Die Energiewende in Deutschland erfordert den Bau zahlreicher neuer Windkraftanlagen. Neben dem Ausbau von Windparks vor der Küste gewinnt auch das sogenannte Repowering an Bedeutung, bei dem alte, kleinere Windkraftanlagen durch neue, große ersetzt werden.
Im Jahr 2019 wurden trotz des riesigen Bedarfs in Deutschland nur 35 neue Windkraftanlagen genehmigt. Die geringe Anzahl an Baugenehmigungen resultierte dabei nicht nur aus der Berücksichtigung von Umweltaspekten (z B Vogelschutz) und Akzeptanzproblemen bei der Bevölkerung (Mindestabstände zur Wohnbebauung, Infraschall) sondern vor allem aus den Schutzanforderungen für terrestrische Navigationssysteme und Radaranlagen der Luftfahrt. Insbesondere die 59 in Deutschland betriebenen Drehfunkfeuer verhindern oftmals die Genehmigung der Bauanträge. Die Drehfunkfeuer (engl. Very High Frequency Omnidirectional Radio Range - VOR) strahlen Funksignale im Frequenzbereich zwischen 108 MHz und 117,95 MHz ab, aus deren Empfang das Luftfahrzeug den Richtungswinkel zur Sendeanlage ableiten kann. Beim Standard-VOR (engl. Conventional VOR - CVOR) ist die Richtungsinformation in der Differenzphase zwischen einem mit 30 Hz frequenzmoduliertem omnidirektional abgestrahlten Referenzsignal und einem mit 30 Hz auf einem Antennenkreis umlaufend abgestrahlten Signal kodiert. Beim Doppler-VOR (engl. Doppler VOR - DVOR) ist das 30 Hz Referenzsignal amplitudenmoduliert und das auf dem Antennenkreis umlaufend abgestrahlte Signal erzeugt durch den Doppler-Effekt eine Frequenzmodulation, deren Phase von der Richtung des Empfängers im Flugzeug zum Standort des DVOR abhängt. Zum Schutz der Drehfunkfeuer vor Störungen des Signals durch Windkraftanlagen betrachtet die Deutsche Flugsicherung GmbH (DFS) den Anlagenschutzbereich in 15 km Umkreis, wenn neue Windkraftanlagen genehmigt werden sollen. Dazu setzt sie ein einfaches Bewertungstool auf Basis von Formeln für CVOR und DVOR ein, die in einem stark vereinfachten zweidimensionalen Modell die Winkelfehler infolge gestreuter Signale der einzelnen Windkraftanlagen überlagern. Die dabei getroffenen stark vereinfachenden Annahmen und die unzureichende Validierung der Ergebnisse haben immer wieder zu Rechtsstreitigkeiten geführt Ziel der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten und unter Leitung der PTB realisierten Projekte WERAN und WERAN+ ist und war es, eine wissenschaftliche Grundlage für die quantitative Bewertung der Störwirkung zu schaffen.
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Themenbereich der Metrologie
Elektrizität und Magnetismus
Zitierung
Kleine-Ostmann, T. & Schrader, T. (2022). Untersuchungen zur Wechselwirkung von Windkraftanlagen mit terrestrischen Navigationssysteme. PTB-Mitteilungen, 132(2), 31–36. https://doi.org/10.7795/310.20220299
