アクスポ・グループがスイスアルプスの水力発電所監視を自律型ドローンで強化する方法

アクスポ・グループは、スイスアルプス全域に多数の水力発電施設を運営しており、従来の点検方法では危険な環境に作業員を徒歩で送り込む必要があったような、険しい山岳地帯で操業しています。同社はスイスの再生可能エネルギーインフラの重要な柱であり、スイスの電力の60%以上を水力発電で賄っています。

NextGen '25のセッションの一つで、スイス最大の持続可能なエネルギー生産企業であり、1世紀以上にわたり発電所を運営してきたAxpoグループのプロジェクトマネージャーであるクラウス・リートケ氏と、デジタルイノベーション研修生のアナ氏にお話を伺いました。スイスのエネルギー分野のパイオニアとして、Axpoは国内初の水力発電所を設立し、水力発電所の運営をデジタル化する「Hydro 4.0」イニシアチブでイノベーションをリードし続けています。

自律型ドローンによる検査業務の変革について、彼らは次のように語っています👇

「従来、私たちの検査は、過酷な環境下へ人が徒歩で出向くという方法で行われていました。これは時間がかかり、危険で、非効率的でした。」 言った Klaus Liedtke 氏、Axpo Group プロジェクトマネージャー。

スイスの山岳地帯で水力発電施設を運営するには、いくつかの重大な課題がある。

• 危険な地形：定期点検では、職員が雪に覆われた急峻な人里離れた山岳地帯を移動する必要があり、重大な安全上のリスクが生じる。
• 資源集約型の移動：遠隔地の水源地や貯水池は主要施設から車で最大30分かかる場所にあり、さらに徒歩での移動が必要となるため、点検には非常に時間がかかります。
• 天候による脆弱性：大雪や雪崩の危険性など、厳しい高山気候は、冬の重要な時期にタイムリーな点検を妨げる可能性があります。
• データの一貫性：従来の目視検査は標準化されておらず、時間の経過に伴う比較のための永続的な記録を作成しません。

ドローン技術は潜在的な解決策を提供したが、それをAxpoの事業全体に導入するには、それなりの障害があった。 「ドローンの操縦は簡単そうに見えるが、健康と安全に関するプロトコルに組み込むとなると、操縦者の訓練、規制の遵守、許可の取得、技術革新の評価などを確実に行う必要がある。」 説明しました リートケ。

様々な選択肢を検討した結果、Axpoは遠隔地の山岳地帯でも自律的に運用できるドローン・イン・ア・ボックス・ソリューションを導入しました。このシステムには以下のものが含まれます。

• スイスのグラウビュンデン州にある貯水池の隣に設置されたDJI Dock 2基地局
• 高解像度カメラを搭載したDJI Matrix 3DTドローン
• FlightHub 2は、ミッション計画と実行のためのソフトウェアプラットフォームです。
• FLARM航空交通安全認識システム
• 近隣のスイスコムアンテナを介したモバイルデータ接続

このソリューションにより、ドローンによる完全自動化されたミッションが可能になり、集水域の点検、積雪量の監視、雪崩などの緊急事態発生時のリアルタイムの状況把握などを行うことができ、これらの遠隔地に人員を派遣する必要がなくなります。

自律型ドローンシステムは、合理化された運用ワークフローに従います。

• ミッション計画：オペレーターは、特定の集水域、積雪杭、またはその他のインフラを対象とした点検ルートを遠隔でプログラムします。
• 自動展開：ドローンは自動的にドックから飛び立ち、飛行前点検を行い、現場の人員を必要とせずに任務を開始します。
• 安全監視：飛行中、システムは以下の項目を監視します。
  • FLARMとSafeSkyプラットフォームの統合による航空交通管制
  • 機内センサーによる気象状況
  • 制御リンクを維持するためのモバイルデータ接続
• データ収集：ドローンは、集水域やその他の重要なインフラ施設を複数の角度から高解像度画像として収集します。
• 自律帰還：任務完了後、ドローンはドックに戻り、そこで充電を行い、収集したデータを送信します。
• データ分析：水力発電所のオペレーターが画像を分析し、重要な所見はAxpoの検査管理システムに入力されます。

