– Alle vannkraftstasjoner er helt unike, og har hver sin personlighet

Hydro Energi bruker kunstig intelligens til prediktivt vedlikehold på vannkraftverkene sine.

De fleste forbinder nok Hydro med aluminiumsproduksjon, men konsernet er også Norges tredje største vannkraftprodusent. Hydro Energi har 109 ansatte som jobber med vannkraft, og hvert år produserer de 10TWh med strøm fra 20 vannkraftstasjoner. Det er omtrent like mye strøm som hovedstaden Oslo bruker på et år.

Sommerens høye strømpriser gir gode tider for de norske vannkraftverkene, men det er nok av utfordringer å ta tak i. Vannkraft er en del av energibransjen som har en veldig lang historie der løsningene gjerne er gamle, store og krevende. Samtidig jobbes det mye med effektivisering, og da gjerne i form av digitalisering.

enerWE tok en prat med Sverre Bjotveit fra Hydro og Stian Broen fra Broentech for å høre mer om dette digitaliseringsarbeidet.

– Ingen av våre kraftverk er bemannet i dag, forteller Sverre Bjotveit til enerWE.

Bjotveit er leder for digital transformasjon i Hydro Energi, og han forteller at kraftstasjonene ble avbemannet på 2000-tallet.

Da implementerte Hydro systemer som gjorde det mulig å fjernstyre kraftverkene, men det betyr ikke at effektiviseringspotensialet er brukt opp. Fortsatt er det mye arbeid som må gjøres manuelt av mennesker, og kraftstasjonene må derfor besøkes jevnlig for inspeksjoner og vedlikeholdsarbeid.

– De fleste kraftstasjonene blir inspisert ukentlig, sier Bjotveit.

Det kan til tider være både dyrt og krevende, spesielt om vinteren når veiene ikke er brøytet. Da må det ofte tys til snøscooter for å komme frem.

I forbindelse med avbemanningen ble det installert systemer for å automatisere driften, samt lagt tilrette for fjernstyring. Det betyr at det er mange sensorer på plass, og det dekker alt fra temperatur til måling av vibrasjoner og oljetrykk. Samtidig er de ikke tilrettelagt for dagens analysebehov.

– De aller fleste sensorene har opprinnelig et annet formål, sier Stian Broen.

Han er gründer og daglig leder i Broentech, et IT-selskap som leverer nettskybaserte løsninger med fokus på energibransjen. Sammen med Hydro jobber de med å effektivisere vedlikeholdet ved hjelp av kunstig intelligens i form av maskinlæring på sensordata.

For å få til det må de bruke informasjonen fra de eksisterende sensorene på vannkraftverkene. Det kan for eksempel være en vibrasjonssensor som er laget som et vibrasjonsvern for å ha en nødstoppfunksjon. Den fungerer godt til å gjøre det den skal gjøre, men datagrunnlaget er ikke ment for analysearbeid. For å komme rundt det bruker Broentech forskjellige tilnærminger, for eksempel måling av tidsbruk.

– En oppstart av en turbin er et eksempel på en sekvens der de ulike etappene tar tid. Vi måler hvor lang tid de tar, og trender utviklingen, forklarer Broen.

Målet er predikativt vedlikehold, det vil si å bruke maskinlæring til å bestemme når en del skal byttes ut.

– Historisk har de gjort det kalenderbasert. Det er viktigere å unngå havari enn å utnytte komponentene maksimalt. Derfor byttes de ut hyppigere enn det strengt tatt trengs, sier Broen.

Utstyr og deler på vannkraftverk har gjerne lang holdbarhet, men er samtidig dyre å bytte ut. Hvis man bytter deler hyppigere enn nødvendig, er det en unødvendig ekstra kostnad. På den annen side er det enda dyrere å vente for lenge.

– Kostnadene ved havari er enorme, sier Broen.

Samtidig ligger det en ekstra utfordring i at vannkraftverkene er så forskjellige. Selv om de prinsippielt fungerer på noenlunde lik måte, er det veldig store forskjeller på hvordan de er satt ut og med hva slags utstyr.

