DStGB-Dokumentation N° 111 - Repowering-Kommunal

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tierten elektromagnetischen Welle genutzt. Die Sekundärradaranlagen
werden sowohl zu zivilen als auch zu
militärischen Zwecken eingesetzt und gewährleisten
die Überwachung von „kooperativen“ Zielen dank der
aktiven „Mitarbeit“ des Objekts an seiner Erkennung.
Mittels „Transponder-Abfrage“ können Radarechos fehlerfrei
und genau identifiziert und einem oder mehreren
besonderen Symbolen zugeordnet werden. Sehr häufig
ist die hierfür zusätzlich erforderliche Sekundärradarantenne
an eine große Primärradarantenne montiert.
Die Radaranlagen der Flugsicherung befinden sich
entweder als sogenannte „Großraum-Radar-Anlagen“
bundesweit an ausgewählten Standorten oder als Flugplatzanlagen
grundsätzlich auf einem zivilen oder militärischen
Flugplatz oder in deren unmittelbarer Nähe.
Diesen Anlagen gilt das besondere Interesse bei der
Betrachtung der Auswirkungen einer Windenergieanlage
auf Radar-Anlagen.
Die zivile Flugsicherung nutzt die Radar-Anlagen
einerseits für die Flugverkehrskontrolle entlang der
sogenannten Luftstraßen als auch zur An- und Abflugkontrolle
auf den Flughäfen. Für eine gesicherte Flugzielerfassung
– insbesondere für die Überwachung
von An- / Abflügen, denn hier ist eine Flugzielerfassung
auch in geringen Höhen über Grund erforderlich – ist
der Antennenstandort von entscheidender Bedeutung.
Die Antennenrotation hat Einfluss auf die anzuwendende
Staffelung zwischen den Luftfahrzeugen.
Die Arbeitsweise der militärischen Flugsicherung ist
grundsätzlich mit der zivilen vergleichbar. Gleichwohl
ergeben sich Unterschiede in der Nutzung von Primär-
und Sekundärradarsignalen. Während die zivile
Flugsicherung die Flugverkehrskontrolle grundsätzlich
mit Hilfe von Sekundärradaranlagen und deren Zieldarstellung
durchführt, nutzt die örtliche militärische Flugsicherung
in ihren Zuständigkeitsbereichen (ca. 35 bis
50 Kilometer Radius um einen oder mehrere militärische
Flugplätze), aus Flugsicherungs- und Sicherheitsgründen
die Flugzieldarstellung mit Hilfe von Sekundär- und
Primärradarsignalen.
2.1.1 Störung des 2D Radars durch Windenergieanlagen
Ein Primärradar bildet durch die Reflexion der elektromagnetischen
Wellen ein Ziel als Leuchtsymbol auf dem
Kontrollschirm des Lotsen ab. Dabei ist es zunächst
unwesentlich, ob diese Reflexion von einem Flugziel
oder von einer im Radarsichtfeld stehenden Windenergieanlage
stammt. Deren bewegliche Komponente, der
Rotor, bestimmt die Reflexion. Diese Reflexionsfläche ist
um ein vielfaches größer als ein Flugziel, das dadurch
überschattet wird. Der Fluglotse sieht bei einem analogen
Radar einen hellen Fleck auf dem Radarschirm,
ein Luftfahrzeug ist im Augenblick des Überfluges des
Bereiches nicht zu sehen.
In den kommenden Jahren werden die Primärradarsysteme
digitalisiert, das heißt, dass die eingehenden
Signale durch einen Computer verarbeitet werden,
bevor sie auf dem Bildschirm erscheinen. Mit Hilfe der
Digitalisierung werden sich fortbewegende Ziele von
feststehenden – zum Beispiel sich drehenden Rotoren
der Windenergieanlagen – unterschieden, die Windenergieanlagen-Signale
werden als solche erkannt und
nicht mehr angezeigt. Dies hat zur Folge, dass über dem
Signal der Windenergieanlage eine Art „Störzelle“ entsteht,
ein Luftfahrzeug, dass durch diese Störzelle fliegt
wird erst wieder angezeigt, wenn es die „Störzelle“ verlassen
hat.
Die Größe des Störbereichs einer einzeln stehenden
Anlage ist abhängig von ihrer Höhe und von der Entfernung
zum Radar. Während die Tiefe (senkrecht zum
Radar) des Bereichs konstant 240 Meter beträgt, ist die
Breite von der Entfernung und dem Winkel der Radarkeule
abhängig.
Ein digitales Radar verliert sein „Ziel“ nach drei Antennenumdrehungen
und benötigt, nachdem das „Ziel“ die
Störzelle verlassen hat, drei weitere Umdrehungen zur
erneuten Zielerfassung. Dies bedeutet, dass ein in eine
größere Störzelle (zum Beispiel ein Windpark) einfliegendes
Ziel nach ca. 15 Sekunden nicht mehr zu sehen
ist und erst 15 Sekunden nach Verlassen des Windparks
wieder aufgefasst wird. Damit kann eine sichere Führung
des kontrollierten Verkehrs nicht mehr gewährleistet werden,
die Sicherheit im Flugverkehr wäre damit gefährdet.
2.1.2 Windparks, Aufstellung und Dimensionierung
Untersuchungen hinsichtlich der technischen Verringerung
der Störgröße des Radarechos bei 2D Radaren
reichen von Beeinflussungen von Betriebsrotordrehzahl
über Rotorblattform, Materialien des Rotorblatts bis hin
zum inneren strukturellen Aufbau des Rotorblatts.
Nachdem Windenergieanlagen im Unterschied zu
Luftfahrzeugen eine ausgeprägte zeitvariante Radarreflektivität
zeigen, die stark durch die Rotordrehzahl
bestimmt wird, sind große, moderne Anlagen mit langsamer
Drehzahl radartechnisch vorteilhaft.
Technische Lösungsmöglichkeiten können helfen,
gleichwohl müssen zur Minimierung der Störung weiterhin
Grundsätze der Dimensionierung und Aufstellung
von Windparks beachtet werden.
34 Kommunale Handlungsmöglichkeiten beim Ausbau der Windenergie
11 / 2012