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Fehlersuche aus der Luft – Drohneneinsatz bei Avacon

Stromleitungen unterliegen einer ständigen Belastung durch Witterung und andere äußere Einflüsse. Eine regelmäßige Inspektion ist daher unumgänglich. Allerdings kann im Schadensfall mit herkömmlichen Methoden viel Zeit bei der Ursachenfindung verlorengehen. Mit einer neuen Multicopter-Generation lassen sich viele Schäden, zum Beispiel nach Blitzeinschlägen oder Stromausfällen, recht unkompliziert von oben ermitteln: Effizient, ohne Gefahr für das Personal und ohne Abschaltung der Trassen.

Der Stempel auf dem bestandenen „Drohnenführerschein“ ist noch nicht getrocknet, da stehen Christian Pohl, Roman Müller und Michel Cordes auch schon auf einem Feld bei Salzgitter.

Roman Müller und Michel Cordes, beide neu als Freileitungsmonteure bei DWL-N eingesetzt, richten ihre Blicke wechselweise auf den Copter und die nahe Freileitung. Sie haben heute eine echte Premiere: Sie starten den ersten Avacon-Copter, der zukünftig die Kontrolle von Hochspannungsfreileitungen übernehmen soll.

Mit einem leisen Surren schwebt das Fluggerät zum Mast, geht dann hoch und fertigt Fotoaufnahmen an. Der Start ist damit geglückt! Christian Pohl vom Team Prozesssteuerung (DGP) hat die Drohne beschafft und ist zufrieden mit deren Handhabung:

„Ich bin überzeugt, dass wir mit zunehmender Routine auch mehr Sicherheit bekommen. Den Kenntnisnachweis haben wir erst letzte Woche bei der DEKRA Aviation in Heilbronn gemacht. Die Geräte wiegen über zwei Kilo, dieses Exemplar knapp fünf, und seit kurzem ist für ihre Bedienung ein Führerschein nötig.“

Für die Flugvorbereitungen sind Checklisten ein gutes Hilfsmittel. Denn bevor die Drohne abheben kann, müssen beispielsweise Abstände zu Flughäfen und militärischen Gebieten auf speziellen Luftraumkarten kontrolliert werden. Auch bei angrenzenden Naturschutzgebieten ist Vorsicht geboten. Sie dürfen nicht überflogen werden. Darüber hinaus muss die vorgeschriebene Entfernung zu Wohngebieten, Bundesfern- und Wasserstraßen eingehalten werden. Weitere wichtige Punkte auf der Checkliste sind der Ladestatus der Akkus, das Überprüfen der Funkverbindung  und die Witterungsbedingungen.

Copter im Feldversuch

Der Copter wurde von Avacon für Leitungskontrollen angeschafft und wird zunächst in einem Feldversuch getestet, ob er die gesteckten Ziele auch erreichen kann. Verläuft die Pilotphase erfolgreich, ist der Einsatz von weiteren Geräten als Standardhilfsmittel für Leitungskontrollen nicht ausgeschlossen. Dafür wird im nächsten Jahr ein Innovationsprojekt im Bereich Netztechnik gestartet.

Doch nicht nur Stromleitungen soll der Copter zukünftig inspizieren, auch Gebäude von Gasdruckregelanlagen und Gasbrückenleitungen stehen auf dem Programm.

„Außerdem lassen sich auch Luftaufnahmen erstellen, die als Planungsgrundlage für Umspannwerkserneuerungen dienen sollen.“

Christian Pohl, Team Prozesssteuerung (DGP)

Das kleine Wunder der Technik, eine Matrice 200 von dem Hersteller DJI, garantiert eine präzise und zuverlässige Inspektion der Leitungen. Selbst Windgeschwindigkeiten bis zu 12 Meter pro Sekunde und leichten Regen hält das Gerät aus. Außerdem kann es allein bis zu sieben Kilometer weit fliegen, hält 38 Minuten mit einem Akkusatz durch und weicht selbstständig Hindernissen aus.

„Selbst da, wo Menschen an ihre Grenzen kommen, bei Temperaturen zwischen -20 und 45 Grad Celsius, beweist der Copter noch seine Leistungsfähigkeit und arbeitet millimetergenau.“

Christian Pohl, Team Prozesssteuerung (DGP)

Höhenflug in Kommunen

Drohnen werden zunehmend in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt. Auch für Kommunen bergen sie ein großes Potenzial.

„Alpha One“ – der erste Prototyp des Projekts „Vahana“ – ist abgehoben. Die unbemannte Flugdrohne von Airbus startete Ende Januar 2018 auf einem Testgelände im amerikanischen Bundesstaat Oregon. Bald sollen Passagiere zusteigen. Kein Stau mehr, weil sich der Verkehr über unseren Köpfen bewegt? Das klingt nach Science Fiction, aber Airbus kündigt an, das Projekt „Vahana“ sei schon im Jahr 2020 reif für die Serienproduktion. Sicherlich wird es trotzdem noch eine ganze Weile dauern, bis unbemannte Flugdrohnen – Unmanned Aircraft Vehicles (UAV) – tatsächlich unsere Straßen entlasten, aber interessante Einsatzgebiete für Kommunen bieten sie schon jetzt.

