Blinkende Warnleuchten an Windenergieanlagen nur bei Bedarf einschalten
Windenergieanlagen sind ab einer bestimmten Höhe mit Kollisionswarnlichtern, im Fachjargon Befeuerung genannt, ausgerüstet, die nachts und bei schlechten Sichtverhältnissen wie Nebel herannahende Flugzeuge warnen sollen. Man sieht die blinkenden Leuchten an den Windrädern schon von weitem. Viele Bürger stört das Dauerblinken aber. Mehr Akzeptanz sollen Leuchtfeuer bringen, die sich nur einschalten, wenn wirklich ein Flugzeug gefährdet ist.
Erste Messungen von Flugzeugen im Windpark mit dem Passiv-Radar-System Parasol.
Foto: Fraunhofer FHR
Die Energiewende brachte einen Boom für die Windkraft in Deutschland – Windenergieanlagen (WEA) schießen wie Spargel aus der Erde. Doch mit der stetig wachsenden Zahl der Windanlagen wächst auch die Zahl der Kritiker.
In Baden-Württemberg und Niedersachen haben Bürgerinitiativen schon einen Dachverband gegründet, der den Gruppen vor Ort politisches Gehör verschaffen soll. Denn vor allem die Anwohner fühlen sich durch die riesigen Windräder beeinträchtigt. Sie monieren den Lärm der schlagenden Rotoren, empfinden aber auch die blinkenden Leuchten an den Spitzen der Anlagen als Störung.
Diese Blinklichter sollen niedrig fliegende Flugzeuge warnen und so Zusammenstöße verhindern. Bei Dunkelheit und Nebel sind die Leuchtfeuer im Dauerbetrieb, was vor allem bei größeren Windparks von den Anwohnern als permanente Belästigung empfunden wird.
Außerdem locken die roten Warnfeuer auch Vögel an, die dann häufig durch Kollisionen mit den Rotoren tödlich verletzt werden.
Flugzeuge werden ohne Radarstrahlen geortet
An einer Lösung für dieses Problem arbeiten das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR, die Firma Industrial Electronics und der Windparkplaner Dirkshof seit 2012 gemeinsam im Projekt „Parasol“.
Die Sensoren werden am Windmast befestigt. Die Warnleuchten blinken nur, wenn das Radarsystem ein Flugzeug erfasst.
Quelle: Fraunhofer FHR
Ziel ist, dass die Blinklichter nur noch dann eingeschaltet werden sollen, wenn sich den Windrädern auch tatsächlich ein Luftfahrzeug im gefährlichen Höhenbereich nähert. So lassen sich die Zeiten, in denen die Warnlichter blinken, erheblich verkürzen.
Für eine bedarfsgesteuerte Aktivierung der Befeuerung müssen Flugbewegungen in der Nähe der Windanlagen erfasst und analysiert werden. Das neue System, das kritische Flugbewegungen in der Nähe der Windparks erkennt, basiert auf Passiv-Radar-Sensoren, die selbst keine eigene Radarstrahlung abgeben.
Nutzung vorhandener Rundfunksendernetze
Sie nutzen stattdessen schon vorhandene Rundfunksendernetze, um gefährdete Flieger zu orten. Besonders digitale Signale wie DAB+ und DVB-T eignen sich aufgrund ihrer Signalformen gut, um Objekte zu unterscheiden. „Wir können das System ohne eigenes Sendemodul und witterungsabhängig betreiben. Eine Sendegenehmigung wie bei aktiven Radarsensoren ist nicht erforderlich, daher lässt es sich kostengünstig betreiben“, sagt Heiner Kuschel, Abteilungsleiter am FHR in Wachtberg. „Die Kollisionswarnlichter schalten sich nur dann ein, wenn sich ein Flugzeug in einem Umkreis von vier Kilometern befindet und unter einer Höhe von 700 Metern fliegt. Mit den Passiv-Radar-Sensoren spannen wir über dem Windpark quasi einen Schutzbereich wie einen Sonnenschirm auf.“
Diese Rundfunksender senden Signale aus, die von den beobachteten Flugobjekten reflektiert werden. Mithilfe ausgefeilter mathematischer Algorithmen vergleicht das Passiv-Radar-Sensorsystem das Echosignal mit dem direkt empfangenen Rundfunksignal. Dieser Vergleich erlaubt die Berechnung von Entfernung, Ort und Geschwindigkeit des sich nähernden Flugzeugs.
Das System besteht aus drei Sensoren mit je einer Antenneneinheit, die am Windradmast befestigt werden und einer Signalverarbeitung, die im Mast untergebracht ist. Die Auswertung der Daten übernimmt ein zentraler Rechner für den gesamten Windpark.
Testbetrieb war erfolgreich
In einem Windpark der Firma Dirkshof in Reußen-Köge bei Husum wurde schon ein Prototyp der Anlage installiert und erfolgreich getestet. Aktuell optimieren Kuschel und sein Team die Algorithmen zur Signalanalyse, denn Parasol soll im nächsten Jahr in Betrieb gehen.
Zweikanalige Antennengruppe für einen Passiv-Radar-Sensor zur Detektion von Kleinflugzeugen in der Nähe von Windenergieanlagen.
Quelle: Fraunhofer FHR
„Mit der Installation der Kollisionswarnleuchten werden hoffentlich mehr Bürger dem Bau von Windparks zustimmen. Ziel von Parasol ist es, die erneuerbaren Energien voranzutreiben und den Wirtschaftsstandort Deutschland zu stärken“, sagt Kuschel. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit BMU fördert das Vorhaben mit 1,22 Millionen Euro für eine Projektlaufzeit von 2,5 Jahren.
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