Welche Gefahren es für Windkraftanlagen gibt und wie diese vermieden werden können
Aktuell stehen in Deutschland mehr als 30.000 Windkraftanlagen. Allein im letzten Jahr wurden 420 neue Onshore-Windkraftanlagen mit einer Leistung von 1.431 (MW) Megawatt in Deutschland neu errichtet. Mit 132 Millionen Megawattstunden im Jahr 2020 war Windkraft die stärkste Energiequelle in Deutschland. Dies entspricht in etwa dem Stromverbrauch einer Stadt wie Berlin, wobei rund 3,7 Millionen Einwohner zehn Jahre mit Energie versorgt werden können. Somit sind Windkraftanlagen einer der zukunftsorientiertesten und wichtigsten erneuerbaren Energiequellen. Die Errichtung der teils bis zu 200 Meter hohen Anlagen gestaltet sich aber nicht immer einfach. Die Risiken und Gefahren für Windkraftanlagen werden in diesem Beitrag näher beleuchtet.
Der Transport
Angesichts der Größe und auch des Gewichts einer Windkraftanlage kann bereits der Transport, von der Produktionsstätte bis hin zum Zielstandort, Probleme mit sich bringen. Da Gondel, Turm und Rotorblätter zudem separat transportiert werden, birgt jede Fahrt ein neues Risiko. Das Problem beim Transport einer Gondel beispielsweise ist das Gewicht: Eine Maschinengondel einer 2,0 Megawatt Anlage kann ein Gewicht von bis zu 70 Tonnen erreichen. Aufgrund dessen muss ein Schwerlasttransporter eingesetzt werden, um die Bauelemente sicher ans Ziel zu bringen. Dennoch kann es vorkommen, dass nicht alles reibungslos verläuft und ein Sachschaden entstehen kann. Ähnlich verhält es sich mit dem Turm einer Windkraftanlage, die Schwierigkeit ist hier vor allem die Größe und weniger das Gewicht. Der Großteil der bereits montierten Türme in Deutschland sind aus Stahlrohr, welche bis zu 30 Meter lang sein können. Erreicht der Turm eine Länge von 22 Metern, wird das Transportieren für Lastkraftwagenfahrer eine größere Herausforderung. Auch der Durchmesser des Turms wird oftmals unterschätzt, denn dieser stellt bei der Durchfahrt von Brücken eine Gefahr dar. In der Regel haben diese eine Höhe von 4,2 Metern, was laut dem Bundesverband für WindEnergie dem regulären Durchmesser einer 2 MW Windkraftanlage entspricht. Wird das bei der Planung der Fahrt nicht berücksichtigt, kann schnell eine kritische Lage entstehen. Zu guter Letzt ist der Transport der Rotorblätter die wohl größte Herausforderung. Da die Blätter in einem Stück produziert werden, können diese auch nur so transportiert werden. Die Länge der Blätter ist daher gerade in Waldstücken oder in Kurven mit engen Radien eine Herausforderung. Eine Enercon E-70 Anlage mit einer Nennleistung von 2000 kW/ 2300 kW hat einen Rotordurchmesser von 71 Metern – bei einer solchen Länge ist es für den Fahrer teilweise unmöglich alles im Blick zu behalten. Die Blätter können schnell hängenbleiben oder anecken, wodurch diese beschädigt werden können.
Die detaillierte Planung, die Prüfung und das Absichern der zu fahrenden Strecken ist daher für einen reibungslosen Ablauf von großer Bedeutung.
Die Montage
Auch die Montage von On- und Offshore Anlagen kann Gefahren bergen. Nachdem die Anlagenteile sicher transportiert wurden, müssen diese abgeladen werden. Bei solch einer Größe und solch einem hohem Gewicht ist Präzision gefragt. Gerade beim Kraneinsatz können bereits bei kleinen Fehlern große Schäden entstehen. Eine zu schnelle Bewegung kann zu einer Gewichtsverlagerung führen und im Extremfall ein Anlagenteil abrutschen lassen. Auch lockere Halterungen oder Kranseile, welche reißen können, stellen eine Gefährdung dar. Doch nicht nur bei Onshore Windkraftanlagen gibt es Risiken bei der Montage. Ein Offshore-Strukturbau ist weitgehend mit einem Schiffbau vergleichbar. Für Planung und Durchführung wird somit Konzentration und besondere Aufmerksamkeit gefordert. Gerade bei der Montage von Offshore-Windkraftanlagen besteht oftmals Absturzgefahr aufgrund der großen, schweren Bauteile. Diese müssen daher langsam und genau platziert werden.
