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Symbolbild "Zeitschriften"

Windparks und Radar

Besonders interessant für:
  • Flugsicherung, Meteorologie, Bundeswehr
  • Betreiber von Windparks
  • Genehmigungsbehörden

Ein neues Messsystem kann, an einem Helikopter hängend, die elektrische Feldstärke und die Signalinhalte von Navigationsanlagen der Flugsicherung mit bisher unerreichter Genauigkeit erfassen. Als erweiterte Messeinrichtung kann es in Zukunft Messdaten aufzeichnen, mit denen sich schon im Vorfeld besser klären lässt, in welchem Ausmaß geplante Windenergieparks die Messdaten und die anschließende Signalverarbeitung von benachbarten Radaranlagen der Flugsicherung, Luftverteidigung oder Wetterbeobachtung beeinflussen würden.

Im Zusammenhang mit der Energiewende werden immer mehr Windparks gebaut. Doch die von deren Rotorblättern gestreuten Radarwellen können die Radarüberwachung von Meteorologen, Flugsicherung und Bundeswehr erheblich stören. Die hier übliche Simulation der Wellenausbreitung setzt zahlreiche Annahmen voraus, die bisher nicht durch Messungen verifiziert werden konnten. Folglich lassen sich Wechselwirkungen mit Windenergieanlagen noch nicht ausreichend sicher bewerten. Das neue Messsystem, das von der PTB gemeinsam mit der Firma FCS Flight Calibration Services GmbH entwickelt wurde, kann die grundlegenden Daten für Simulationsmodelle liefern und hierdurch Gutachtern helfen, verlässlichere Prognosen für Genehmigungsbehörden zu erstellen.

Der innovative Ansatz dieses Projektes (WERAN – Wechselwirkung Windenergieanlagen und Radar/Navigation) besteht darin, die komplexe Bewertung von Radarstörungen durch Windparks in messtechnisch erfassbare Zwischenschritte aufzuteilen und nur physikalisch kompatible Größen aus numerischen Simulationen und Messungen miteinander zu vergleichen. Es wird vom Bundesumweltministerium gefördert. Forschungspartner sind die Unternehmen FCS und steep GmbH sowie die Leibniz Universität Hannover.

Das Messsystem besteht aus einer Referenzantenne und einer Empfangseinrichtung. In seiner bisherigen Ausführung hängt es unter einem Helikopter und kann an beliebigen Punkten im Raum die elektromagnetische Feldstärke messen und zeitsynchron Messdaten und Position mit sehr hoher Abtastrate speichern. Tests haben gezeigt, dass damit das für die einwandfreie Signalübertragung (z. B. zwischen einem Instrumentenlandesystem und einem Flugzeug) notwendige elektromagnetische Fernfeld so genau gemessen werden kann, wie es die Internationale Zivilluftfahrtorganisation ICAO vorschreibt. Diese Validierungsmessungen werden damit erstmals in Europa auf das Internationale Einheitensystem (SI) rückgeführt und damit vergleichbar gemacht.

Als neueste Entwicklung wurde das Messsystem miniaturisiert und auf einem etwa 80 cm breiten Oktokopter montiert. Auf solchen Fluggeräten kann das System in Zukunft an Orten mit bereits existierenden oder geplanten Windparks zum Einsatz kommen und Daten zur Feldstärke und zu veränderten Signalinhalten an frei wählbaren Koordinaten über längere Zeiträume ermitteln.

Wissenschaftliche Veröffentlichung:

J. Bredemeyer, T. Schrader, T. Kleine- Ostmann, H. Garbe: Quasi-stationary signal-in-space measurements using traceable antennas. Proceedings of 17th International Flight Inspection Symposium IFIS (2012)