Luftsicherheit per Fingertipp

Windräder können auf Radarschirmen blinde Flecken erzeugen, weshalb ganze Windparks nicht genehmigt werden. Im militärischen Bereich sorgt S&R Elektrotechnik mit Technik von Wago dafür, dass Investitionen gesichert sind.

Verspargelung der Landschaft, Lärm oder Gefährdung von Vögeln – Windkrafträder müssen einiges an Kritik einstecken. Seit einer Weile gehört das Beeinträchtigen der Flugsicherheit dazu. Längst ist auch dieses Thema zum Politikum geworden. Denn in einem Grundsatzurteil entschied das Bundesverwaltungsgericht im April vergangenen Jahres, dass die Planungen für einen Windkraftpark bei Hannover gestoppt werden müssen, weil die Rotorblätter auf Radarschirmen der Flugsicherheit blinde Flecken erzeugen. Mehrere Gigawatt an geplanter Windkraftleistung, so der Bundesverband WindEnergie, seien blockiert.

Neue Auflagen der Bundeswehr

Nicht nur in der zivilen Luftfahrt, auch im militärischen Bereich drohten wegen gestörter Radarbilder Probleme bei der Genehmigung neuer Windenergieanlagen. Bis vor rund zwei Jahren hatte das Bundesverteidigungsministerium regelmäßig Pläne für das Aufstellen neuer Windräder durchgewunken. Dann aber kamen neue Vorgaben. „Das bedeutete für Betreiber von Windparks und Investoren natürlich eine immense Unsicherheit“, erläutert Nils Romotzki, Mitgründer und Mitinhaber von S&R Elektrotechnik.

S&R Elektrotechnik installiert unter anderem in Windparks Fernwirktechnik für das Management des produzierten Stroms. Zum Beispiel ein System, mit dem sich ein ganzer Windpark nach Bedarf vom Netz nehmen lässt, etwa dann, wenn an der Leipziger Strombörse ein Überangebot an Windstrom besteht. Als die Bundeswehr die Vorgaben für das Aufstellen neuer Windkrafträder änderte, war die junge Firma einmal mehr gefragt. „Die Bundeswehr wollte, dass sich die Anlagen bei Bedarf abschalten lassen, damit sie das Radar nicht beeinträchtigen. Dies aber nicht sektorenweise, wie wir es schon für die optimierte Stromvermarktung realisiert hatten, sondern es muss sich jedes Windrad einzeln stoppen lassen können“, erläutert Nils Romotzkis Kompagnon Meik Schmidt.

Hohe Flexibilität

Von Windparkbetreibern in Norddeutschland mit dem Finden einer Lösung beauftragt, erdachten Nils Romotzki und Meik Schmidt innerhalb von nur wenigen Wochen ein passendes System. „Wir haben reichlich telefoniert und erkundet, was machbar ist“, berichtet Nils Romotzki. Klar war: Jedes Windrad muss mit einer eigenen Steuerung ausgerüstet werden. Hilfreich ist, dass Windenergieanlagen per sé mit einem externen Stopp ausgestattet sein müssen. „Die Steuerung muss demnach nur den Befehl weitergeben, den Stoppkontakt auszulösen, der übrigens physisch geschaltet wird“ erläutert Meik Schmidt. Seinen Ausgang nimmt der Stopp-Befehl bei den Fluglotsen eines Fliegerhorsts der Bundeswehr.

