Ansätze zur Problemlösung bei der Befeuerung von Windenergieanlagen
Erstellt am: 16.03.2013 | Stand des Wissens: 30.06.2023
Synthesebericht gehört zu:
Um eine größere Akzeptanz der Befeuerung von Windenergieanlagen zu erzielen, sieht das Energiekonzept der Bundesregierung aus dem Jahr 2010 die Minimierung der Lichtemissionen an Windenergieanlagen vor [BWE15a]. Dies ist mit den aktuellen Vorschriften zur Kennzeichnungspflicht grundsätzlich möglich. Forschungsvorhaben zum Thema, wie beispielsweise die "Entwicklung eines Hindernisbefeuerungskonzeptes zur Minderung der Lichtemissionen an On- und Offshore-Windenergieparks und -anlagen unter besonderer Berücksichtigung der Vereinbarkeit der Aspekte Umweltverträglichkeit sowie Sicherheit des Luft- und Seeverkehrs" [HIWUS08] des Bundesverbands WindEnergie (BWE) sowie das Projekt des Bundesumweltministeriums "Akzeptanz und Umweltverträglichkeit der Hinderniskennzeichnung von Windenergieanlagen", haben sich zum Ziel gesetzt, die Lichtemissionen der Windenergieanlagen zu reduzieren, um so die Akzeptanz für Windenergieanlagen in der Bevölkerung zu erhöhen.
Die Projektergebnisse zeigen verschiedene Maßnahmen auf, mit denen die Lichtemissionen verringert werden können, ohne die Sicherheit des Luftverkehrs oder der Seefahrt zu gefährden. Hieraus ableitend finden in der Praxis folgende akzeptanzsteigernde Maßnahmen teilweise heute bereits ihre Anwendung [BWE15a], [HIWUS08], [DStGB12]:
Die Projektergebnisse zeigen verschiedene Maßnahmen auf, mit denen die Lichtemissionen verringert werden können, ohne die Sicherheit des Luftverkehrs oder der Seefahrt zu gefährden. Hieraus ableitend finden in der Praxis folgende akzeptanzsteigernde Maßnahmen teilweise heute bereits ihre Anwendung [BWE15a], [HIWUS08], [DStGB12]:
- Abschirmung der Befeuerung nach unten,
- Synchronisierung der Schalt- und Taktfolgen innerhalb von Windparks und zu benachbarten Windparks,
- Blockbefeuerung (Feuer nur bei den äußeren Windenergieanlagen eines Windparks),
- Einsatz von LED-Leuchten oder farblicher Flügelblattmarkierung statt Xenon-Leuchten,
- Einsatz von Sichtweitenmessgeräten (sichtweitengeregelte Befeuerung zur Senkung der Nennlichtstärke),
- Einsatz von Primär- und/oder Sekundärradarsystemen für die bedarfsgerechte Befeuerung.
Bei der sichtweitengeregelten Befeuerung spielt für die Bestimmung der Lichtintensitäten das Verhältnis von der am Auge eintreffenden Beleuchtungsstärke (Einheit: Lux) zu der Schwellenbeleuchtungsstärke eine entscheidende Rolle. Ist dieses Verhältnis größer gleich eins, so ist eine Befeuerung mit Sicherheit erkennbar. Somit ergeben sich beim Feuer W Rot folgende effektive Lichtstärken [BWE08]:
- 100 Prozent der Lichtstärke (100 Candela) werden benötigt bei 800 Meter Sichtweite,
- 30 Prozent der Lichtstärke (30 Candela) werden benötigt bei 5.000 Meter Sichtweite,
- 10 Prozent der Lichtstärke (10 Candela) werden benötigt bei 10.000 Meter Sichtweite.
Die bedarfsgerechte Befeuerung ist als Aktivierung der Feuer zu verstehen, welche einsetzt, sobald sich ein Luftfahrzeug im Umfeld einer Windenergieanlage befindet. Hierfür kommen Primär- und/oder Sekundärradarsysteme zum Einsatz. Dazu werden entsprechende Radarantennen an die Windenergieanlage montiert. Wird das Transpondersignal eines näherkommenden Luftfahrzeuges empfangen, so wird die Befeuerung automatisch und nur für einen bestimmten Zeitraum aktiviert. Die Transpondersignale eines Luftfahrzeuges werden durch folgende Aktionen hervorgerufen [BWE08]:
- selbstständiges Absetzten von Mode S,
- Abfragen einer Mode S Bodenstation,
- Abfragen einer Mode A/C Bodenstation,
- Abfragen eines Kollisionswarn-Systems.
Aufgrund von Abschattungen sowie der Erdkrümmung bestehen Empfangslücken von Mode S-Signalen unterhalb von 1.000 Fuß. Erst oberhalb dieser Höhe ist die Mode S-Abfrage in Deutschland flächendeckend. Trotzdem ist es möglich, dass ein Luftfahrzeug, welches sich innerhalb einer Empfangslücke befindet, ein Mode S-Signal ohne Höheninformation sendet. Problematisch wird es erst, wenn der Transponder des Luftfahrzeuges ausfällt. In diesem Fall, würde keine Aktivierung der Hindernisbefeuerung erfolgen. Um diese sicherheitskritischen Szenarien zu vermeiden, werden die nachfolgenden redundanten Backup-Systeme eingesetzt, wobei immer eins aktiv sein muss:
- Backup-System "Hindernisfeuer" ICAO Low Intensity Type A: zwei Feuer mit geringer Intensität sind permanent aktiv, auch wenn kein Luftfahrzeug in der näheren Umgebung der Windenergieanlagen ist,
- Backup-System "Primärradar": ein zusätzliches Radarsystem nach dem passiven Ortungsprinzip.
[FWLa19a]
Der Erfassungsbereich der Radarantennen orientiert sich an den Sichtweiten der sichtweitengeregelten Befeuerung. Demnach ist es nicht notwendig, dass die Befeuerung aktiviert wird, wenn sich das Luftfahrzeug außerhalb des Sichtweitenbereiches aufhält.
