Schutz des Zulaufs eines Wasserkraftwerks vor der Gefahr von Steinschlag

Herausforderung

Die europäischen Staaten beschäftigen sich zunehmend mit der Erschließung lokaler erneuerbarer Energiequellen zur Versorgung von Haushalten und Industrie. Eine dieser Quellen ist die Wasserkraft - und ein Wasserkraftprojekt, das an der schweizerisch-österreichischen Grenze entsteht, könnte jährlich 414 Gigawattstunden Strom liefern.

Das Innkraftwerk umfasst den Bau einer Wehranlage und eines 22 km langen Tunnels, der das Wasser durch das Inntal bei St. Moritz leitet und dabei eine Turbine antreibt. Der Zulauf des Tunnels befindet sich jedoch unter einer 600 Meter hohen Felswand, die sich als instabil erwiesen hat. Ein Felssturz könnte den Zulauf des Tunnels blockieren und, was noch wichtiger ist, die Arbeiter, die den Tunnel während der Bauphase graben, einklemmen. Aus diesem Grund war es wichtig, dass vor Beginn der Arbeiten eine zuverlässige Überwachungslösung zur Verfügung stand.

Lösung

Das Schweizer Ingenieurdienstleistungsunternehmen Huggenberger wurde mit der Lieferung und Installation der Überwachungsgeräte beauftragt. Eine offensichtliche Herausforderung bestand darin, dass die Felswand für die Ingenieure von Huggenberger zu steil war, um sie zu erreichen. Daher benötigte Huggenberger eine Überwachungslösung, die so einfach war, dass Bergbaukletterer, die mit der Überwachungstechnik nicht vertraut sind, das System installieren konnten, und die über Jahre hinweg mit einem Minimum an Wartung funktionieren würde.

Das Unternehmen entschied sich für Worldsensing Piconode-Datenlogger, 1-Kanal-"Miniknoten", die alle zwei Minuten Messwerte erfassen, und montierte sie mit Wegaufnehmern vor, bevor es sie den Kletterteams zur Installation übergab. Bei der Installation jeder Baugruppe konnten die Techniker von Huggenberger über ein Worldsensing-Gateway in der Nähe des Tunneleingangs überprüfen, ob sie korrekt funktionierte. Nach der Installation wurde die Häufigkeit der Ablesungen reduziert, damit die Geräte noch länger ohne Wartung auskommen.

Das gesamte Überwachungsnetzwerk und die Geräte werden durch CMT Edge überwacht und verwaltet, einem lokalen Netzwerkmanagement-Tool, das den Status und den Zustand aller Geräte im Worldsensing-Netzwerk anzeigt und wiederum über eine API mit dem Huggenberger-Monitor-Analysesystem verbunden ist.

Vorteile

Das Projektteam installierte 43 Sensoren in der gesamten Felswand, und gegen Ende der Installation konnten die Techniker von Huggenberger den Fortschritt verfolgen, ohne selbst vor Ort zu sein - sie brauchten nur Zugang zum Gateway und eine Telefonverbindung zum Kletterer. Die Piconodes, die durch eine Edelstahlabdeckung und eine von Huggenberger gelieferte Montagevorrichtung geschützt sind, sind klein und robust, so dass sie von den Kletterern leicht getragen werden können und mit einem einzigen Batteriesatz viele Jahre lang der rauen Felsumgebung standhalten können.

Noch wichtiger ist, dass die Knoten ein LPWAN (Low Power Wide Area Network) und eine LoRA (Long Range) Funkübertragung nutzen, was bedeutet, dass sie nicht über Kabel mit dem Gateway verbunden werden müssen. Dies war ein entscheidender Vorteil, denn die Verlegung von Kabeln in der gesamten Felswand wäre unerschwinglich teuer und nahezu unmöglich gewesen. Die Daten aus dem Sensornetz werden über eine Programmierschnittstelle direkt in die Analysesysteme von Huggenberger integriert. Seit der Installation im Jahr 2000 arbeiten die Piconodes einwandfrei und tragen dazu bei, den Betrieb am Fuße der Klippe zu sichern.