unbemannte Luftfahrtsysteme in Cochstedt.
Die Nachlaufturbulenzen von Windturbinen können Drohnen stark beeinflussen. Die Drohne benötigt dann zum Beispiel sehr viel Energie, um die Luftverwirbelungen auszusteuern. „Für einen automatisierten Einsatz im Windpark muss die Drohne deswegen mit den Anlagen Informationen austauschen“, sagt Sebastian Cain vom im Projekt federführenden DLR-Institut für Flugsystemtechnik. Dabei ist es wichtig, dass sich die Drohne und die Windenergieanlage gut „verstehen“. „Die Drohne soll selbst den besten Weg finden. Sie braucht dazu Daten von den Anlagen und eventuell müssen Windräder angehalten werden, damit die Drohne ihr Ziel sicher erreicht.“ Der Eingriff in die Anlage – und damit in die Energiegewinnung – soll so gering wie möglich sein.
Kommunikation zwischen Windparksystem und superARTIS erfolgreich demonstriert
Anfang Oktober 2023 ist der unbemannte DLR-Kleinhubschrauber superARTIS im EnBW Windpark in Schwienau (Niedersachsen) aufgestiegen. superARTIS hat Informationen zum Betriebsstatus der einzelnen Windturbinen, Wetterinformationen und Nachlaufturbulenzen in die Berechnung seiner Flugroute einbezogen. Über Kommunikationsschnittstellen hat das Fluggerät seine Ankunft an einem Windrad angemeldet. Eine simulierte Leitwarte gab den Anflug frei und das angesteuerte Windrad stoppte. Das Fluggerät konnte sich gefahrlos nähern. Anschließend wurde die Anlage wieder aktiviert. Wenn die Drohne keine Freigabe erhalten hätte, wäre sie automatisch in eine Warteschleife eingeflogen. Für ein realistisches Szenario haben die Forschenden eine Traglast am Fluggerät befestigt. Der Versuch fand nicht auf hoher See, sondern an Land statt, um die Experimente sicher und leichter durchzuführen. „Die Ergebnisse lassen sich aber auf Offshore-Anlagen übertragen. Die Verständigung zwischen Fluggerät und Anlage wurde für den Offshore-Betrieb konzeptioniert und wird hierzu in Simulationen untersucht“, erklärt Sebastian Cain.
Das Simulationsvideo erklärt und zeigt den Einflug des unbemannten DLR-Kleinhubschraubers in den Windpark. Die realen Flugversuche für das Projekt Upcoming Drones Windfarm wurden mittlerweile im Windpark Schwienau II des Energieunternehmens EnBW durchgeführt. superARTIS hat dabei erfolgreich mit der Windenergieanlage kommuniziert.
Video – Simulation: Der unbemannte DLR-Kleinhubschrauber superARTIS nähert sich einer Windenergieanlage
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Video – Simulation: Der unbemannte DLR-Kleinhubschrauber superARTIS nähert sich einer Windenergieanlage
Das Simulationsvideo erklärt und zeigt den Einflug des unbemannten DLR-Kleinhubschraubers in den Windpark. Die realen Flugversuche für das Projekt Upcoming Drones Windfarm wurden mittlerweile im Windpark Schwienau II des Energieunternehmens EnBW durchgeführt. superARTIS hat dabei erfolgreich mit der Windenergieanlage kommuniziert.
Kommerzielle Akteure profitieren von Forschungsergebnissen
Der Flugversuch war ein wichtiger Zwischenschritt im Projekt „Upcoming Drones Windfarm“ (UDW) von DLR und EnBW. Ziel des Projektes ist es, die Bedingungen und erforderlichen Schritte für die Realisierung des Drohnenbetriebs vorerst für den Materialtransport, perspektivisch auch für den Personentransport, herauszufinden. Zum Projekt gehört auch die „Offshore Drone Challenge“ (ODC), bei der Drohnen-Hersteller und -Dienstleister geeignete Lösungen präsentieren werden. Die Akteure können von den aktuellen Forschungsergebnissen profitieren. Die Unternehmen Anavia, Flowcopter, Flying Basket, HyFly, NEXaero, Unmanned Helicopters und Volocopter wurden ausgewählt und stellen nun im Juni 2024 in Cochstedt ihre Technologien vor.
„Mit Blick auf die Anzahl sowie die Größe der Fluggeräte werden wir mehrere Premieren sehen“, sagt Sebastian Cain. „Darüber hinaus tragen sie alle dazu bei, dass die Offshore Drone Challenge zu einem Ort für Drohnen-Demonstrationen wird. Sie schafft außerdem Raum für einen Austausch zu Technologie, Wirtschaft und Regulatorik.“ Dr. Michael Splett, Leiter im Betrieb Offshore Wind bei der EnBW und Mitglied im Nationalen Drohnenrat des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV), ergänzt: „Offshore-Windenergie ist unverzichtbar für die Energiewende und eine nachhaltige Energieversorgung. Als Betreiber ist es unsere Aufgabe, die beiden Technologien Windenergie und Schwerlastdrohnen zusammenzubringen. Mit der ODC gehen wir demnach einen wichtigen Schritt, um die Realisierung des zukünftigen Drohnenbetriebs weiter zu erforschen.“
Erprobung von Flugmanövern bei der Offshore Drone Challenge in Cochstedt
Im Mittelpunkt der Challenge in Cochstedt steht die Erprobung von Flugmanövern, die in der Betriebs- und Wartungslogistik für Offshore-Windparks relevant sind. Dazu gehören sowohl Software-Themen als auch bauliche Modifikationen zur Verbindung der Systeme „Drohne“ und „Windpark“. Die Durchführung der Challenge erfolgt an Land, da dies deutlich sicherer, einfacher und kostengünstiger ist als der spätere Anwendungsfall mitten auf dem Meer. Die sieben Drohnen-Hersteller und -Dienstleister können ihre Technologien an zwei Tagen in einem Parcours unter Beweis stellen. Zu den verschiedenen Etappen gehören Aufgaben wie etwa möglichst automatisches Aufnehmen und Absetzen der Last oder ein Flug außerhalb der Sichtweite.
Die Flugaufgaben für die Offshore Drone Challenge 2024
Die Teilnehmer der Offshore Drone Challenge stellen ihre Technologien im Juni 2024 vor. Die Offshore Drone Challenge findet im Nationalen Erprobungszentrum für unbemannte Luftfahrtsysteme des DLR in Cochstedt statt.
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.
Nationales Erprobungszentrum des DLR in Cochstedt
In Cochstedt befindet sich das Nationale Erprobungszentrum für unbemannte Luftfahrtsysteme des DLR. Das Erprobungszentrum dient der Vernetzung und ermöglicht die Weiterentwicklung von Technologien für unbemannte Luftfahrtsysteme (UAS, Unmanned Aircraft System). Das Testgelände in Sachsen-Anhalt ist Start-ups bis hin zur etablierten Luftfahrtindustrie für Forschung und Erprobung zugänglich und nimmt für Start-ups und KMUs eine Inkubator- und Enablerfunktion ein. In Cochstedt können UAS-Technologien unter realen Bedingungen getestet werden, bevor sie den Weg in unseren Alltag finden.
