كيف تُحسّن مجموعة Axpo مراقبة محطات الطاقة الكهرومائية باستخدام الطائرات المسيّرة ذاتية القيادة في جبال الألب السويسرية

تدير مجموعة أكسوبو العديد من محطات الطاقة الكهرومائية في جبال الألب السويسرية، حيث تعمل في تضاريس جبلية وعرة تتطلب أساليب التفتيش التقليدية إرسال فرق عمل سيراً على الأقدام إلى بيئات خطرة. وتُعدّ الشركة ركيزة أساسية للبنية التحتية للطاقة المتجددة في سويسرا، إذ تُنتج أكثر من 60% من كهربائها من مصادر الطاقة الكهرومائية.

خلال إحدى جلسات مؤتمر NextGen '25، تحدثنا مع كلاوس ليدتك، مدير المشروع، وآنا، المتدربة في مجال الابتكار الرقمي في مجموعة Axpo، أكبر منتج للطاقة المستدامة في سويسرا، والتي تتمتع بخبرة تزيد عن قرن في تشغيل محطات توليد الطاقة. وبصفتها رائدة في قطاع الطاقة السويسري، أنشأت Axpo أول محطة للطاقة الكهرومائية في البلاد، وتواصل ريادتها في مجال الابتكار من خلال مبادرة Hydro 4.0 لرقمنة عمليات الطاقة الكهرومائية.

إليكم ما قالوه عن تحويل عمليات التفتيش الخاصة بهم باستخدام الطائرات بدون طيار ذاتية القيادة 👇

"تقليدياً، كانت عمليات التفتيش لدينا تتضمن إرسال أشخاص سيراً على الأقدام إلى بيئات قاسية. كان هذا الأمر يستغرق وقتاً طويلاً، ومحفوفاً بالمخاطر، وغير فعال." قال كلاوس ليدتكي، مدير المشروع في مجموعة Axpo.

يمثل تشغيل محطات الطاقة الكهرومائية في جبال سويسرا العديد من التحديات الكبيرة:

• التضاريس الخطرة: تتطلب عمليات التفتيش المنتظمة من الموظفين التنقل في المناطق الجبلية الثلجية والوعرة والنائية، مما يخلق مخاطر كبيرة على السلامة.
• السفر الذي يتطلب موارد كثيرة: تقع مستجمعات المياه والخزانات النائية على بعد يصل إلى نصف ساعة بالسيارة من المرافق الرئيسية، مع الحاجة إلى المشي لمسافات إضافية، مما يجعل عمليات التفتيش تستغرق وقتاً طويلاً للغاية.
• قابلية التأثر بالطقس: يمكن أن تمنع الظروف القاسية في جبال الألب، بما في ذلك تساقط الثلوج الكثيف وخطر الانهيارات الثلجية، إجراء عمليات التفتيش في الوقت المناسب خلال أشهر الشتاء الحرجة.
• اتساق البيانات: تفتقر عمليات الفحص البصري التقليدية إلى التوحيد القياسي ولا تُنشئ سجلات دائمة للمقارنة بمرور الوقت.

في حين أن تكنولوجيا الطائرات بدون طيار قدمت حلولاً محتملة، إلا أن تطبيقها في جميع عمليات شركة Axpo طرح عقبات خاصة به. "يبدو تشغيل الطائرات بدون طيار سهلاً، ولكن عند دمجه في بروتوكولات الصحة والسلامة، يجب التأكد من تدريب الطيارين، والالتزام باللوائح، والحصول على التصاريح، وتقييم الابتكارات التقنية." شرح ليدتك.

