Schnelleinstieg: Bergbau und Offshore

Unterwasserenergiekabel, so genannte power cable, zählen zu den risikobehaftetsten Komponenten in Offshore-Windparks. Schäden an den schwer zugänglichen Kabelsystemen belasten die Haushalts- und Betriebskosten der Windpark-Betreiber und Versicherer. So belegen Daten von Versicherern, dass in den vergangenen Jahren 70 bis 80 Prozent aller Auszahlungen für Offshore-Windprojekte für Schäden an Kabelsystemen aufgewendet wurden.  

SHM: Transformation von einer schadensbasierten zu einer zustandsorientierten Instandhaltung

Die dauerhafte Zustandsüberwachung von Unterwasserenergiekabeln – auch als Structural Health Monitoring (SHM) bekannt – bietet die Möglichkeit, die notwendige Instandhaltung und Wartung von Offshore-Windanlagen von einer schadensbasierten zu einer zustandsorientierten Instandhaltung zu transformieren: Defekte werden sofort erkannt und sicherheitsrelevante Maßnahmen können schneller eingeleitet werden. Das verkürzt Ausfallzeiten, weil auf eine langwierige Fehlersuche verzichtet werden kann. So werden Betriebskosten gesenkt und die Lebensdauer von Anlagen durch Schadenseingrenzung und optimierte Wartungsintervalle nachhaltig verlängert.

Monitoring auf Basis geführter Ultraschallwellen (guided waves)

Für die dauerhafte Überwachung von Unterwasserenergiekabeln, entwickelt das Fraunhofer IKTS sein Ultraschallverfahren weiter, das niederfrequente Ultraschallwellen, so genannte geführte Wellen (guided waves), aussendet, um die Defekte in dynamischen Energiekabeln frühzeitig zu erkennen.

Sensorring überwacht kontinuierlich Stromkabel per Fernwartung trotz harscher Umgebung

Beim Power Cable Monitoring werden Sensoren ringförmig um die Kabelummantelung angeordnet. Der Sensorring wird fest installiert und verbleibt am Kabelkanal, so dass der Zustand der schwer zugänglichen Stromkabel per Fernwartung kontinuierlich überwacht werden kann.

Der Sensorring enthält alle notwendigen elektronischen Komponenten für die Durchführung der Messungen. Elektronik und Sensoren sind durch verschiedene Barriereschichten geschützt, die den Eintritt von Meerwasser dauerhaft verhindern. Die Datenauswertung erfolgt bildgebend durch eine Fresnelzonen-Migration. Die Daten werden in einer Cloud gespeichert. In Verbindung mit KI-Algorithmen und physikalischen Modellen wird ein digitaler Zwilling aufgebaut. Damit lassen sich die Auswirkungen des Betriebs auf die Komponenten und das System bewerten und über ein Handgerät oder eine Augmented-Reality-Umgebung darstellen.

• Aufdruckbare Sensoren für Stahlkomponenten
• Zustandsüberwachung von Offshore-Gründungsstrukturen
• Permanentberwachung von Pipelines
• Korrosionsüberwachung von Lagertanks

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