Axpoは、2024年10月から構造化された概念実証を通じて実装に取り​​組み、使いやすさ、技術的能力、規制遵守、経済的実現可能性という4つの評価基準に焦点を当てました。実装チームは、主要発電所から車で約30分のグラウビュンデン地方の複数の集水域がある谷を見下ろす戦略的な場所にドローンドックを設置しました。規制プロセスでは、特定の運用リスク評価を作成し、スイス連邦民間航空局から許可を取得する必要がありました。重要な要件は、運用エリア内の航空交通参加者の50%を監視することであり、その結果、同地域で運用されているヘリコプターやパラグライダーが使用するSafeSkyプラットフォームと統合されたFLARMベースの航空交通認識システムの実装につながりました。 ‍

「水力発電所でドローン・イン・ア・ボックス・ソリューションの実践的な経験を積みたかったので、冬の間、発電所に直接ドックを設置することにしました。」 言った アンナ、アクスポグループのデジタルイノベーション研修生。 「この冬の間、水力発電所はこの桟橋を通常通りフル稼働させた。」

自律型ドローン技術の導入は、Axpo社の水力発電事業にいくつかの重要なメリットをもたらしました。

• 時間効率の向上：遠隔地の集水域の定期点検に必要だった30分間の移動時間と危険なハイキングが不要になった。
• 安全性の向上：遠隔での視覚的な状況把握を可能にすることで、作業員が厳しい冬の気候条件や雪崩のリスクにさらされるリスクを軽減します。
• 緊急対応：雪崩などの重大な事態発生時に、作業員の安全を危険にさらすことなく、ほぼ瞬時に状況認識を提供した。
• データ品質の向上：インフラの状態に関する一貫性のある高品質な視覚記録を確立し、より優れた傾向分析と予測保守を可能にした。

「最大のメリットは、時間のかかる面倒な移動距離を節約できることです。」 了解しました アンナ。 「これは、緊急事態発生時に貴重な時間を節約することにもつながります。雪崩が発生し、桟橋が覆われていない場合でも、状況をほぼ瞬時に把握することができます。」

2025年3月に概念実証が完了間近となる中、Axpoはドローン・イン・ア・ボックス・ソリューションを水力発電インフラ全体に広く展開するための次のステップを決定するべく、評価を最終段階に入れています。チームは、使いやすさとデータセキュリティ機能を強化した代替ソフトウェアプラットフォームを検討しています。今後の拡張計画には以下が含まれます。

• 規制や運用上の要件が異なるアクスポ社の原子力発電所におけるドローン・イン・ア・ボックスの導入状況を評価する。
• Axpoのグリッドインフラストラクチャ部門におけるアプリケーションのテスト
• 冬季の埠頭運営のための解決策の開発。これには、雪の侵入を防ぐための暖房マットや金属製の柵などが含まれる。
• 山岳地帯における規制遵守のための帰還機能を改善するため、ソフトウェアプロバイダーと協力する。

「スイス全土におけるあらゆる種類の概念実証を歓迎します。」 言った アンナこれは、Axpoが事業全体でドローン技術の発展を継続的に推進していくという決意を示すものです。

Axpo Groupによる自律型ドローン技術の導入は、従来のエネルギーインフラをデジタルイノベーションによって近代化できることを示す好例です。Axpoは、過酷なアルプスの環境にドローンを組み込んだソリューションを展開することで、運用効率の向上、作業員の安全性の強化、そして重要インフラ監視へのより一貫性のあるアプローチを実現しました。

‍「ドローンやドローン・イン・ア・ボックス・ソリューションの確実な概念実証を実施したいのであれば、当社はこの分野で豊富な専門知識を有しています。」 言った クラウス・リートケ。 「最も重要なベストプラクティスは、現場に出向いて、人々が実際にどのようにテクノロジーを使用しているかを観察することです。使い方を指示するのではなく、彼らがどのように使っているかを見て、それから改善点を探っていくのです。」