بعد تقييم خيارات متعددة، قامت شركة Axpo بتطبيق حلٍّ متكامل للطائرات المسيّرة، قادر على العمل بشكل مستقل في المناطق الجبلية النائية. يتضمن النظام ما يلي:

• محطة قاعدة DJI Dock 2 موضوعة بجوار خزان مياه في غراوبوندن، سويسرا
• طائرة بدون طيار من طراز DJI Matrix 3DT مزودة بكاميرات عالية الدقة
• منصة برمجية FlightHub 2 لتخطيط وتنفيذ المهام
• نظام FLARM للتوعية بحركة الطيران من أجل سلامة الطيران
• اتصال بيانات الهاتف المحمول عبر هوائي سويسكوم القريب

يتيح هذا الحل إمكانية تنفيذ مهام الطائرات بدون طيار المؤتمتة بالكامل لفحص مستجمعات المياه، ومراقبة مستويات الثلوج، وتوفير الوعي الظرفي في الوقت الفعلي أثناء حالات الطوارئ مثل الانهيارات الثلجية - كل ذلك دون الحاجة إلى سفر الأفراد إلى هذه المواقع النائية.

يتبع نظام الطائرات بدون طيار ذاتية القيادة سير عمل تشغيلي مبسط:

• تخطيط المهمة: يقوم المشغلون ببرمجة مسارات التفتيش عن بعد والتي تستهدف مستجمعات المياه المحددة، أو علامات الثلج، أو غيرها من البنية التحتية.
• النشر الآلي: تخرج الطائرة بدون طيار تلقائيًا من رصيفها، وتجري فحوصات ما قبل الطيران، وتبدأ مهمتها دون الحاجة إلى وجود أفراد في الموقع.
• مراقبة السلامة: يقوم النظام بمراقبة ما يلي طوال الرحلة:
  • تكامل نظام FLARM مع منصة SafeSky لتتبع حركة الطيران.
  • أحوال الطقس من خلال أجهزة الاستشعار الموجودة على متن المركبة
  • اتصال بيانات الهاتف المحمول للحفاظ على رابط التحكم
• جمع البيانات: تقوم الطائرة بدون طيار بجمع صور عالية الدقة من زوايا متعددة لأحواض المياه وغيرها من البنية التحتية الحيوية.
• العودة الذاتية: عند اكتمال المهمة، تعود الطائرة بدون طيار إلى الرصيف، حيث تعيد شحن نفسها وترسل البيانات التي تم جمعها.
• تحليل البيانات: يتم تحليل الصور بواسطة مشغلي محطات الطاقة الكهرومائية، ويتم إدخال النتائج الهامة في نظام إدارة التفتيش الخاص بشركة Axpo.

اتبعت شركة Axpo نهجًا عمليًا في التنفيذ، بدءًا من أكتوبر 2024، من خلال دراسة جدوى منظمة، مع التركيز على أربعة معايير تقييم: سهولة الاستخدام، والقدرات التقنية، والامتثال للوائح، والجدوى الاقتصادية. قام فريق التنفيذ بتركيب منصة الطائرات المسيّرة في موقع استراتيجي يُطل على وادٍ ذي مستجمعات مائية متعددة في منطقة غراوبوندن، على بُعد حوالي نصف ساعة بالسيارة من محطة توليد الطاقة الرئيسية. تطلّبت الإجراءات التنظيمية إعداد تقييم مُحدد لمخاطر العمليات والحصول على تصاريح من المكتب الاتحادي السويسري للطيران المدني. كان من أهم المتطلبات مراقبة 50% من المشاركين في الحركة الجوية في منطقة العمليات، مما أدى إلى تطبيق نظام مراقبة الحركة الجوية القائم على نظام FLARM، والمتكامل مع منصة SafeSky التي تستخدمها طائرات الهليكوبتر والطائرات الشراعية العاملة في المنطقة. ‍

"أردنا اكتساب خبرة عملية في حلول الطائرات بدون طيار الجاهزة للاستخدام في محطات الطاقة الكهرومائية، لذلك قررنا تركيب رصيف مباشرة في محطة توليد الطاقة طوال فصل الشتاء." قال آنا، متدربة في مجال الابتكار الرقمي في مجموعة أكسبو. "خلال فصل الشتاء هذا، قامت محطة توليد الطاقة الكهرومائية بتشغيل هذا الرصيف بشكل كامل ومنتظم."

