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Vereisung von Windkraftanlagen

Wolkenvereisung kommt bei Temperaturen zwischen -10°C und 5°C vor. Bei Windkraftanlagen wird sowohl die Vorderkante des Rotorblattes als auch in geringerem Umfang auch die Hinterkante des Rotorblattes betroffen.

Bildbeschreibung

Durch Eiserkennungssysteme versuchen die WKA die Gefahr des Eiswurfes zu reduzieren. Bei stillstehenden oder im "Trudelbetrieb" befindlichen Rotorblättern spricht man von "Eisfall", bei rotierenden Rotorblättern von "Eiswurf", die eine Gefahr für die Schutzgüter "Mensch" oder "sonstige Sachwerte" darstellt.

Eisansatzerkennung durch Unwuchten und Vibrationen (Nordex) Aufgrund der geringen Unterschiede von den Eisansatz beeinflussenden Umgebungsparametern, wie z.B. Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Windströmungsrichtung und Böigkeit, direkt an den Oberflächen der Drei Rotorblätter einer Windkraftanlage, findet in der Regel ein ungleichmäßiger (unsymmetrischer) Eisansatz an den Rotorblättern statt. Diese Ungleichverteilung in der Ausbreitung des Eisüberzugs führt aufgrund der damit verbundenen Gewichtsunterschiede der Blätter und der Drehbewegung des Rotors bei Betrieb zu einer Unwucht im Antriebsstrang. Diese Unwucht überträgt sich auf die Gondel und den Turm und regt zu Vibrationen an, die über die standardmäßig installierte und dauerhaft arbeitende Turmschwingungsüberwachung erkannt werden. Im Falle von hohen Vibrationen wird die Anlage gestoppt indem die Rotorblätter in Fahnenstellung gebracht werden. In dieser Stellung ist ein Wiederanlaufen der Anlage nicht möglich. In der Regel muss die Anlage manuell (d.h. durch Inaugenscheinnahme) wieder angefahren werden (Vestas)

Eisansatzerkennung durch Betriebsparameterabgleich (Nordex) Während der gesamten Betriebsdauer der Windkraftanlage werden kontinuierlich unter anderem die Betriebsparameter Windgeschwindigkeit und aktuelle Leistungsabgabe aufgezeichnet und mit den Sollwerten der Anlagensteuerung verglichen. Bei Eisansatz an den Rotorblättern verändert sich deren Form und damit ihr aerodynamisches Profil, so dass es zu einer Abweichung zwischen Soll-Drehzahl bzw. –Leistung und Ist-Drehzahl bzw. Leistung bei der aktuell vorherrschenden Windgeschwindigkeit kommt. Die Anlage wird bei Nichteinhaltung der Vorgabeparameter sofort sanft abgebremst. Dieses Verfahren erkennt symmetrischen als auch unsymmetrischen Eisansatz.

Eisansatzerkennung durch Abgleich der gemessenen Windgeschwindigkeiten (Nordex) Die Messung erfolgt durch ein Schalensternanemometer und ein berührungsfreies Ultraschallanemometer. Beim Schalensternanemometer wird die Lagerung beheizt, in den Schalen selbst jedoch kann sich Eis bilden. Dies führt zu einer Verringerung der gemessenen Windgeschwindigkeit wenn sich Eis bildet, während das Ultraschallanemometer weiterhin die richtige Windgeschwindigkeit misst. Die beiden Systeme überprüfen sich ständig gegenseitig und die WKA stoppt, sofern sich die Werte von beiden Windgeschwindigkeitsmessern einen zu grossen Unterschied aufweisen.

Warmlufteinblasung in das Rotorblatt (Enercon) Bei der Warmlufteinblasung wird Warmluft von der Nabe her ins Rotorblatt (Vorderkante und Hinterkante) eingeführt.

Ampelanlagen im Wald Das Landratsamt Konstanz hat für eine Windkraftanlage im Waldgebiet nahe des Dorfes Wiechs im Süden von Baden-Württemberg nach einer Analyse des TÜV Süd zur Auflage gemacht, dass der Betreiber wegen der Gefahr durch Eisschlag rund um das Windrad Schranken auf die Waldwege setzen oder dort Warnleuchten anbringen muß. Wie diese konkret aussehen sollen, hat die Behörde nicht vorgeschrieben.

Windpark Straubenhardt In der immissionsschutzrechtlichen Genehmigung des Windparks Straubenhardt vom 16.12.2016 (Seite 242) wird wegen Eiswurf gefordert:

Um dem hohen Schutzgut des menschlichen Lebens bzw. der Gesundheit in noch stärkerem Maße gerecht zu werden, waren noch weitere risikoreduzierende Maßnahmen ins Auge zu fassen, um das verbleibende Restrisiko zumindest jeweils um eine weitere Kategorie, d.h. generell bis in den „akzeptablen“ (Farbe „grün“) Bereich abzusenken. In den Nebenbestimmungen (vgl. Kap. III B) wurde daher gefordert, über die antragsgemäß bereits vorgesehenen Maßnahmen zur automatischen Eiserkennung und Rotorabschaltung sowie die Aufstellung von Warnschildern hinaus, bei allen WEA, bei denen i.R. der Risikobewertung für bestimmte Wegeabschnitte ein hohes Gefährdungsrisiko (Farbe: Orange) ermittelt wurde, die Aufstellung von geeigneten, automatisch arbeitenden und an die Eisansatzerkennungssysteme gekoppelten Eisansatz-Warnlichtanlagen vorzusehen, verbunden mit der dringenden Empfehlung, von einer Nutzung der betreffenden Wegstrecke bei Eisfallbedingungen (wenn das Blinklicht leuchtet) abzusehen.

