Axpo 그룹은 스위스 알프스에서 자율 드론을 활용하여 수력 발전소 모니터링을 어떻게 강화하고 있을까요?

악스포 그룹은 스위스 알프스 전역에 걸쳐 수많은 수력 발전 시설을 관리하고 있으며, 기존의 점검 방식으로는 위험한 산악 지형에 인력을 도보로 투입해야 하는 험준한 환경에서 운영하고 있습니다. 이 회사는 스위스 재생 에너지 인프라의 핵심 축으로서, 스위스 전력의 60% 이상을 수력 발전으로 생산하고 있습니다.

NextGen '25 세션 중 하나에서, 우리는 스위스 최대의 지속 가능한 에너지 생산 기업이자 100년이 넘는 발전소 운영 경험을 가진 Axpo Group의 프로젝트 매니저인 Klaus Liedtke와 디지털 혁신 연수생인 Anna를 만났습니다. 스위스 에너지 부문의 선구자인 Axpo는 스위스 최초의 수력 발전소를 건설했으며, 수력 발전 운영의 디지털화를 위한 Hydro 4.0 이니셔티브를 통해 혁신을 선도하고 있습니다.

자율 드론을 활용해 검사 방식을 혁신한 경험에 대해 그들이 어떻게 생각하는지 아래에서 확인해 보세요 👇

"기존에는 검사를 위해 사람들이 걸어서 험난한 환경에 들어가야 했습니다. 이는 시간이 많이 걸리고 위험하며 비효율적이었습니다." 말했다 Klaus Liedtke, Axpo Group 프로젝트 관리자.

스위스 산악 지역에서 수력 발전 시설을 운영하는 것은 몇 가지 중요한 과제를 안고 있습니다.

• 위험한 지형: 정기 점검을 위해서는 인원이 눈이 쌓이고 경사가 가파르며 외딴 산악 지역을 이동해야 하므로 상당한 안전 위험이 따릅니다.
• 자원 집약적인 이동: 외딴 수원지와 저수지는 주요 시설에서 차로 최대 30분 거리에 있으며, 추가로 도보 이동이 필요하여 점검에 매우 많은 시간이 소요됩니다.
• 기상 취약성: 폭설 및 눈사태 위험을 포함한 혹독한 고산 기후 조건으로 인해 겨울철 중요한 시기에 적시에 점검이 불가능할 수 있습니다.
• 데이터 일관성: 기존의 육안 검사는 표준화가 부족하고 시간이 지남에 따라 비교할 수 있는 지속적인 기록을 생성하지 않습니다.

드론 기술은 잠재적인 해결책을 제시했지만, Axpo의 모든 사업 운영에 이를 도입하는 것은 나름의 어려움이 있었습니다. "드론 비행은 쉬워 보이지만, 보건 및 안전 프로토콜에 통합하려면 조종사 교육, 규정 준수, 허가 확보, 기술 혁신 평가 등이 필요합니다." 설명됨 리트케.

다양한 방안을 검토한 후, Axpo는 외딴 산악 지역에서 자율적으로 운용할 수 있는 드론 일체형 솔루션을 개발했습니다. 이 시스템은 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다.

• 스위스 그라우뷘덴의 저수지 옆에 설치된 DJI Dock 2 기지국
• 고해상도 카메라를 장착한 DJI Matrix 3DT 드론
• 임무 계획 및 실행을 위한 FlightHub 2 소프트웨어 플랫폼
• FLARM 항공교통관제시스템은 항공 안전을 위한 시스템입니다.
• 인근 스위스콤 안테나를 통한 모바일 데이터 연결

이 솔루션은 드론을 완전히 자동화하여 물 저장 시설을 검사하고, 적설량을 모니터링하며, 눈사태와 같은 비상 상황 발생 시 실시간 상황 인식을 제공하는 등의 작업을 수행할 수 있도록 지원합니다. 이 모든 작업은 인력이 해당 외딴 지역으로 직접 이동할 필요 없이 가능합니다.

자율 드론 시스템은 간소화된 운영 워크플로를 따릅니다.

• 임무 계획: 운영자는 특정 집수지, 적설량 측정 말뚝 또는 기타 기반 시설을 대상으로 하는 검사 경로를 원격으로 프로그래밍합니다.
• 자동 배치: 드론은 자동으로 도크에서 나와 비행 전 점검을 수행하고 현장 인력 없이 임무를 시작합니다.
• 안전 모니터링: 비행 중 시스템은 다음 사항을 모니터링합니다.
  • SafeSky 플랫폼과 FLARM 통합을 통한 항공 교통 정보 관리
  • 차량 탑재 센서를 통해 기상 조건을 파악했습니다.
  • 제어 링크 유지를 위한 모바일 데이터 연결
• 데이터 수집: 드론은 물 저장 시설 및 기타 중요 기반 시설의 고해상도 이미지를 여러 각도에서 수집합니다.
• 자율 복귀: 임무 완료 후 드론은 도크로 돌아와 충전하고 수집된 데이터를 전송합니다.
• 데이터 분석: 수력 발전소 운영자는 이미지를 분석하고, 중요한 발견 사항은 Axpo의 검사 관리 시스템에 입력합니다.

