Startseite > Elektronikfertigung > Fertigungstechnik > Integrationstechnologien für eine vernetzte Welt

Senor-/Aktorsysteme

Integrationstechnologien für eine vernetzte Welt

15. November 2013, 6:28 Uhr | Von Harald Pötter, Klaus-Dieter Lang, Karl-Friedrich Becker, Maik Hampicke, Olaf Bochow-Neß und Georg Weigelt

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Herausforderung Monitoring von Freileitungsnetzen in der Energietechnik

Durch den Einsatz regenerativer Energiequellen wird die Stromübertragung in Freileitungsnetzen zunehmend komplexer. Wurden Kraftwerke früher vorrangig dort gebaut, wo auch Abnehmer ihren Sitz hatten, entstehen Kraftwerke der neuen Art vorrangig dort, wo regenerative Energie anfällt. Die elektrische Energie ist dann oft über weite Strecken in Trassen zum Verbraucher zu leiten, die für derartige Strommengen nicht ausgelegt sind und die Nutzung regenerativer Quellen in Zeiten von Angebotsspitzen begrenzen. Bei Erreichen der maximalen Durchleitungskapazität dieser Trassen müssen die entsprechenden Energieanlagen abgeschaltet werden. Daher ist zur optimalen Nutzung die Kenntnis der aktuellen Stromstärke im Leiterseil notwendig. Aufgrund der vernetzten Struktur des deutschen Hoch- und Höchstspannungsnetzes kann diese nur unmittelbar am Leiterseil gemessen werden. Dies ist eine herausfordernde Aufgabe für dezentrale Sensoren, denn die geforderten Werte müssen im Höchstspannungsumfeld gemessen und über große Entfernungen weitergeleitet werden. In einem vom BMBF geförderten Projekt wurde deshalb ein energieautarkes Sensornetzwerk entwickelt, das den Lastzustand in Freileitungsnetzen ermittelt und an die Netzwarte weiterleitet. Dort kann dann die Optimierung der Durchleitungskapazität vorgenommen werden.

Der zylindrische Sensorknoten (Bild) wird am Leiterseil montiert und ermittelt Temperatur, Neigungs- und Torsionswinkel sowie den aktuellen Stromfluss. Die für den Betrieb erforderliche Energie des Sensorknotens wird aus dem elektrostatischen Randfeld des spannungsführenden Leiterseils gewonnen. Die Sensoren sind in Abständen von bis zu 500 m am Leiterseil angebracht und bilden durch die drahtlose Übertragung der Messwerte von Sensor zu Sensor eine Sensorkette. Die Senderreichweite jedes einzelnen Sensorknotens beträgt über einen Kilometer, so dass auch bei Ausfall eines Knotens das benachbarte System die gesendeten Informationen empfangen kann. Die Funksignale wurden am Ende der Sensorkette in einer Basisstation über standardisierte Schnittstellen der Leittechnik verfügbar gemacht.