Fazit: Zuverlässige Eiserkennung ist notwendig, es gibt jedoch noch keine zuverlässige Sensorik Für Standorte mit hohem Wind- und Eisaufkommen sollte eine zuverlässige, energiesparende und kostengünstige Rotorblattheizung serienmäßig verfügbar sein.

Der „Übungsraum“ eines Segelfluggeländes

Der Übungsraum eines Segelfluggeländes ist der Luftraum, wo Flugschüler (Piloten ohne Fluglizenz) unter Aufsicht des Fluglehrers (in dessen Sichtweite) Alleinflüge durchführen. Der Abstand zum Segelfluggelände wird durch den Gleitwinkel des Flugzeugtyp und die Wetterlage (Windrichtung und Stärke) bestimmt. Der Flugschüler muss jederzeit in der Lage sein den Flugplatz sicher zu erreichen.

Zu den wesentlichen Nutzungsmöglichkeiten eines Segelflugplatzes hat das OVG Rheinland-Pfalz und das BVerwG auch auf den Ausbildungsbetrieb verwiesen, zumal die Nachwuchsförderung bei jeder Sportart für den Fortbestand der Vereine elementare Bedeutung hat.

Damit hat der Übungsraum als Teil des Ausbildungsbetriebs Eingang in die Rechtsprechung gefunden. Denn der Schulbetrieb und damit auch die Existenz eines luftverkehrsrechtlichen Anforderungen entsprechenden Übungsraumes in Sichtweite des Flugplatzes sei Bestandteil der bestimmungsgemäßen Nutzung eines Segelfluggeländes (OVG Rheinland-Pfalz, 16.01.2006, 8A 11271/05.OVG).

Das Rücksichtnahmegebot, das keine starre Regelung für die Problematik von Windkraftanlagen im Umfeld eines Fluggeländes enthält, erfordert sachlich begründbare und praxisbezogene Argumente, die vom jeweiligen Flugplatzbetreiber vorgebracht und vom Gericht in das Abwägungsmaterial einbezogen werden müssen.

Je empfindlicher und schutzwürdiger die Stellung desjenigen ist, dem die Rücksichtnahme im gegebenen Zusammenhang zugute kommt, umso mehr kann er an Rücksichtnahme verlangen.

Dabei sollte man sich aber auch vergewissern, dass die Argumente von der zuständigen Luftfahrtbehörde mitgetragen werden. Bei der Thermiksuche nach dem Windenstart muss oft in niedriger Höhe in der Nähe der Flugplatzes Höhe gewonnen werden. Bei entsprechendem Wind wird man dabei vom Wind abgetrieben bzw. man muss entsprechend der Thermik, welche sich ebenfalls mit dem Wind bewegt „verlagern“. Bei einer Windgeschwindigkeit von nur 10 km/h wird man bei einem Kreis (Dauer ca. 1 Minute / Kreis) um ca. 170 Meter versetzt. Bei fünf Kreisen sind das dann 850 Meter.

Nachfolgende Grafik zeigt den „Versatz“ beim Segelfliegen im Übungsraum, der für Flugschüler ein Gefahrenpotential darstellt. Bildbeschreibung


Gleitwinkel zum und vom Übungsraum Bildbeschreibung

Grafik: H.P. Bleher Laichingen

Fledermäuse und Windkraftanlagen

BWE Arbeitskreis Naturschutz und Windenergie beschäftigte sich beim seinem 8. Arbeitstreffen im Juni 2014 mit dem aktuellen Stand „Umgang mit Fledermaus und Windkraftanlagen“.

Dabei wurde der Abschaltalgorithmus auf seine Praxistauglichkeit überprüft.

Im Allgemeinen kommt folgende Kreuztabelle zum Einsatz:

Bildbeschreibung

Der Abschlußbericht zur Abschaltpraxis soll bis Ende 2014 vorliegen.

Parallel läuft die Entwicklung einer Softwarelösung die eine bundesweite Standardisierung des „Fledermaus-Leitfadens“ vorsieht.

Ungeklärt ist weiterhin wie eine „erhöhte Fledermaus-Aktivität“ die eine temporäre Nacht-abschaltzeit erfordert , im Vergleich zu einer - anscheinend ebenfalls unbekannten „normalen Aktivität“ – definiert wird und mit welchen Kriterien und Maßstäben die bislang angewendeten Schwellenwerte wissenschaftlich begründet werden.

Über die aktuelle Rechtsprechung zeigt, dass der BWE Erfolge gegen die Auflagen der Abschaltung von Windkraftanlagen bei Fledermausvorkommen gab. Die Anwendung des Bundesnaturschutz-gesetzes bezieht auf die einzelnen Fledermausarten nicht jedoch auf die Fledermäuse im Allgemeinen. Auch das Monitoring, also die nachträgliche Untersuchung an der Windenergieanlage, ist nicht pauschal als Auflage zulässig. Zur Verhinderung von Fledermausschlagopfern ist es keine wirksame Maßnahme. Letztendlich kann ein solcher Auflagenvorbehalt nur mit Zustimmung des Betreibers erfolgen. Die Notwendigkeit eines Monitorings kann nur durch ein erhöhtes Vorkommen von „windenergierelevanten“ Fledermausarten bei den Voruntersuchungen gegen sein.

Die Gefährdungseinschätzung wie auch die Festlegung zur Erfassung der zur Bewertung notwendigen Daten obliegt nach neuester Rechtsprechung aufgrund fehlender Standards und gesetzlicher Regelungen der Oberen Naturschutzbehörde. Die naturschutzfachliche Einschätzungsprärogative erlaubt dennoch kein willkürliches Handeln. Alle Auflagen müssen planerisch erforderlich und wissenschaftlich nachvollziehbar sein.