Axpo는 2024년 10월부터 체계적인 개념 증명(Proof of Concept)을 통해 구현에 접근했으며, 사용 편의성, 기술적 역량, 규제 준수 및 경제적 타당성이라는 네 가지 평가 기준에 중점을 두었습니다. 구현팀은 그라우뷘덴 지역의 주요 발전소에서 차로 약 30분 거리에 있는, 여러 개의 집수지가 있는 계곡이 내려다보이는 전략적 위치에 드론 도크를 설치했습니다. 규제 준수 절차에는 특정 운영 위험 평가를 수행하고 스위스 연방 민간 항공국의 허가를 받는 것이 포함되었습니다. 핵심 요구 사항 중 하나는 운영 지역 내 항공 교통 참여자의 50%를 모니터링하는 것이었으며, 이를 위해 해당 지역에서 운항하는 헬리콥터와 패러글라이더가 사용하는 SafeSky 플랫폼과 통합된 FLARM 기반 항공 교통 상황 인식 시스템을 구현했습니다. ‍

"수력 발전소에서 드론 패키지 솔루션을 직접 경험해 보고 싶었기 때문에 겨울 동안 발전소에 드론 도크를 직접 설치하기로 했습니다." 말했다 Axpo Group의 디지털 혁신 인턴인 Anna. "이번 겨울 동안 수력 발전소는 이 부두를 정상적으로 가동했습니다."

자율 드론 기술의 도입은 Axpo의 수력 발전 운영에 여러 가지 중요한 이점을 가져다주었습니다.

• 시간 효율성: 외딴 지역의 물 저장 시설을 정기적으로 점검하기 위해 필요했던 30분 운전과 위험한 하이킹을 없앴습니다.
• 안전성 향상: 원격 시각 평가를 가능하게 함으로써 혹독한 겨울 환경 및 눈사태 위험에 대한 인력 노출을 줄였습니다.
• 긴급 대응: 눈사태와 같은 위급 상황 발생 시 작업자의 안전을 위협하지 않고 거의 즉각적인 상황 인식을 제공했습니다.
• 데이터 품질 향상: 인프라 상태에 대한 일관되고 고품질의 시각적 기록을 구축하여 추세 분석 및 예측 유지보수를 개선했습니다.

"가장 큰 이점은 시간 소모가 많고 지루한 이동 거리를 줄일 수 있다는 것입니다." 유명한 안나. "이는 비상시 중요한 시간을 절약하는 것과 밀접한 관련이 있습니다. 만약 눈사태가 발생했는데 부두가 덮여 있지 않다면, 거의 즉각적으로 상황을 파악할 수 있습니다."

2025년 3월 개념 증명이 거의 완료됨에 따라, Axpo는 드론 패키지를 자사의 수력 발전 인프라 전반에 걸쳐 더욱 광범위하게 배포하기 위한 다음 단계를 결정하기 위해 평가를 마무리하고 있습니다. 팀은 사용자 편의성과 데이터 보안 기능이 향상된 대체 소프트웨어 플랫폼을 검토하고 있습니다. 향후 확장 계획은 다음과 같습니다.

• 규제 및 운영 요건이 서로 다른 Axpo의 원자력 발전소에서 드론 박스 구현 사례를 평가합니다.
• Axpo의 전력망 인프라 사업부 내 애플리케이션 테스트
• 부두의 겨울철 운영을 위한 해결책을 개발합니다. 여기에는 난방 매트 또는 눈 유입을 방지하는 금속 차단막 등이 포함됩니다.
• 산악 지형에서의 규정 준수를 위한 귀가 기능 개선을 위해 소프트웨어 제공업체와 협력

"저희는 스위스 전역에서 모든 종류의 개념 증명에 열려 있습니다." 말했다 안나이는 Axpo가 자사 사업 전반에 걸쳐 드론 기술을 지속적으로 발전시키겠다는 의지를 강조하는 것입니다.

Axpo Group의 자율 드론 기술 도입은 디지털 혁신을 통해 기존 에너지 인프라를 현대화할 수 있는 방법을 보여줍니다. Axpo는 드론 패키지를 험준한 알프스 환경에 배치함으로써 운영 효율성을 개선하고 작업자 안전을 강화하며 핵심 인프라 모니터링에 대한 더욱 일관된 접근 방식을 구축했습니다.

‍"드론 또는 드론 패키지 솔루션에 대한 확실한 개념 증명을 구현하고 싶으시다면, 저희는 이제 이 분야에서 상당한 전문성을 갖추고 있습니다." 말했다 클라우스 리트케. "가장 중요한 모범 사례는 현장에 직접 가서 사람들이 기술을 실제로 어떻게 사용하는지 관찰하는 것입니다. 어떻게 사용해야 하는지 지시하지 마세요. 그들이 어떻게 사용하는지 보고 나서 개선점을 찾아보세요."