Im Rahmen der Energiewende der Bundesregierung ist ein grundlegender Umbau der Energieversorgungssysteme notwendig, um eine umweltschonende, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung abzusichern. Mit diesem Ziel fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit der Förderinitiative „Zukunftsfähige Stromnetze“ Innovationen zum Einsatz verbesserter oder neuer Energietechnologien wie auch zur Entwicklung zukunftsfähiger Stromnetz-Technologien.

Neben einer optimalen Steuerung des Stromnetzes, um beispielsweise auf schwankende Stromerzeugung aus Wind und Solarenergie effektiv reagieren zu können, hat auch das sorgfältige Überwachen der Betriebsmittel von Hochspannungs- und Mittelspannungsanlagen essentielle Bedeutung. Eine Maximierung der Anlagenzuverlässigkeit kann durch integriertes Betriebsmittel-Monitoring erreicht werden. Diesem Ziel dient das BMBF-Verbundvorhaben „Monalisa“ - Sicherer Netzbetrieb durch Erkennung von betriebsgefährdenden Zuständen in Hoch- und Mittelspannungs-Betriebsmitteln unter Verwendung von integrierbaren faseroptischen Sensorsystemen (Förderkennzeichen 03EK3531).

In einem Forschungsverbund von Industriepartnern mit Berliner Hochschulen und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) sollen innovative faseroptische Sensortechnologien mit ihren multisensorischen Fähigkeiten als Bestandteil moderner Diagnose- und Monitoringverfahren für eine umfassende Schadensfrüherkennung in Anlagen künftiger Versorgungs-, Verteilungs- und Übertragungsnetze sowie zur effizienteren Prüfung von Hoch- und Höchstspannungs-Betriebsmitteln nutzbar gemacht werden. Die in die Anlagen und Betriebsmittel auch auf Hochspannungspotential zu integrierenden Sensoren sollen sowohl eine Fehler-Früherkennung, Fehleranalyse, Fehlerortung als auch eine Netzsteuerung ermöglichen.

Wesentliche Zielsetzungen sind:

  • Optimale Ausnutzung der Leistungsparameter der Stromnetze durch Online-Monitoring einschl. steuerungstechnischer Maßnahmen und sicherheitstechnischer Entscheidungen durch Zusammenführen der Sensor-Informationen in einem Datenmanagement-System
  • Nutzbarmachung neuer physikalischer Wirkprinzipien von faseroptischen Sensoren zur verteilten bzw. lokalen Erfassung von Temperatur, Feuchte, Dehnung/Vibration sowie zur Detektion von Teilentladungen, speziell in Schalt- und Kabelanlagen (Kabel und Garnituren)
  • Untersuchung der Wirkung isolierstoff-integrierter Systeme auf die elektrischen Eigenschaften der Hochspannungsanlagen - Nachweis der Integrierbarkeit
  • Entwicklung der erforderlichen technologischen Fertigkeiten zur Integration der Sensorsysteme in die Komponenten der Stromnetze
  • Demonstration an einer ausgewählten Netz-Anlage