Defekte Bauteile
Nicht nur der Transport und die Montage sind mit Risiken verbunden, auch vernachlässigte Wartungen können zur Gefahr werden. Windenergieanlagen müssen aufgrund ihrer technischen Komplexität regelmäßig gewartet werden. Die Wartungen und Inspektionen werden in bestimmten Abständen durchgeführt, um alle wichtigen mechanischen und elektrischen Komponenten zu überprüfen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die Anlage zu jeder Zeit in einem einwandfreien Zustand befindet. Sollte dies nicht der Fall sein, können regelmäßige Inspektionen frühzeitig auf mögliche Mängel und Schäden hinweisen. Denn kommt es zu Ausfällen oder Störungen, müssen diese schnellstens lokalisiert und behoben werden. Sind Bauelemente wie Rotor, Getriebe oder Gondel defekt, kann eine aufwendige Reparatur notwendig werden, welche eine längere Stillstandzeit verursachen kann. Regelmäßige Wartungen dürfen daher nicht vernachlässigt werden.
Naturgefahren
Aufgrund ihrer Höhe sind Blitzeinschläge in Windenergieanlagen keine Seltenheit. Bei einem defekten Blitzschutz können massive Schäden entstehen: abgeknickte Rotorblätter, die Beschädigung elektronischer Steuersysteme und schlimmstenfalls das Abbrennen der gesamten Anlage. Grundsätzlich wird zwischen einem direkten und einem indirekten Blitzeinschlag differenziert. Bei einem direkten Blitzeinschlag werden meist die Rotorblätter getroffen, wodurch das Blatt beschädigt oder sogar zerstört werden kann. Ein indirekter Blitzeinschlag hingegen schlägt in räumlichem Abstand zur Windkraftanlage in das Stromnetz ein. Die mögliche Überspannung vom Netz zur Windkraftanlage kann die elektronischen Bauteile beschädigen.
Neben Blitzeinschlägen sind auch Vereisungen von Windkraftanlagen bei tiefen Temperaturen keine Seltenheit. In Norddeutschland frieren Windräder durchschnittlich 7 bis 14 Tage pro Jahr ein, in großen Höhen sogar mehr als 30 Tage. Diese Eisansammlung kann sich je nach ihrer Beschaffenheit negativ auf die aerodynamischen Eigenschaften des Systems auswirken. Ihr Gewicht stellt statische und dynamische Belastungen dar, die zu Fehlfunktionen oder mechanischen Überlastungen führen können. Bei ungleichmäßigem Einfrieren der Rotorblätter besteht zudem die Gefahr von Schwingungen und Vibrationen im Betrieb, die zu einer Notabschaltung führen können.
Auch Korrosionen stellen ein Risiko für Windanlagen dar. Die stärksten Korrosionen treten an Offshore-Windenergieanlagen auf, da diese Wasser mit hohem Salzgehalt und extremer Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Stahl korrodiert und rostet, wenn dieser mit Sauerstoff und Wasser in Kontakt kommt. Dies schwächt die Komponenten und deren Haltbarkeit. Das Wasser führt zu einem Abbau von metallischen Fremdkörpern, das Salz hingegen verbessert seine Leitfähigkeit und macht es reaktiver. Durch diesen Prozess kann die Offshore-Windanlage beschädigt werden und im schlimmsten Fall ihre Standfestigkeit gefährden.
Fazit
Windkraftanlagen zu transportieren und diese zu montieren ist mit vielen Risiken verbunden. Um diesen vorzubeugen, können einige Präventionsmaßnahmen getroffen werden.
Zum einen ist die detaillierte Planung des Transports ein wichtiger Faktor. Die Absicherung des Transportwegs und die genaue Planung der Route sind hier die entscheidenden Faktoren. Zum anderen sollten die entsprechenden Versicherungen abgeschlossen werden. Diese minimieren zwar nicht die Risiken, helfen aber, wenn Schäden entstehen.
