P.T. MAGAZIN 04/2011

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Wirtschaft Wirtschaft Reserven im Stromnetz aufspüren Netzbetreiber und Fraunhofer-Institute testen Sensoren zur Überwachung von Hochspannungsleitungen (Fraunhofer/eigBer.) - Wieviel Strom Windenergieanlagen liefern, ist vom Wetter abhängig. Ebenso verhält es sich mit der Kapazität von Freileitungen. Sie ist an kalten und stürmischen Tagen höher als bei Windflaute und hochsommerlichen Temperaturen. Ein energieautarkes Sensornetzwerk überwacht Stromleitungen, um Reserven in den Kabeln aufzuspüren. Genehmigungsverfahren können sich über Jahre hinziehen „Wir sind im Moment in einer Situation, dass wir hohe Einspeisungen aus erneuerbaren Energien in unserem Hochspannungsnetz haben und in der Zukunft eine sehr große Zunahme erwarten. Das Netz ist aber für diese Einspeisemengen nicht ausgelegt“, Hersteller von wiederverwendbaren Kunststoffverpackungen Schoeller Arca Systems GmbH Sacktannen, 19057 Schwerin Tel.: +49 385 6452 0 info.schwerin@schoellerarca.com www.schoellerarcasystems.de berichtet Hanjo During von der envia Verteilnetz GmbH in Halle, die rund 6 000 km Hochspannungsleitungen in Ostdeutschland betreibt. Zusätzliche Leitungen sind zwar in Planung, doch die Genehmigungsverfahren können sich über Jahre hinziehen und scheitern nicht selten am Widerstand von Trassen-Anrainern. Netzbetreiber setzen daher bereits verschiedene Verfahren des Freileitungs-Monitoring ein, um die Netzkapazitäten kurzfristig zu erhöhen: Sie nutzen Reserven, die sich aus einer normierten Annahme der ungünstigsten Wetterbedingungen für den Leitungsbetrieb und dem tatsächlichen Zustand der Leitung ergeben. Projekt „ASTROSE“ Bei günstigen Wetterlagen konnten sie so die Übertragungskapazitäten um 20% und mehr erhöhen. Der Übertragungsnetzbetreiber Amprion und envia Verteilnetz testen derzeit ein neuartiges energieautarkes Sensornetzwerk zur Überwachung von 110-kV- und 380-kV-Leitungen. Es wird im Projekt „ASTROSE“ gemeinsam mit den Fraunhofer-Instituten für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin und Elektronische Nanosysteme ENAS in Chemnitz sowie weiteren 46 P.T. MAGAZIN 4/2011 Forschungs- und Industriepartnern entwickelt. „Unser energieautarkes Sensornetzwerk ist einfach nachrüstbar und benötigt keine zusätzliche Infrastruktur“, sagt Dr.-Ing. Volker Großer vom IZM. Anders als bisherige Monitoring- Systeme liefert es Messdaten aus einem engmaschigen Sensornetzwerk direkt an den Leiterseilen. Wieviel Strom eine Freileitung transportieren darf, hängt stark von der Temperatur ab. Erhitzen sich Leiterseile durch Stromfluss oder Sonne, dehnen sie sich aus und hängen durch. Kommt das Seil dabei dem Boden, Gebäuden, Fahrzeugen oder Menschen zu nah, besteht die Gefahr eines tödlichen Stromschlags. Um dies auszuschließen, sind verbindliche Sicherheitsabstände vorgeschrieben. Gleichzeitig wird der zulässige Stromfluss nach der Annahme berechnet, dass die Umgebungstemperatur 35 °C beträgt und die Windgeschwindigkeit 0,6 m/s nicht überschreitet. Bei hochsommerlichen Temperaturen herrscht jedoch oft Flaute. eGrains messen und überwachen Die meisten Windenergieanlagen schalten sich erst ab einer Windgeschwindigkeit von 3 m/s ein. Beson- Mit energieautarken Sensorknoten lassen sich Reserven im Stromnetz entdecken. Übertragungskapazitäten können so deutlich gesteigert werden. ders viel Strom liefern sie im Herbst und Winter, wenn die Freileitungen wetterbedingt gut gekühlt sind. Um diese Reserven im Netz ohne Abstriche an der Sicherheit besser zu nutzen, bestücken die ASTROSE-Projektpartner 110-kV- und 380-kV-Freileitungen mit „eGrains“. In Abständen von rund 500 Metern umschließen zylindrische Sensorknoten das Leiterseil. „Sie bestehen aus zwei Halbschalen, die aufgesteckt und miteinander verklemmt werden. Die ASTROSE-eGrains messen u. a. den Neigungswinkel des Seils, den Stromfluss, die Temperatur sowie Windbewegungen. Alle Messwerte werden von eGrain zu eGrain bis an das nächste Führend in angewandter Forschung ■ Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führende Organisation für angewandte Forschung in Europa. ■ Unter ihrem Dach arbeiten 60 Institute an über 40 Standorten in ganz Deutschland. ■ Rund 18 000 Mitarbeiter erzielen das jährliche Forschungsvolumen von 1,65 Mrd. Euro. ■ Davon erwirtschaftet die Fraunhofer- Gesellschaft rund zwei Drittel aus Aufträgen der Industrie und öffentlich finanzierten Forschungsprojekten. ■ Die internationale Zusammenarbeit wird durch Niederlassungen in Europa, in den USA und in Asien gefördert. ■ Am 24. Mai 2011 wurde der Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft Prof. Dr.-Ing. Hans- Jörg Bullinger (im Bild links) mit der Grashof- Denkmünze, der höchsten Auszeichnung des Vereins Deutscher Ingenieure geehrt. Bullinger gilt als Brückenbauer zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. ■ Mehr Informationen unter www.fraunhofer.de (Foto: © Fraunhofer IZM) Umspannwerk gefunkt und dort in das zentrale Überwachungs- und Steuerungssystem eingespeist bzw. für internetbasierte Fernwartungssysteme der Netzbetreiber zugänglich gemacht“, erläutert Großer. Die Energie, die sie für ihren Betrieb benötigen, ziehen die ASTROSE-eGrains aus dem elektrischen Feld, das die Leiterseile umgibt. Das ASTROSE- Sensornetz hilft jedoch nicht nur, die Kapazitäten von Stromleitungen besser auszunutzen. Es meldet auch gefährliche Leitungsdurchhänge, wie sie im Winter durch Eisbildung an den Seilen entstehen können. ■ (Foto: © VDI) 4/2011 P.T. MAGAZIN 47 100% Kompetenz Energiemanagement für Druckluft und Prozesskälte Energetische Analyse und Optimierung von Druckluft- und Prozesskälteanlagen in der Industrie. – Energetische Projektbetrachtung – Optimierungskonzepte – Verbrauchs- und Leckagemessung – Wärmerückgewinnungskonzepte – Optimierung von übergeordneten Steuerungen – Umsetzung und Realisierung der Gesamtlösung Wir stehen 100% zu unserem Versprechen airkom Druckluft GmbH Bahnhofstr. 1 | 15745 Wildau Tel. 03375 52 05-0 Tel. 03375 52 05-29 info@airkom24.de www.airkom24.de