So weit, so einfach. Im Detail freilich galt es einige Untiefen zu meistern, vor allem unterschiedliche Kommunikationsprotokolle galt es zu berücksichtigen. Nach zahlreichen Gesprächen schließlich stand das Layout des Systems. „Zentrale Elemente sind die Controller PFC 100 und PFC 200 von Wago. Denn die beherrschen alle erdenklichen Datenstandards, etwa für die Verbindung zu unterschiedlichen SCADA-Systemen oder die Datenübertragung über Glasfaser“, erläutert Meik Schmidt. In jedem Windrad ist ein PFC 100 (750-8101) installiert, der den Stoppbefehl an die Schaltung im Windkraftrad weiterreicht und den Zustand der Anlage im Blick hat. Über die in Windparks standardmäßig verlegten Glasfaserkabel sind die einzelnen Controller mit einem zentralen PFC 200 (750-8202) gekoppelt, der als Master-Controller fungiert. Der ist über ein spezielles Netzwerkprotokoll  mit dem SCADA-System des Windparks sicher über HTTPS und VPN Verbindungen verbunden und zugleich mit den Fluglotsen der Bundeswehr. Ein weiterer Vorteil: Das System lässt sich schnell und reibungslos mit der Automatisierungslösung e!COCKPIT von Wago konfigurieren.


Höchste Sicherheit gefragt

„Bedarfsgerechte Steuerung zur Vermeidung von Störungen des Rundsuchradars der Militärflugplätze“ haben die Norddeutschen ihr innovatives System getauft. Testgebiet ist der Windkraftpark Nenndorf bei Aurich. Ganz in der Nähe liegt der Fliegerhorst Wittmundhafen. Von dem Stützpunkt aus sichert das taktische Luftwaffengeschwader 71 „Richthofen“ mit Eurofightern den gesamten norddeutschen Luftraum. „Mit unserem System können nun die Fluglotsen im Tower des Fliegerhorsts die Windanlagen ganz nach Bedarf abschalten“, erläutert Nils Romotzki. Auf einem Touchscreen-Monitor sind die einzelnen Windkrafträder sowie ganze Windparks grafisch dargestellt, das Stoppen der Anlagen geschieht quasi per Fingertipp auf den Touchscreen. „Innerhalb von 60 Sekunden dürfen sich die Rotoren nicht mehr bewegen. In der Regel sind es weniger als 30 Sekunden“, erläutert Meik Schmidt.
Das ganze System ist hoch gesichert. Im Glasfasernetz des Windparks laufen die Informationen über eigene Fasern, zudem ist über ein Managed Switch-System ein ringförmiges Netzwerk realisiert, um die Ausfallsicherheit zu erhöhen. Die Switches stammen ebenfalls von Wago. Für die Datenübertragung zum Fliegerhorst sind zwei gesonderte DSL-Leitungen geschaltet. Wo kein DSL verfügbar ist, kann das System LTE- bzw. Satellitenverbindungen nutzen. Die Datenübertragung zwischen Windpark und Fliegerhorst ist mit https-Protokoll, SSL/TSL-Verschlüsselung und einem VPN-Tunnel geschützt. Auch eine Wago-USV (787-870) samt Diodenredundanzmudol (787-783) ist mit an Bord. Die Verfügbarkeit hat in dieser Anwendung die höchste Priorität was Ausfall und Kommunikation angeht.

Vorbildlicher Support

„Der PFC 100 ist mit der Aufgabe bestens ausgelastet, trotz verschiedener Protokolle, VPN-Funktionalität und SPS-Programm“, sagt NILS  Romotzki. Somit sind wir für weitere zusätzliche Aufgaben bestens gerüstet. Der Wago-Controller sei genau die richtige Wahl. „Wir hatten natürlich auch andere Anbieter im Blick. Mit Wago aber sind wir sehr glücklich. Nicht nur sind die Steuerungen äußerst flexibel und leicht zu konfigurieren, wir haben außerdem einen sehr guten Support erhalten“, sagt Meik Schmidt. 

Nachdem das Bundesverteidigungsministerium das System abgenommen hat, hat S&R Elektrotechnik bisher insgesamt rund 50 davon installiert. Weitere werden folgen, nicht nur in Norddeutschland. „Nach dem erfolgreichen Testlauf in Wittmundhafen sollen auch weitere Fliegerhorste mit dem System ausgerüstet werden“, sagt Nils Romotzki. Die Fluglotsen dort können dann ebenfalls per Fingerwisch für Flugsicherheit sorgen. Im militärischen Bereich jedenfalls sind Windkrafträder somit kein Störfaktor mehr.