لقد حقق تطبيق تكنولوجيا الطائرات بدون طيار ذاتية القيادة العديد من الفوائد الهامة لعمليات الطاقة الكهرومائية لشركة Axpo:

• الكفاءة الزمنية: تم التخلص من أوقات القيادة التي تستغرق نصف ساعة والمشي لمسافات طويلة الخطرة المطلوبة لإجراء عمليات التفتيش الروتينية لأحواض المياه النائية.
• تعزيز السلامة: تقليل تعرض الأفراد لظروف الشتاء القاسية ومخاطر الانهيارات الثلجية من خلال تمكين التقييمات البصرية عن بعد.
• الاستجابة للطوارئ: توفير وعي فوري تقريباً بالوضع أثناء الأحداث الحرجة مثل الانهيارات الثلجية دون تعريض سلامة العمال للخطر.
• تحسين جودة البيانات: تم إنشاء سجلات مرئية متسقة وعالية الجودة لحالة البنية التحتية، مما يتيح تحليلًا أفضل للاتجاهات والصيانة التنبؤية.

"تكمن الفائدة الأكبر في توفير مسافات السفر التي تستغرق وقتاً طويلاً وتكون مملة." ذُكر آنا. "هذا يتوافق مع توفير الوقت المهم في حالة الطوارئ. فإذا حدث انهيار جليدي ولم يكن الرصيف مغطى، يمكننا الحصول على معلومات أولية فورية تقريبًا عن الوضع."

مع اقتراب اكتمال إثبات المفهوم في مارس 2025، تُنهي شركة Axpo تقييمها لتحديد الخطوات التالية لنشر حلول الطائرات المسيّرة الجاهزة للاستخدام على نطاق أوسع في بنيتها التحتية للطاقة الكهرومائية. ويبحث الفريق حاليًا في منصات برمجية بديلة تتميز بسهولة الاستخدام وميزات أمان البيانات. وتشمل خطط التوسع المستقبلية ما يلي:

• تقييم تطبيقات الطائرات بدون طيار الجاهزة للاستخدام في محطات الطاقة النووية التابعة لشركة Axpo، والتي تخضع لمتطلبات تنظيمية وتشغيلية مختلفة.
• اختبار التطبيقات ضمن قسم البنية التحتية للشبكة في شركة Axpo
• تطوير حلول لتشغيل الرصيف خلال فصل الشتاء، بما في ذلك استخدام حصائر التدفئة أو الحواجز المعدنية لمنع دخول الثلوج.
• العمل مع مزودي البرامج لتحسين وظائف العودة إلى المنزل لضمان الامتثال للوائح في المناطق الجبلية

"نحن منفتحون على أي نوع من إثباتات المفاهيم في جميع أنحاء سويسرا". قال آنامما يسلط الضوء على التزام شركة Axpo بمواصلة تطوير تكنولوجيا الطائرات بدون طيار في جميع عملياتها.

يُجسّد تطبيق مجموعة Axpo لتقنية الطائرات المسيّرة ذاتية القيادة كيف يُمكن تحديث البنية التحتية التقليدية للطاقة من خلال الابتكار الرقمي. فمن خلال نشر حلول الطائرات المسيّرة الجاهزة للاستخدام في بيئات جبال الألب الصعبة، حسّنت Axpo الكفاءة التشغيلية، وعزّزت سلامة العاملين، وابتكرت نهجًا أكثر اتساقًا لمراقبة البنية التحتية الحيوية.

‍"إذا كنت ترغب في تطبيق نموذج عملي قوي لحلول الطائرات بدون طيار أو حلول الطائرات بدون طيار الجاهزة، فلدينا الآن خبرة كبيرة في هذا المجال." قال كلاوس ليدتك. "أفضل الممارسات الرئيسية هي الذهاب إلى الموقع ومراقبة كيفية استخدام الناس للتكنولوجيا فعليًا - لا تخبرهم كيف يجب عليهم استخدامها. انظر كيف يستخدمونها، ثم يمكنك استكشاف التحسينات."