Vermessung und Kontrolle der Region

Flugdrohnen können zu verhältnismäßig geringen Kosten große Distanzen überfliegen. Dabei liefern sie, abhängig von der jeweiligen Ausstattung, sehr unterschiedliche Informationen. Moderne Geräte übertragen dabei ihre Daten in Echtzeit an Smartphones oder Tablets, sodass sie direkt im Feld von den Teams am Boden ausgewertet werden können. All das macht sie attraktiv für Kommunen. Spezialisierte Firmen bieten bereits an, Gemeinden bei der Vermessung und Kartierung zu unterstützen, oder sie erfassen mit entsprechenden Kameras an Bord Gelände oder Gebäude in dreidimensionaler Qualität. Diese 3D-Bilder sind eine gute Planungsgrundlage und können gleichzeitig dazu dabei helfen, ein Projekt im Detail vorzustellen. Später lässt sich der Fortschritt eines Bauvorhabens unkompliziert dokumentieren. Ideal sind Flugdrohnen zudem, um gegebenenfalls Schäden an schwer erreichbaren Bauten zu inspizieren, etwa an Schornsteinen oder Kirchtürmen.

Eine weitere Möglichkeit wäre es, mit einer Wärmekamera schlecht gedämmte Gebäudeteile aufzuspüren. Die Stadt Bocholt in Nordrhein-Westfalen hat es mit einer Cessna vorgemacht, Flugdrohnen könnten die gleichen Ergebnisse zu geringeren Kosten liefern. Einen Schritt weiter sind die Schweizer und Italiener. Sie lassen Flugdrohnen gezielt fliegen, um illegal errichtete Bauten aufzudecken.

Flüge für den Tourismus

Neue Möglichkeiten bieten die unbemannten Flugobjekte auch den Marketing-Abteilungen der Städte und Gemeinden. Aktuelle Luftbilder zeigen die Attraktionen einer Region und bieten Hinweise zur Orientierung. Mit einer Videokamera an Bord könnten Drohnen sogar Wanderwege, Lehrpfade oder einen Rundgang durch die Altstadt abfliegen. Denn Videos stellen Attraktionen oftmals noch besser heraus als einfache Fotos. Im rheinland-pfälzischen Koblenz arbeitet das Städtische Bäderamt aus einem ganz anderen Grund mit einer Modellfluggruppe zusammen: Die Mitarbeiter haben die Hobbypiloten beauftragt, mit Flugdrohnen Gänse von einem Freibadgelände zu vertreiben, die dort die Liegewiesen verunreinigen.

Rettung aus der Luft

In naher Zukunft werden Flugdrohnen zudem vermutlich zur Standard-Ausrüstung der Feuerwehren gehören, die sich zunehmend mit entsprechenden Geräten ausstatten. Denn Drohnen können an Orte fliegen, die für Menschen zu gefährlich wären. Auf diese Weise können sie beispielsweise die Ausmaße eines Brandherdes erfassen. Mit entsprechenden Sensoren sind sie außerdem in der Lage, Schadstoffe zu identifizieren, oder Drohnen mit Wärmebildkameras unterstützen die Einsatzkräfte bei der Suche nach vermissten Personen.

Gesetz und Technik in Kürze

So vielfältig die Möglichkeiten auch sind, in vielen Fällen benötigen Kommunen eine Genehmigung der zuständigen Landesluftfahrtbehörden. Das gilt unter anderem für:

  • Nachteinsätze
  • Flüge in einer Höhe von über 100 Metern
  • Flugrouten außerhalb der Sichtweite des Piloten
  • alle Drohnen, die mehr als fünf Kilo wiegen
  • Überflug von sensiblen Bereichen wie Einsatzorten von Polizei und Rettungskräften, Krankenhäuser, Menschenansammlungen, Haftanstalten, Industrieanlagen, Naturschutzgebiete sowie in Kontrollzonen von Flugplätzen

Außerdem braucht der Pilot einen Drohnenführerschein, wenn das Gerät mehr als zwei Kilo wiegt. Schulungen bieten zum Beispiel die Luftsportvereine an. Für eine gewerbliche Nutzung ist aber keine grundsätzliche Erlaubnis erforderlich. Das hat sich mit der Verordnung geändert, die das Bundesverkehrsministerium 2017 herausgebracht hat.

Kommunen, die Drohnen einsetzen möchten, können Sub-Unternehmen beauftragen oder eigene Geräte anschaffen:

  • Drei Systeme sind auf dem Markt: Drohnen mit Propeller über dem Motor (Multirotoren), Flächenflugzeugsysteme mit Antrieb an den Tragflächen und Hybrid-Systeme mit mehreren Flügeln, wobei jeder einzelne mit einem dreh- und kippbaren Antrieb bestückt ist. Tragflächen-Drohnen verbrauchen wenig Energie und können große Flächen erfassen. Multirotoren-Systeme sind hingegen flexibler und können über einem Punkt steigen und sinken. Sie eignen sich beispielsweise für 3D-Aufnahmen.
  • Während es Drohnen für den Hobbybedarf schon ab etwa 100 Euro gibt, kostet eine professionelle Drohne, die eine hochaufgelöste Kamera (4K) transportiert, ab etwa 2.000 Euro. Die Preise sind nach oben offen, da immer komplexere Ausstattungen angeboten werden. Bei gewerblichen Geräten, die schwere Lasten transportieren können, werden leicht Preise von 200.000 Euro erreicht.

Drohnen im Einsatz für Kommunen

 Whitepaper „Drohneneinsatz für kommunale Aufgaben – Grundlagen, Datenformate und Anwendungsbereiche“ der svGeosolutions GmbH