Windanlagen in Flughafennähe 01.10.2013, 15:07 Uhr

Neues Messsystem für sichere Standortauswahl

Windgeneratoren können die Sicherheit des Flugverkehrs beeinträchtigen. Viele werden erst gar nicht gebaut, weil sie möglicherweise die Navigationssysteme stören könnten. Jetzt gibt es ein Messsystem, das sichere Entscheidungen ermöglicht.

Der Oktokopter fliegt eine vorgegebene Route anhand von Wegpunktmarkierungen automatisch ab. Die auf ihm montierte autarke Messsonde verfügt über drei Antennen und einen eigenen GPS-Empfänger. Der integrierte Mikroprozessor verarbeitet den Datenstrom des Empfängers sowie die GPS-Position und speichert diese Informationen zeitsynchron – und mit Zeitstempel versehen – ab. Die Messdaten lassen sich später zu einem beliebigen Zeitpunkt auswerten. 

Der Oktokopter fliegt eine vorgegebene Route anhand von Wegpunktmarkierungen automatisch ab. Die auf ihm montierte autarke Messsonde verfügt über drei Antennen und einen eigenen GPS-Empfänger. Der integrierte Mikroprozessor verarbeitet den Datenstrom des Empfängers sowie die GPS-Position und speichert diese Informationen zeitsynchron – und mit Zeitstempel versehen – ab. Die Messdaten lassen sich später zu einem beliebigen Zeitpunkt auswerten. 

Foto: PTB

Windparks in der Nähe von Flughäfen können zur Gefahr werden. Die herumwirbelnden Rotorblätter können Radarstrahlen streuen, sodass die Lotsen im Tower auf ihren Monitoren verwirrende Bilder sehen. Manch eine Windmühle wird nicht errichtet, weil es keine Garantie dafür gibt, dass sie den Flugverkehr nicht beeinträchtigt. Bisherige Gutachten sind auf Simulationen und Schätzungen angewiesen. Eine solche Simulation der Wellenausbreitung setzt zahlreiche Annahmen voraus, die bisher nicht durch Messungen verifiziert werden konnten. Folglich lassen sich Wechselwirkungen mit Windenergieanlagen bisher nicht ausreichend sicher bewerten. Es gab bisher einfach keine entsprechenden Messgeräte.

Unter dem Hubschrauber befinden sich eine Referenzantenne (Mitte) und eine Empfangseinrichtung (rote Messbox).

Unter dem Hubschrauber befinden sich eine Referenzantenne (Mitte) und eine Empfangseinrichtung (rote Messbox).

Foto: Flight Calibration Services

Die Unsicherheit hat jetzt ein Ende. Forscher der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) haben gemeinsam mit der FCS Flight Calibration Services aus Braunschweig ein Messgerät entwickelt, das die elektrische Feldstärke der Navigationsgeräte eines Flughafens in dessen Umgebung mit höchster Präzision erfasst.

Referenzantenne und Empfangseinheit werden unter einen Helikopter gehängt, der den fraglichen Bereich abscannt. Am Ende gibt es ein Protokoll, aus dem sich die Feldstärken an jedem Punkt des überflogenen Bereichs ablesen lassen. Ein GPS-Empfänger in der Messeinrichtung sorgt für eine exakte Zuordnung von Feldstärke und Ort. Die Genauigkeit des weltweit einmaligen Geräts entspricht den Anforderungen der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation ICAO. Die Daten fließen in ein Simulationsmodell ein, das ein verlässlicheres Bild liefert als bisher, weil es auf realen Messwerten beruht.

Testflüge mit dem Oktokopter

Dieses Antennensystem haben Thorsten Schrader, Leiter des PTB-Fachbereichs Hochfrequenz und Felder, und seine Kollegen sowie Partner aus der Forschung miniaturisiert und auf einen Oktokopter montiert. Dieses Fluggerät mit acht Rotoren hat einen Durchmesser von rund 80 Zentimeter. Testflüge waren bereits erfolgreich. Auf solchen Fluggeräten könnte der Sensor in Zukunft an Orten mit bereits existierenden oder geplanten Windparks eingesetzt werden, um Feldstärken und ihre Veränderungen über lange Zeiträume zu ermitteln.

Die so gemachten Erfahrungen können, so die Vorstellung der Entwickler, zu neuen Modellen führen, die die Zulässigkeit eines geplanten Windparkstandorts bereits im Vorfeld abschätzen helfen. 

Von Wolfgang Kempkens

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