Druckluft effizienter nutzen Leckagen erkennen und Messfehler intelligent kompensieren

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Universität Stuttgart Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP)

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Das Start-up WRS Energie und das Institut EPP der Uni Stuttgart haben eine Methode entwickelt, um Druckluftnetze mit KI effizienter zu machen.

Anfang 2023 startete die Kooperation zwischen dem Druckluft-Start-Up WRS Energie und dem Institut für Energieeffizienz in der Produktion (EEP) der Universität Stuttgart, das eng mit dem Fraunhofer IPA verbunden ist. Die Zusammenarbeit wird vom Land Baden-Württemberg im Rahmen von Invest BW mit 500.000 € bezuschusst. Nach einem Jahr liegen nun die ersten Ergebnisse vor. Sie haben das Potenzial, die Nutzung von Druckluft in der Industrie zu verändern.

Druckluft ist der teuerste Energieträger in Unternehmen. Da Druckluftnetze im Laufe der Zeit Leckagen entwickeln können, gibt es häufig große Einsparpotenziale; einige Fachleute sprechen von durchschnittlich 30 Prozent! Durch poröse Schläuche, beschädigte Kupplungen oder undichte Dichtungen geht viel Druckluft verloren.

Druckluftleckagen orten und bewerten mit KI

Undichte Stellen im Druckluftnetz werden heute mit Ultraschallgeräten oder Wärmebildkameras geortet. Auf diese Weise lassen sich Leckagen exakt lokalisieren; aber bei der Bewertung gibt es große Unsicherheiten. Es ist schwierig, plausibel einzuschätzen, welchen Erfolg die Beseitigung der Leckage gebracht hat.

An diesem Punkt setzt ein neu entwickelter Algorithmus für die Leckage-Erkennung an. Sensordaten werden dabei digital gesammelt, mit KI-Algorithmen verknüpft und den Betrieben zur Verfügung gestellt. So ist eine datenbasierte Analyse möglich, aus der konkrete Handlungsempfehlungen für Optimierungen abgeleitet werden können. Um festzustellen, ob die Maßnahmen wirklich greifen, wird das Druckluftsystem permanent analysiert.

„Wir haben sehr positives Feedback von unseren Kunden erhalten“, berichtet der Gründer und Geschäftsführer von WRS Energie, Lennard Schwidurski. Das Start-Up WRS Energie unterstützt Industrieunternehmen dabei, ihr Druckluftsystem mit maximaler Effizienz zu betreiben. Durch die hohe Anzahl von Kunden mit jeweils unterschiedlichen Verhaltensmustern können die Anomalien und Leckagen zuverlässig erkannt werden. Das Ergebnis wird als Leckage-Kennzahl dargestellt. Durch die permanente Analyse wird die Kennzahl überwacht und eignet sich für das Energiemanagement nach ISO 50001.

Messfehler intelligent kompensieren

Temporäre Datenausfälle erschweren die Analyse von Messdaten. Die Lücken machen den Einsatz von künstlicher Intelligenz bisher praktisch unmöglich. Durch das im Projekt entwickelte Programm werden diese Lücken jedoch geschlossen.

Da meist keine Alarmierungen für Datenausfälle hinterlegt sind, können sie sich über einen längeren Zeitraum ziehen. Die neu entwickelte Methode gleicht auf Basis der vergangenen Daten die fehlenden Daten in statistischen Erhebungen in der Datenmatrix aus.

Je mehr historische Daten der Algorithmus nutzen kann, desto besser sind die Ergebnisse. Nach der vollständigen Validierung werden die Algorithmen in den Analzyair von WRS Energie integriert, sodass spätestens Ende 2024 alle Kunden davon profitieren können.

„Wir planen in der Zwischenzeit weitere Features und entwickeln die Algorithmen permanent weiter“, ergänzt der Projektleiter Christian Wolf vom EEP der Universität Stuttgart. (dm)

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