– Sammenlignet med vindkraft er en vindmølle relativt lik den neste. Alle vannkraftstasjoner er helt unike, og har hver sin personlighet. Det gjør at analyse er hakket mer utfordrende, sier Broen.

Dette gjør at mye av analysearbeidet må tilpasses, men det er fortsatt mulig å generalisere noe på tvers av vannkraftverkene.

– Det første problemet vi fikk og løste, var problemet med datasiloer der hvert system lagret og håndterte sine data, sier Broen.

Det finnes også protokoller og løsninger som brukes på tvers av vannkraftverk, og selv om det ikke er helt standardisert er det noen som er mer brukt enn andre. En av de er OPC-UA, en dataoverføringsprotokoll som mange av vannkraftverkene bruker.

– Sensordataene går inn i et nevralt nett som vi trener opp pr. komponent, sier Broen.

I dette nevrale nettet er det en modell som er lært opp til å skille mellom hva som er vanlige og hva som er uvanlige mønstre, for så å gi beskjed til operatøren. Så blir det opp til han eller hun å følge opp, eller eventuelt markere avviket som uvesentlig eller uproblematisk.

At det er mye å spare på mer effektivt vedlikehold er opplagt. Hvor mye vil avhenge fra kraftverk til kraftverk, men ifølge en rapport fra Irena kan de årlige vedlikeholdskostnadene dreie seg om 2-4 prosent av installasjonskostnaden. Det blir det fort mye penger av.

Samtidig er det ikke utelukkende de økonomiske besparelsene som er avgjørende for dette prosjektet.

– Det er i utgangspunktet ikke for å få ned kostnadene. Det er for å bli bedre på det vi gjør slik at vi får mulighet til å gjøre mer med samme bemanning, sier Bjotveit.

Han forteller at de frem til nå har brukt veldig mye tid på å håndtere informasjonen, og at den i for stor grad har vært låst ned i siloer og kun tilgjengelig lokalt. Ved å samle inn dataene og prosessere de sentralt, håper han å få mer ut av de.

– Det er mye interessant i dataene som vi i dag ikke får glede av. Vi ønsker å få mer ut av det ved å aggregere det sentralt for å kunne gjøre analyser, sier Bjotveit.

Han trekker også frem økt sikkerhet som en potensiell gevinst av å digitalisere virksomheten.

I andre deler av energibransjen, i olje- og gassektoren, er det mye snakk om deling av data på tvers av konkurrenter. Bjotveit er åpen for dette, og mener det er veien å gå, samtidig som han anerkjenner at bransjen ikke har kommet så langt ennå. Han viser til at det foregår noen forskningsprosjekter rundt datadeling i regi av Sintef.

– Det er ikke så mye av det ennå, men det er et ønske i bransjen om å komme i gang med datadeling. De er interessert i å dele erfaringer og data, sier Bjotveit.

I Norge er vannkraften stor, og den står for omtrent 96 prosent av den norske kraftproduksjonen. Samtidig får den liten oppmerksomhet sammenlignet med andre fornybare energiformer som f.eks. vindkraft og solenergi. Mye skyldes trolig at den «alltid har vært der», og at den derfor tas litt for gitt, men det kan også være noe i at den fremstår som en litt gammeldags bransje. Bjotveit tror at en mer moderne drift kan være med og gi et lite bidrag til å gjøre den mer interessant for unge og lovende studenter på jakt etter en karriere etter studiene.

– Det er også et aspekt at mer moderne løsninger også gjør det mer attraktivt for dagens unge studenter å jobbe i bransjen, sier Broen.

Med en årlig omsetning på omtrent 1,1 milliarder kroner er Hydro en av de store vannkraftaktørene i Norge. Det at de velger å jobbe så tett med et relativt ungt selskap oppfatter Broen som et positivt tegn i tiden.

– Jeg er glad for å se at de store aktørene i bransjen har blitt stadig bedre til å samarbeide med nye startups som jobber med teknologi, sier Broen.