Data i realtid fra smarte sensorer skal optimere driften af fjernvarmenettet

I Danmark spildes ca. 18-20 pct. af varmen produceret af fjernvarmeværker på grund af varmetab i nettet. Det samme tal er gældende for stort set alle europæiske fjernvarmesystemer.

Et nyt forskningsprojekt støttet af Innovationsfonden skal udvikle et intelligent sensorsystem, der meget præcist kan overvåge fjernvarmenettet og give ny, værdifuld viden om hele systemet og dermed spare fjernvarmeværker for store udgifter til monitorering, vedligeholdelse og varmetab.

”Man har udviklet teknologier til at hjælpe med at opspore lækager i fjernvarmesystemer i årtier, men der findes stadig ikke en billig, simpel og autonom teknologi, der uden ekstern strømforsyning kan transmittere operationelle data såsom temperatur og tryk til skyen. Det er bl.a. det, vi vil udvikle med dette system, hvor vi kobler hjerneinspireret såkaldt neuromorfisk databehandling med energihøstende teknologier for at skabe et ekstremt lavenergi-system, der bygges direkte ind i fjernvarmerørene,” siger projektets leder, lektor Farshad Moradi fra Institut for Elektro- og Computerteknologi, Aarhus Universitet.

Termografering fra droner er blevet taget i brug flere steder som en måde at opspore varmetab ganske præcist. Med tusindvis af kilometer rørledninger for større byområder og manuel fotografering og gennemgang af materiale er det dog ikke en billig løsning. 

Omdrejningspunktet for det nye projekt, der går under navnet PipeSense, er ganske små sensorer, som placeres inden under isoleringsmaterialet på fjernvarmerørene, og som automatisk høster energi fra omgivelserne. Sensorerne behøver derfor ikke noget batteri, når det kontinuerligt måler på en lang række forskellige parametre.

Databehandlingen foregår direkte i sensoren, hvor en kunstig intelligens lærer at genkende vigtigt data i realtid og kun videreformidle det allervigtigste:

”Ved at benytte hjerneinspireret databehandling kan vi drastisk sænke mængden af data, som sensoren skal behandle og transmittere. Vi forventer et særdeles lavt strømforbrug for disse sensorer,” siger Farshad Moradi.

Sensorerne transmitterer relevant information videre til centrale kommunikationshubs placeret i et LoRaWan (Long Range Wide Area Network) eller til autonome droner, der skal flyve rundt og opsnappe data i realtid.

Teknologien, der udvikles i PipeSense-projektet, skal bruges til at give ny viden til fjernvarmeværker om forholdene i og omkring fjernvarmerørene, såsom eksempelvis tryk, temperatur, flow, fugtighed og korrosion, og vil gøre det muligt for værkerne at optimere driften af ledningsnettet mod mindre varmetab og mere effektiv udnyttelse.

”Lækager og varmetab er en stor udfordring i fjernvarmenettet i dag. Udviklingen af intelligent batteriløs sensorteknologi vil understøtte Logstors vision om et smart forsyningsnet, hvor vi med sensorinput i realtid fra nettet kan optimere driften og nedbringe energitabet betragteligt. Med udgangspunkt i vores erfaringer fra Danmark forventer vi, at denne teknologi vil brede sig til vores eksportmarkeder,” siger Kristian Overgaard, Innovationsdirektør ved Logstor A/S.

PipeSense er støttet af Innovationsfonden med 13,6 mio. kr. og har et samlet budget på 18,6 mio. kr. Projektet inkluderer fire danske partnere: Logstor A/S, Creative Sight ApS, Aalborg Universitet og Aarhus Universitet. Projektet løber indtil 2024 og ledes af Farshad Moradi.