Smart Grid
Sensornetzwerk überwacht Stromnetze
Wissenschaftler der TU Chemnitz, des Fraunhofer-Instituts für Elektrische Nanosysteme ENAS und des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM entwickeln gemeinsam mit Industriepartnern ein Sensornetzwerk zur Überwachung von Freileitungen. Die Feldversuche laufen bereits.
Vorhandene Stromnetze können noch effizienter genutzt werden – das ist die Grundidee, die die Forscher und Netzbetreiber darauf brachte, den aktuellen Stromdurchfluss und den Zustand der Leitungen mit Hilfe von Sensoren zu überwachen. Dabei ist vor allem der Durchhang der Leiterseile von besonderem Interesse, weil er sich durch die strom- und witterungsbedingte Erwärmung und die damit einhergehende Dehnung der Leiterseile stark ändert.
Informationen über den aktuellen Durchhang sind für die Sicherheit unter den Seilen befindlicher Gebäude, Straßen und Menschen enorm wichtig. So kann der Betreiber gegebenenfalls überlastete oder defekte Freileitungen direkt abschalten oder entlasten. Zudem können Leitungen bei Kenntnis des aktuellen Leitungszustandes ihrer tatsächlichen Kapazität entsprechend ausgelastet werden. Gerade beim Einspeisen von Strom, der aus regenerativen Energiequellen wie Wind oder Sonne gewonnen wird, ist die Belastung des Stromnetzes von den aktuell herrschenden Wetterbedingungen wie Windstärke und Sonneneinstrahlung abhängig.
Die Lösung der Forscher steckt in einer am Leiterseil befestigten zylinderförmigen Kapsel, einem von vielen Sensorknoten, die ein Netzwerk zur Überwachung der Leitungen bilden sollen.
Die Zylinder beinhalten Sensoren zur Ermittlung von Temperatur, Neigung und Torsion der Leitung sowie des aktuellen Stromdurchflusses. Sind diese Daten gemessen, werden sie an den nächsten 500 Meter entfernten Sensorknoten gefunkt, der sie ebenfalls weiterleitet, bis die Daten schließlich in einer Basisstation eintreffen. Von dort werden sie zur Auswertung an die Leitstelle übermittelt.
»Das Sensornetzwerk ist kostengünstiger, schneller umzusetzen und in der Bevölkerung sicher nicht so kontrovers diskutiert, wie der Bau neuer Freileitungen«, meint Dr. Steffen Kurth, Leiter des Projektes am Fraunhofer ENAS. »Es ist einfach eine gute und kurzfristige Lösung für die heute bestehenden Netzprobleme der Energieversorger.«
Die Forscher präsentieren das Sensorsystem auf der Hannovermesse vom 23. bis 27. April 2012 erstmals der Öffentlichkeit. Am Stand des Fraunhofer ENAS (Halle 17, Stand C48/27) können Besucher die Funktion selbst testen. Darüber hinaus zeigt das Institut Sensorsysteme zur Zustandsüberwachung von Anlagen und Maschinen, gedruckte Batterien und Antennen für den Einsatz in intelligenten Systemen und eine Technologie zur drahtlosen Energie- und Datenübertragung.
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