Standsicherheit mangelhaft

Ein Beitrag von Martin Verlage:
Gestern, am 3. Januar 2017, gab es einen Doppelschlag gegen die Windenergie. Gleich zwei Havarien bei älteren Rädern:

http://www.rbb-online.de/panorama/beitrag/2017/01/windrad-umgeknickt-passow-uckermark.html

http://www.ndr.de/nachrichten/niedersachsen/lueneburg_heide_unterelbe/Windrad-abgeknickt-Waren-lockere-Bolzen-Ursache,wulmstorf162.html

Dies sind die neuesten Ereignisse, zwei weitere Ausfälle gab es ja im letzten Monat:

Sitten:
http://www.lvz.de/Region/Doebeln/Durch-Unwucht-Defektes-Rotorblatt-reisst-Mast-um

Grischow:
http://www.n-tv.de/panorama/Windrad-Crash-gibt-Experten-Raetsel-auf-article19319406.html

Auffällig ist, dass die Experten in allen Fällen erstaunt sind. Es handelt sich um ältere Räder mit Höhen von um die 100 Metern, die jedoch deutlich vor dem Ende der Förderphase ungewollt vom Netz gehen. Das Umknicken von Masten ist wesentlich kritischer als die Brände. An der A63 zwischen Alzey und Mainz stehen 200m hohe Anlagen weniger als 200m von der Autobahn entfernt. Die rot/grüne-Landesregierung hatte vor einigen Jahren den Mindestabstand zu Fernstraßen herabgesetzt, weil ja angeblich nichts passieren könne. Die letzten Vorfälle sind ein leider eindringlicher Beweis dafür, dass die Annahmen zur Stabilität, so wie wie viele andere Annahmen, nicht halten. Müssen alle Anlagen jetzt ein neues Mindesthaltbarkeitsdatum bekommen?

Auch bemerkenswert: die Unfälle geschahen nicht bei Starkwind, es kam sozusagen aus heiterem Himmel.

Bis zum Septemer 2016 gab es auf Wikipedia eine Liste von Unfällen bei Windkraftanlagen. Leider ist diese gelöscht worden (Diskussion darüber kann man hier nachlesen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:L%C3%B6schkandidaten/1._September_2016#Liste_von_Unf.C3.A4llen_an_Windkraftanlagen_.28gel.C3.B6scht.29).

 

Es gibt angeblich kein Infraschallproblem, ausser bei der Standsicherheit des Windrads!

In seinem Referat vor Waldbauern aus dem LKR Starnberg machte Herr Peter Meier vom TÜV Süd Industrie Service (!!!) einige sehr interessante Aussagen. Obwohl der Referent in seinem ganzen Vortrag das Wort „Infraschall“ vermied, sind niederfrequente Schwingungen des Bauwerkes und der Luft ein großes Problem bei der Windparkplanung. Wenn Windkraftanlagen zu nahe beieinander stehen, führt das nicht nur zu einem Rückgang der elektrischen Leistung sondern die enstehenden Turbulenzen gefährden ihre Standsicherheit!

„Soviel Abstand wie möglich“, denn „Turbulenz löst Dauerschwingungen aus“

Zwar dämpfe der Wald den hörbaren Schall, aber das Turbulenzproblem sei bei WKAs im Wald größer. Während bei freiem Gelände der 5fache Rotordurchmesser als Abstand zwischen den Rädern reiche, müsse man bei Windrädern in Waldgebieten den 6-7fachen Rotordurchmesser als Abstand einhalten. Auch müsse man beim Anfahren und Betrieb des Windrades darauf achten, dass der kritische (Drehzahl-)Bereich der Anlage (=Eigenresonanz des Turmes) schnell durchfahren werde, um ein Aufschauckeln zu vermeiden. Der Tum hält mehrere Milionen Biegungen aus, aber die dynamische Belastung bewirkt bei Gittermasten ein Lockern der Schrauben und führt bei allen WKAs zu einer Ermüdung des Materials. Die ganze Problematik muss in einem Standsicherheitsgutachten abgeklärt und geprüft werden. Der TÜV Süd erstellt solche Gutachten.

Weitere Fachinformationen zu diesem Thema finden sich unter
http://tinyurl.com/Schwingung01
dort heißt es:

„Strukturdynamik: Ein Beispiel
Der 50 m hoher Turm einer Windkraftanlage schwingt ungefähr alle 3 Sekunden hin und her.
Die Frequenz, mit der unser Turm oszilliert, wird auch als Eigenfrequenz des Turmes
bezeichnet. Diese Eigenfrequenz hängt sowohl von der Höhe des Turmes als auch von der Windstärke, der Art des Stahles und dem Gewicht von Gondel und Rotor ab. Dies ist
normalerweise nicht weiter schlimm, da die Rotorblätter wie ein Bremsfallschirm diese
Schwingungen stark dämpfen. Kommen die Windböen jedoch im Gleichtakt wie die Turmschwingung so wird die Schwingung immer stärker.
Es können je nach Höhe des Turmes stattliche Schwingweiten von 1-2m erreicht werden.
Im Gegensatz zu Rotorblattschwingungen wodurch nur die Rotorblätter und evtl. Kupplungen des Triebstrangs, Getriebe beschädigt werden, führt ein Turmschaden meistens zur Zerstörung der ganzen Maschine.“

Schwingungsdämpfer für Windkraftanlagen:
Niederfrequente Schwingungstilger
Türme  von  Windkraftanlagen  schwingen  im  Wesentlichen  in  ihrer  ersten  und  zweiten Eigenmode,  wobei  die  erste  im  Frequenzbereich  von  0,3  bis  0,4  Hz  liegt,  die  zweite zwischen 2 und 3 Hz. Der Ort der größten Bewegung – hier sollte üblicherweise ein Tilger angebracht werden – ist bei der ersten Mode am oberen Ende des Turmes, bei der zweiten in der Mitte bis 2/3 Turmhöhe. Um beide Schwingungsmoden zu beeinflussen, müssen also zwei Tilger eingesetzt werden. Allerdings muss der Tilger für die erste Turmeigenschwingung eine  relativ  hohe  Masse  haben  (im  Bereich  von  1  bis  10  Tonnen)  die  i.  Allg.  pendelnd aufgehängt ist. Tilger für die zweite Turmfrequenz werden in etwa der Turmmitte angebracht und können kleinere Massen haben.

Quelle: http://tinyurl.com/Schwingung02
und       http://tinyurl.com/Schwingung03