Wettersensoren samt Ausleger per Drohne anbringen

Deutschland war 2024 das europäische Land mit der höchsten Stromerzeugung aus Windenergie – 29 Prozent des gesamten Bruttostroms produziert inzwischen der Wind. Da im Norden der Republik mehr Strom erzeugt als benötig wird, nimmt die Nord-Süd-Übertragung zu und löst Engpässe in den Überlandleitungen aus. Deren Übertragungseffizienz ist extrem abhängig von den Witterungsbedingungen, weshalb diese möglichst exakt erfasst werden müssen.

Stand der Technik

Das geschieht durch Sensorstationen, die an den Strommasten nahe der Freileitungen montiert werden, um Sonneneinstrahlung, Luftkühlung und Ähnliches zu registrieren und so die wetterabhängige dynamische Strombelastbarkeit zu berechnen. Nach aktuellem Stand der Technik werden hierfür zusätzliche Messmasten aufgestellt oder Sensoren an den Strommasten verschraubt. Dabei kommen Kletternde und oft auch große Krananlagen zum Einsatz. Die Leitungen müssen aus Sicherheitsgründen abgeschaltet sein, was selbst während Wartungsarbeiten nur selten der Fall ist. Die Implementierung eines verteilten Sensornetzwerks ist daher sehr zeitaufwändig und risikobehaftet.

Technologie

Um das Anbringen von Sensoren in großen Höhen schnell und sicher zu gestalten, haben Forschende des Instituts für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) des KIT einen Installationsansatz entwickelt, bei dem Montage und Demontage direkt am Strommast mithilfe einer Drohne erfolgen. Die Drohne wird mit einem Greifarm ausgestattet, der einen Ausleger transportiert. Um diesen am Mast anzubringen, ist keine Verschraubung nötig, stattdessen kommen Magnete und Klemm-Mechanismen zum Einsatz. Die Magnete richten den Ausleger am Strommast aus, die Klammern umschließen ihn. Durch die erzeugten Drehmomente verkeilt sich der Ausleger und sitzt fest. Er verfügt über eine Art Auffangkorb, in den die Drohne das Sensorgehäuse abladen und aus dem sie es z.B. zum Tauschen der Akkus auch wieder aufnehmen kann.

Vorteile

Mit dem neuen Installationskonzept können deutlich mehr Sensorknoten im gleichen Zeitraum montiert werden. Dafür müssen weder Techniker in Gefahr gebracht noch Krananlagen bereitgestellt, zusätzliche Messmasten aufgebaut oder Leitungen abgeschaltet werden. Das Konzept ist nicht nur für Netzanbietende und deren Zulieferfirmen für Messtechnik interessant, sondern für alle Unternehmen, die Sensoren in unzugänglichen Höhen befestigen möchten.

Optionen für Unternehmen

Im Rahmen der Weiterentwicklung des Ansatzes sucht das KIT Partnerinnen und Partner aus den Bereichen Messtechnik und Sensorik, Meteorologie oder Energieversorgung, um die Erfindung zur Industriereife zu bringen.