Messung der Feldverteilung von Windkraftanlagen anhand eines skalierten Modells

Abstract

Im Rahmen der Energiewende werden in Deutschland zunehmend Windkraftanlagen (WKA) errichtet. Dabei werden weiträumig unbebaute, erhöht gelegene Flächen bevorzugt. Diese exponierte Lage wird jedoch ebenfalls für sicherheitsrelevante Funkdienste, wie Anlagen der terrestrischen Flugnavigation oder zur Schiffsnavigation, genutzt. In dem dadurch entstandenen Interessenkonflikt dürfen unter anderem die unbeabsichtigten elektromagnetischen Emissionen von Windkraftanlagen normativ vorgegebene Grenzwerte nicht überschreiten. Für diese Messungen sind in der CISPR 11 [1] und CISPR 16 [2] sowie in der TR9 [3] Messpositionen und Frequenzbänder definiert. Die Messungen werden in einem Abstand von 30 m an vier, um 90° versetzten, Positionen um die Anlage herum vorgenommen. Für Messungen im Frequenzbereich 150 kHz bis 30 MHz ist dabei gemäß [2] eine Messhöhe von 1 m vorgesehen, für Messungen von 30 MHz bis 1 GHz 2 m Höhe. Bei vorherigen Untersuchungen [4] wurde das elektrische Feld in dem Abstand von 29,75 m bis 30,25 m und der Höhe von 1 m bis 4 m numerisch simuliert. Dabei konnte eine nichthomogene Feldverteilung mit lokalen Minima und Maxima gezeigt werden. Es bleibt jedoch offen, welche Feldverteilung im Bereich 4 m bis 120 m zu erwarten ist. Diese ist jedoch durchaus von Interesse, wenn der Einfluss auf beispielsweise terrestrischer Flugnavigation bewertet werden soll. Da in diesen Höhen an einer WKA nur schwer bis unmöglich gemessen werden kann, wird in dieser Arbeit ein Windkraftanlagenmodell im Maßstab 1:100 vorgestellt. Bevor dieses Modell im Detail präsentiert wird, wird die numerische Überprüfung der Angaben aus [6] zur Skalierung des Messobjektes vorgestellt.