Genaue Messungen als Grundlage für die Genehmigung von Windenergieanlagen

idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
idw-Abo
Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
27.11.2019 09:53

Genaue Messungen als Grundlage für die Genehmigung von Windenergieanlagen

Imke Frischmuth Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)

    PTB verbessert Verfahren, um den Einfluss von Windrädern auf Navigationseinrichtungen der Luftfahrt deutlich genauer zu bestimmen.

    Wer Windenergieanlagen errichten will, muss zahlreiche Genehmigungsschritte durchlaufen. Unter anderem muss geprüft werden, ob die Anlagen einen störenden Einfluss auf am Boden befindliche Navigationseinrichtungen der Luftfahrt haben. Begleitet durch die Deutsche Flugsicherung GmbH und das Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung haben Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) mit ihren Partnern im Projekt WERAN plus das bisherige Bewertungsverfahren umfassend geprüft und überarbeitet, mit dem Ziel, klare wissenschaftlich und juristisch belastbare Prognosen für die Störwirkung geplanter Windenergieanlagen zu erhalten. Es ist damit weltweit erstmals gelungen messtechnisch aufzuzeigen, wie, in welchem Maße und unter welchen Bedingungen Windenergieanlagen Einfluss auf die Arbeit von Flug-Navigationsanlagen haben. Diese Erkenntnisse machen ein Prognosewerkzeug möglich, das bei hunderten im „Genehmigungsstau“ steckenden Bauanträgen für eine schnellere Entscheidung sorgen könnte.

    Rund 60 Navigationsanlagen (sogenannte Drehfunkfeuer) betreibt die Deutsche Flugsicherung am Boden. Vergleichbar mit Leuchttürmen weisen sie Flugzeugen den Kurs und sorgen so für Sicherheit im Luftraum. Windenergieanlagen können das von Navigationsanlagen ausgehende UKW-Funksignal streuen und reflektieren und somit einen Winkelfehler erzeugen. Durch ihn kommt das Signal der Navigationsanlage leicht verfälscht im Flugzeug an. Einer Umfrage der Fachagentur Windenergie zufolge konnten im 2. Quartal 2019 mehr als 1000 Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung von 4800 Megawatt nicht realisiert werden, weil sie zu nah an einer Navigationsanlage stehen und ihnen daher ein möglicher Einfluss auf das Drehfunkfeuer entgegengehalten wird.

    Um die Störwirkung realistisch einzuschätzen, haben PTB-Forscher mit ihren Projektpartnern sowohl die wissenschaftlichen Grundlagen des bisherigen Bewertungsverfahrens überprüft als auch eine neue Prognosemethode entwickelt. Im Fokus standen dabei sogenannte DVOR-Navigationsanlagen (Doppler Very High Frequency Omnidirectional Radio Range), von denen es knapp 40 in Deutschland gibt. Um das gesamte elektromagnetische Feld rund um Navigations- und Windanlagen zu prüfen, haben die Wissenschaftler Drohnen mit Präzisionsnavigation entwickelt, deren acht Rotoren einen stationären Schwebeflug ermöglichen, um Vor-Ort-Messungen in bis zu mehreren hundert Metern Höhe durchzuführen. Mit speziell dafür entwickelter Hochfrequenzmesstechnik und integrierten Antennen konnte so erfasst werden, wie sich die DVOR-Funksignale ausbreiten, wie sie an den Windrädern reflektiert und gestreut werden und wie sich die reflektierten Signale mit den direkten Signalen der DVOR überlagern.

    Vorannahmen und reale Messdaten von einzelnen Windenergieanlagen wurden dann mit einer umfassenden Vollwellensimulation am Großrechner der Universität Hannover verglichen. Hier konnte der durch Windenergieanlagen verursachte Winkelfehler auch für große Szenarien mit zahlreichen Windenergieanlagen simuliert werden.

    Die gute Übereinstimmung von Vor-Ort-Messungen in Windparks, den Vollwellensimulationen sowie den Ergebnissen der verbesserten Prognosetools stellt einen neuen Stand der Technik dar, der so bisher nicht verfügbar war.

    Am Ende steht nun eine einfach zu handhabende Methode zur Prognose des Winkelfehlers zur Verfügung, die nicht mehr wie bisher die Einzelfehler summiert, sondern die einzelnen Wellen überlagert und daraus den resultierenden Winkelfehler bestimmt. Der letzte noch ausstehende Schritt ist die Überführung des neuen Stands der Technik in die Praxis.

    Die Ergebnisse wurden in den Projekten WERAN und WERAN plus erzielt, die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wurden und an denen neben der PTB noch diese Partner beteiligt sind: Leibniz Universität Hannover, FCS Flight Calibration Services GmbH, die Jade Hochschule Wilhelmshaven, das Institut Computational Mathematics der TU Braunschweig und steep GmbH.


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Dr. Thorsten Schrader, Leiter des PTB-Fachbereichs 2.2 „Hochfrequenz und Felder“
    E-Mail: thorsten.schrader@ptb.de, Telefon: (0531) 592 2200


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wirtschaftsvertreter
    Energie, Meer / Klima, Physik / Astronomie
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    Windenergieanlage mit PTB-Flugmessplattform


    Zum Download

    x

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay