Zusammenfassung Windenergieanlagen Radar Jan08 De

Radarstörungen durch Windenergieanlagen Seite 1 Version 1 vom 28. Dez. 2007 Version vom 22. Januar 2008

Übersetzung im Auftrag der Koordinierungsstelle Windenergie

STÖRWIRKUNGEN VON WINDENERGIEANLAGEN AUF RADARANLAGEN

ZUSAMMENSTELLUNG DER VERFÜGBAREN

INFORMATIONEN

Bericht im Auftrag von France Energie Eolienne

Verfasser: Jacques BERNARD-BOUISSIÈRES

Beratender Ingenieur, Links Conseil 1. Fassung, 28.12.2007 Stand vom 22.01.2008 mit Änderungen und Hypertext-Li nks zu den Dokumenten



Inhaltsverzeichnis

1. EINFÜHRUNG............................................................................................................................5

2. ABKÜRZUNGEN UND AKRONYME.....................................................................................5

3. REFERENZEN UND ZITIERTE DOKUMENTE....................................................................6

3.1 REFERENZEN ......................................................................................................................... 6

3.2 ANDERE ZITIERTE DOKUMENTE....................................................................................... 11

4. ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER PROBLEMATIK ................................13

5. DARSTELLUNG DES PROJEKTS RADAR- UND WINDENERGIEANLAGEN ..........16

6. ÜBERSICHT ÜBER DIE ZUSAMMENGETRAGENEN INFORMATIONEN..................17

7. TECHNISCHE UND GEOGRAPHISCHE INFORMATIONEN ZU FRANKREICH .......18

7.1 RADA RDA TEN UND BETRIEBSWEISEN ............................................................................ 18 7.1.1 Primärradaranlagen der Zivilluftfahrt.............................................................................. 20 7.1.2 Sekundärradaranlagen der Zivilluftfahrt......................................................................... 20 7.1.3 Militärische Pr imärradaranlagen ..................................................................................... 21 7.1.4 Militärische Sekundärradaranlagen ................................................................................ 22 7.1.5 Wetterradaranlagen (Météo-France) .............................................................................. 22 7.1.6 Radaranlagen der Seefahrt ............................................................................................ 25

7.2 STANDORTE DER BETRIEBENEN RADARA NLAGEN ...................................................... 27

7.3 WEITERE SENSIBLE FUNKVORRICHTUNGEN................................................................. 27

7.4 DATEN VON DERZEITIGEN UND GEPLA NTEN WEA ....................................................... 30

7.5 WINDPA RKDATEN................................................................................................................ 32

7.6 KARTOGRA PHIE DER IN FRA NKREICH BETRIEBENEN WEA ........................................ 33

7.7 GEPLA NTE STANDORTE VON WEA IN DER NÄHE VON RA DARANLAGEN ................. 33

8. BESTANDSAUFNAHME IN FRANKREICH.......................................................................34

8.1 ERFAHRUNGSBERICHTE AUS DER PRAXIS .................................................................... 34

8.2 DURCHGEFÜHRTE A RBEITEN UND V ERÖFFENTLICHTE BERICHTE .......................... 37 8.2.1 Wetterradaranlagen (Arbeiten der ANFR und von Météo-France) ................................ 37 8.2.2 Radaranlagen der Flugsicherung (Arbeiten der ANFR, der DGAC und der

Luftstreitkräfte) ................................................................................................................ 49 8.2.3 Radaranlagen des See- und Binnenschifffahrtsverkehrs............................................... 50 8.2.4 Weitere Arbeiten der ANFR............................................................................................ 51 8.2.5 Arbeiten der SER/FEE .................................................................................................... 51

8.3 MAßNAHMEN, DERZEIT IN FRANKREICH UNTERSUCHTE LÖSUNGEN....................... 51

8.4 STAND DER GESETZLICHEN VORSCHRIFTEN UND DER V ERWALTUNGSPRAXIS ... 52 8.4.1 Météo-France.................................................................................................................. 53



8.4.2 Die Generaldirektion für Zivilluftfahrt DGAC................................................................... 53 8.4.3 Verteidigungsministerium – Luftstreitkräfte.................................................................... 54 8.4.4 Radaranlagen der Seefahrt ............................................................................................ 55

9. BESTANDSAUFNAHME IN EUROPA UND DEN USA....................................................56

9.1 RADA R- UND WINDPA RKDATEN........................................................................................ 56 9.1.1 Großbritannien ................................................................................................................ 56 9.1.2 Andere europäische Länder ........................................................................................... 59 9.1.3 USA ................................................................................................................................. 59

9.2 BESTANDSA UFNA HME DER PROBLEMATIK NACH LAND ODER INSTITUTION.......... 61 9.2.1 Großbritannien ................................................................................................................ 61 9.2.2 Deutschland .................................................................................................................... 65 9.2.3 Dänemark........................................................................................................................ 68 9.2.4 Niederlande ..................................................................................................................... 69 9.2.5 Schw eden........................................................................................................................ 70 9.2.6 Norw egen........................................................................................................................ 71 9.2.7 Spanien ........................................................................................................................... 71 9.2.8 EUMETNET .................................................................................................................... 71 9.2.9 EUROCONTROL ............................................................................................................ 72 9.2.10 NATO .............................................................................................................................. 73 9.2.11 IEA Wind ......................................................................................................................... 73 9.2.12 USA ................................................................................................................................. 73

9.3 ERFAHRUNGSBERICHTE AUS DER PRAXIS .................................................................... 76 9.3.1 Aussage des Leiters der Flugsicherung des Internationalen Flughafens Prestw ick,

Elliott Summers, Januar 2001 [R04]:.............................................................................. 76 9.3.2 Bericht von Spaven Consulting (12.2001) „Wind turbines and radar: operational

experience and mitigation measures“ [R05]................................................................... 76 9.3.3 Bericht „Wind turbines and aviation interests - European experience and practice“

der STASYS Ltd (01.2003) [R06] ................................................................................... 80 9.3.4 Verschiedene Erfahrungen mit Wetterradaranlagen in Europa ..................................... 80

9.4 DURCHGEFÜHRTE A RBEITEN UND V ERÖFFENTLICHTE BERICHTE .......................... 82 9.4.1 QinetiQ-Ber icht „Wind farms impact on radar aviation interests - f inal report“

(September 2003) [R07] ................................................................................................. 82 9.4.2 Bericht von Alenia Marconi Systems Limited: „Feasibility of mitigating the effects of

windfarms on primary radar“ (Juni 2003) [R09].............................................................. 88 9.4.3 Bericht von SEI/QinetiQ „ Investigation of the impact of w ind turbines on the MSSR

installat ions …“ (September 2004) [R10] ..................................................................... 90 9.4.4 QinetiQ-Ber icht „Design and manufacture of radar absorbing w ind turbine blades“

(02.2005) [R11] ............................................................................................................... 92 9.4.5 TNO-FEL-Bericht „Radar obstructions & w ind turbines“ (Juli 2004) [R18] .................... 95 9.4.6 RAF-Prüfbericht „The effects of wind turbine farms on air defence radars -

AWC/WAD/72/652/TRIALS“ (06.01.2005) [] .................................................................. 96 9.4.7 Versuchsbericht der Royal Air France « Further evidence of the effects of w ind

turbine farms on AD radar » (12.08.2005) [].................................................................. 97 9.4.8 Versuchsbericht der Royal Air Force „The effects of wind turbine farms on ATC

radar - AWC/WAD/72/665/TRIALS“ (10.05.2005) []....................................................... 99 9.4.9 Artikel und Präsentationen zur Versuchsreihe 2005/06 des DTI unter Beteiligung

von BAE Systems ......................................................................................................... 101 9.4.10 Richtlinie „CA P 764 - CAA Policy and Guidelines on Wind Turbines“ [R17] ............... 103 9.4.11 Präsentation „Systems and Wind turbines“ von Navcom Consult (April 2006) [R21] . 104



9.4.12 Vortrag „On the Concept of the Radar Cross Section RCS of Distorting Objects like Wind Turbines for the Weather Radar“ auf der Konferenz ERAD 2006 (09.2006) [R22] .............................................................................................................................. 105

9.4.13 Bericht des US-Verteidigungsministeriums DoD, veröffentlicht am 27. September 2006: „The Effect of Windmill Farms On Military Readiness“ [R20] ............................ 106

9.4.14 Vorträge auf der Konferenz BWEA 28 (Oktober 2006) ................................................ 109 9.4.15 NATS-Ber icht (12.2006) „Options for mitigating the impact of w ind turbines on

NERL's primary radar infrastructures“ []....................................................................... 118 9.4.16 TNO-Vortrag (04.2007) „Radar Performance Degradation due to the Presence of

Wind Turbines“ [R19] .................................................................................................... 119 9.4.17 Sensis-Vortrag (04.2007) « Wind Farm Clutter Mit igation in Air Surveillance

Radar » []....................................................................................................................... 120 9.4.18 Vortrag „Seeing Through the Spin“ von Vertretern der Royal Air Force und des

MoD auf der All-Energy’07- Konferenz (05.2007) []................................................... 121 9.4.19 Arbeiten aus den USA vom ARRC und dem WSR-88D-Betriebszentrum .................. 122 9.4.20 Arbeiten der EA DS-Deutschland GmbH ...................................................................... 126

9.5 AKTIV ITÄTEN, DERZEIT IN EUROPA UND IN DEN USA UNTERSUCHTE LÖSUNGEN ......................................................................................................................... 126

9.5.1 Windenergieanlagen ..................................................................................................... 126 9.5.2 Radaranlagen................................................................................................................ 126

10. PROBLEME BEI RARANLAGEN DER SEEFAHRT UND OFFSHORE-WINDPARKS ......................................................................................................................... 128

11. AKTUELLER STAND DER GESETZLICHEN VORSCHRIFTEN UND DER VERWALTUNGSPRAXIS UND ZUKÜNFTIGE ENTWICKLUNGEN IN EUROPA UND DER WELT ...................................................................................................................131

12. ZUSAMMENSTELLUNG DER DERZEITIGEN SITUATION......................................... 131

ANHANG 1: STANDORTE UND LEISTUNGSFÄHIGKEIT DER PRIMÄRRADARANLAGEN DER DGAC ......................................................................... 132

ANHANG 2: STANDORTE DER SEKUNDÄRRADARANLAGEN DER DGAC .............. 133

ANHANG 3: STANDORTE UND ABDECKUNG DER STATIONÄREN MILITÄRRADARANLAGEN ............................................................................................... 135

ANHANG 4: STANDORTE DER WETTERRADARANLAGEN........................................... 136

ANHANG 5: STANDORTE DER HAFEN- UND CROSS-RADARANLAGEN.................. 139

ANHANG 6: IN FRANKREICH BETRIEBENE WINDENERGIEANLAGEN ..................... 140

ANHANG 7: STANDORTE DER WETTERRADARANLAGEN IN EUROPA ................... 141

ANHANG 8: SCHUTZMAßNAHMEN FÜR ZIVILE UND MILITÄRISCHE RADARANLAGEN (STAND 2003).................................................................................... 142



1. EINFÜHRUNG

Der vorliegende Bericht w urde im Auftrag des französischen Verbands France Energie Eolienne (FEE) erstellt, der im französischen Erneuerbare-Energien-Verband Syndicat des énergies renouvelables (SER) für den Windenergiebereich zuständig ist. Der Bericht gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik in Frankreich, aber auch auf internationaler Ebene, zur Problematik der Ausw irkungen von Windenergieanlagen (WEA) auf Radaranlagen (Radare der zivilen und militär ischen Flugsicherung, Wetter- und Seefahrtsradare) sowie über bestehende Maßnahmen und Studien zur Reduzierung der Auswirkungen.

Da sich der Informationsstand ständig w eiterentw ickelt, w erden einige Kapitel laufend überprüft, vervollständigt und aktualisiert. Die entsprechenden Stellen sind mit dem Vermerk „ZU ERGÄ NZEN" gekennzeichnet.

2. ABKÜRZUNGEN UND AKRONYME

In diesem Dokument w erden die nachfolgenden Abkürzungen und Akronyme verw endet. Abkürzungen aus anderen Sprachen w erden mit der Bezeichnung, für die sie in der jew eiligen Sprache stehen, und mit deutscher Übersetzung angegeben.

ATC "Air Traff ic Control": englisch für „Flugverkehrskontrolle“

ATS "Air Traff ic Services": englisch für „Flugsicherungsdienste“

BMU Bundesministerium für Umw elt, Naturschutz und Reaktorsicherheit

BWEA "British Wind Energy Association": Britischer Windenergieverband

CAA "Civil Aviation Authority": Britische Zivilluftfahrtbehörde

CFAR "Constant False Alarm Rate"; englisch für „Falschalarmrate“ (FAR)

DGPS "Differential global posit ioning system": englisch für Differential-GPS

DoD "Department of Defense": US-Verteidigungsministerium

DTI "Department of Trade and Industry": Britisches Handels- und Industrieministerium

FAA "Federal Aviation Administration": Luftfahrtaufsichtsbehörde der USA

IEA "International Energy Agency": Internationale Energieagentur, 1974 von der OECD gegründet

MoD "Ministry of Defense": Britisches Verteidigungsministerium

MTI "Moving Target Indicator": englisch für „Selektion bew eglicher Ziele“ (SBZ); Baugruppe zur „Festzeichenunterdrückung beruhend auf vorhandenen bzw . nicht vorhandenen Doppler-Effekten.

PA R "Precision Approach Radar system"

RAG "Range Azimuth Gating": Radartechnik zur Entfernungs- und Azimutfilterung

RAM "Radar Absorbent material": englisch für „Radarw ellen absorbierende Mater ialien“



GB Abkürzung für "Großbritannien"

RCS "Radar cross section": englisch für „Radarquerschnitt“

STC "Sensitivity Time Control": Radartechnik zur Entfernungs- und Azimutfilterung durch Empfindlichkeitsverringerung bei kurzen Reichw eiten (siehe [R34] und [R35])

TACAN "TACtical Air Navigation": englisch für „taktische Flugnavigation“ bezeichnet ein militär isches Flugnavigationssystem, das präziser ist als das VOR-System.

UK Englische Abkürzung für „United Kingdom“, GB auf Deutsch

USAF "US Air Force": amerikanische Luftstreitkräfte

VOR "VHF Omnidirectional Range": englisch für „UKW-Drehfunkfeuer“, Funkortungssystem der Luftfahrt, das auf VHF-Frequenzen (zu Deutsch: UKW, Ultrakurzw elle) beruht.

WTC "Wind Turbine Clutter": englisch für durch WEA hervorgerufene Clutter

3. REFERENZEN UND ZITIERTE DOKUMENTE

In diesem Bericht w erden zwei Arten von Dokumenten zitiert: 1. Referenzen [Rxx], d. h. Dokumente mit w ichtigen Fachinformationen zum Thema, 2. Zitierte Dokumente [Dxx], d. h. Dokumente mit eher informativem Charakter.

3.1 REFERENZEN

R01 Bericht CCE5 Nr. 1 der ANFR (19.09.2005): „Perturbations du fonctionnement des radars météorologiques par les éoliennes“ (Störwirkungen von Windenergieanlagen auf Radarsysteme der Wetterdienste)

R02 Bericht CCE5 Nr. 2 der ANFR: „Perturbations du fonctionnement des radars f ixes de l’aviation civile et de la défense par les éoliennes“ (Störw irkungen von Windenergieanlagen auf stationäre Radaranlagen der zivilen und militärischen Luftfahrt).

R03 Bericht des SER/FEE: „Problématique éoliennes / radars - état des lieux de la situation et synthèse des expériences étrangères“ (Zur Problematik der Windenergieanlagen und Radaranlagen – Bestandsaufnahme und Zusammenstellung der Erfahrungen im Ausland)

R04 Bericht des Chefs der Abteilung Flugsicherung des Internationalen Flughafens Prestw ick, Elliott Summers (01.2001)

R05 Bericht von Spaven Consulting (12.2001): „Wind turbines and radar: operational experience and mitigation measures“ (Windenergieanlagen und Radar: Praxiserfahrungen und Dämpfungsmaßnahmen)

R06 Bericht der STASYS Ltd (01.2003): „Wind turbines and aviation interests - European experience and practice“ (Windenergieanlagen und Interessen der Luftfahrt – Erfahrungen und Praxis in Europa)

R07 QinetiQ-Ber icht (09.2003): „Wind farms impact on radar aviation interests - f inal report“ (Auswirkungen von Windparks auf die Radarüberw achung und Interessen der Luftfahrt – Abschlussbericht)

R08 Präsentation Dr. John G. Gallagher (QinetiQ) (03.2003) auf der Konferenz „UK Offshore Wind 2003: „Radar Impact Assessment“ (Prüfung der Radarverträglichkeit)



R09 Bericht von Alenia Marconi Systems Limited (06.2003): „Feasibility of mitigating the effects of w indfarms on primary radar“ (Möglichkeiten zur Dämpfung des Ausw irkungen von Windparks auf Primärradaranlagen)

R10 Bericht von SEI/QinetiQ (09.2004): „Investigation of the impact of wind turbines on the MSSR installat ions…“ (Untersuchung der Ausw irkungen von Windenergieanlagen auf die Monopuls-Sekundärradaranlagen…)

R11 QinetiQ-Ber icht (02.2005): „Design and manufacture of radar absorbing w ind turbine blades“ (Auslegung und Herstellung von radarabsorbierenden Rotorblättern)

R12 Präsentation der Arbeitsgruppe GT RADEOL(03.02.2006): „SER et SER DOPPLER d'une éolienne“ (Radarquerschnitt und Doppler-Radarquerschnitt einer Windenergieanlage)

R13 Technische Anleitung der Arbeitsgruppe GT RADEOL (05.04.2006): „Cohabitation parcs éoliens et radars météorologiques : contraintes“ (Koexistenz von Windparks und Wetterradaranlagen: Einschränkungen)

R14 Mitteilung der Arbeitsgruppe GT RA DEOL (19.06.2006): „Surface Equivalente Radar des éoliennes et mesure de détermination des zones d'impact sur la mesure Doppler“ (Radarquerschnitt von Windenergieanlagen und Messungen zur Bestimmung von Doppler-Bereichen)

R15 Technische Anleitung der Arbeitsgruppe GT RADEOL (10.2007): „Variation des dimensions des zones d'impact Doppler avec la distance“ (Veränderungen der Doppler-Bereiche mit der Entfernung)

R16 Präsentation von Serge Balesta (DIRSO) bei der DRIRE Midi-Pyrénées (08.12.2006): „Cohabitation radars météorologiques – éoliennes“ (Koexistenz von Wetterradaranlagen und Windenergieanlagen)

R17 Richtlinie (07.2006): „CAP 764 - CAA Policy and Guidelines on Wind Turbines“ (CAP 764 – Grundsätze und Leit linien der Brit ischen Zivilluftfahrtbehörde CAA zu Windenergieanlagen)

R18 Bericht des TNO-FEL (07.2004): „Radar obstructions & wind turbines“ (Radarstörungen und Windenergieanlagen)

R19 Mitteilung der TNO Defence, Security and Safety (04.2007): „Radar Performance Degradation due to the Presence of Wind Turbines“ (Leistungsverluste bei Radaranlagen durch Windenergieanlagen)

R20 Bericht des US-Verteidigungsministeriums (DoD)(27.09.2006): „The Effect of Windmill Farms On Military Readiness“ (Auswirkungen von Windparks auf die militärische Einsatzbereitschaft)

R21 Präsentation von Navcom Consult (04.2006): „Systems and Wind turbines“ (Radar-, Navitations- und Landesysteme und Windenergieanlagen)

R22 Vortrag von Gerhard Greving (NAVCOM Consult) und Martin Malkomes (Gamic GmbH) anlässlich der ERAD 2006-Konferenz (09.2006): „On the Concept of the Radar Cross Section RCS of Distorting Objects like Wind Turbines for the Weather Radar“ (Über den Radarquerschnitt störender Objekte w ie Windenergieanlagen in Bezug auf Wetterradare)

R23 Vortrag von Gerhard Greving (NAVCOM Consult) anlässlich der ERA D 2006-Konferenz (09.2006): „Numerical Simulations of Environmental Distortions by Scattering of Objects for the Radar - SSR and Flat Roofs, RCS and Windturbines“ (Numerische Simulationen von Störungen im Radar durch Streuung der Objekte in der Umgebung: Sekundärradaranlagen und Flachdächer, Radarquerschnitt und Windenergieanlagen)

R24 Vortrag von Julian Chafer FRICS auf der Windenergiekonferenz BWEA 28 (10.2006): „MOD aviation and w ind turbines“ (Militärische Luftfahrt und Windenergieanlagen)



R25 Vortrag des britischen Ministeriums für Handel und Industrie (DTI) (10.2006): „The Government View “ (Die Regierungssicht) gehalten auf der Windenergiekonferenz BWEA 28

R26 Vortrag von HVR Consult ing Services auf der Windenergiekonferenz BWEA 28 (10.2006): „Primary radar v Wind farms“ (Primärradar vs. Windparks)

R27 Vortrag von QinetiQ auf der Windenergiekonferenz BWEA 28 (10.2006): „Stealthy Wind Turbines –Addressing the Radar Issue“ (Stealth-Windenergieanlagen als Lösungsansatz für die Radarproblematik)

R28 Vortrag von BAE Systems auf der Windenergiekonferenz BWEA 28 (10.2006): „Stealth Technology For Wind Turbines Addressing the Aviation and Marine Radar Issues“ (Stealth-Technologien für Windenergieanlagen als Lösungsansatz für die Radarproblematik in Luftverkehr und Seefahrt)

R29 Vortrag von BAE Systems auf der Windenergiekonferenz BWEA 28 (10.2006): „Advanced Digital Tracker solutions for radar“ (Advanced Digital Tracker als Lösung für Radaranlagen)

R30 Vortrag von Sensis auf der Windenergiekonferenz BWEA 28 (10.2006): „Addressing the problem of Wind Turbine Interference on Primary Radar“ (Lösungsansätze für das Problem der Interferenzen von Windenergieanlagen auf Primärradare)

R31 Vortrag der Royal Air Force auf der Windenergiekonferenz BWEA 28 (10.2006): „Wind Turbines and Air Defence Radar“ (Windenergieanlagen und Radaranlagen der Luftverteidigung)

R32 Vortrag von PagerPow er auf der Windenergiekonferenz BWEA 28 (10.2006): „An Industry View of Technical Developments in Wind Farm Aviation Issues“ (Sicht der Industrie: technische Entw icklungen bei der Problematik von Windparks und Luftfahrt)

R33 Vortrag von Met Office auf der Windenergiekonferenz BWEA 28 (10.2006): „Wind Turbines and Air Defence Radar“ (Windenergieanlagen und Radaranlagen der Luftverteidigung)

R34 Bericht der NATS (12.2006): „Options for mitigating the impact of w ind turbines on NERL's primary radar infrastructures“ (Möglichkeiten zur Dämpfung der Ausw irkungen von Windenergieanlagen auf die Primärradaranlagen von NERL)

R35 Mitteilung von Sensis (IEEE Radar 2007 - 04.2007): „Wind Farm Clutter Mitigation in Air Surveillance Radar“ (Abschwächung von Windpark-Cluttereffekten auf Radaranlagen der Luftraumüberw achung)

R36 Gemeinsame Stellungnahme des Verteidigungsministeriums DoD und des Ministeriums für innere Sicherheit (DoD und DHS, Department of Homeland Security) der USA (21.03.2006): „Interim Policy on Proposed Windmill Farm Locations“ (Vorläufige Richtlinie zu geplanten Windparkstandorten)

R37 Bericht von N. Ward und A. J. Grant der Seezeichenverw altungen von Großbritannien und Irland (07.2004): „The Effects of Wind-farms on Marine Radio Systems“ (Ausw irkungen von Windparks auf den Seefunk)

R38 MCA-QinetiQ-Bericht (15.11.2004): „Results of the electromagnetic investigations and assessments of marine radar, communications and positioning systems undertaken at the North Hoyle w ind farm by QinetiQ and the Marit ime and Coastguard Agency“ (Ergebnisse der elektromagnetischen Untersuchungen und Bew ertungen der Radar-, Kommunikations- und Positionsbestimmungssysteme auf See in der Nähe des Windparks North Hoyle, durchgeführt von QinetiQ und der britischen Küstenw ache MCA)

R39 MCA-Bericht (05.2005): „Offshore Wind Farm Helicopter Search and Rescue Trials Undertaken at the North Hoyle Wind Farm“ (Search and Rescue mit Hubschraubern an Offshore-Windparks – Tests am Windpark North Hoyle)



R40 Bericht von BWEA/ MARICO Marine (04.2007): „Investigation of Technical and Operational Effects on Marine Radar Close to Kentish Flats Offshore Wind Farm“ (Erforschung der Auswirkungen auf Technik und Betrieb von Marineradaren in der Nähe des Offshore-Windparks Kentish Flats)

R41 Mitteilung der britischen MCA (09.2004): „MGN 275 (M) - Proposed UK Offshore Renew able Energy Installat ions (OREI) - Guidance on Navigational Safety Issues“ (Geplante brit ische Offshore-Erneuerbare-Energien-Anlagen (OREI) – Richtlinie zu Sicherheitsfragen für die Schifffahrt)

R42 Formular der britischen MCA (03.2006): „WINDFARM: “SHIPPING ROUTE” Template“ (Ungefähre Vorgaben für Schifffahrtsrouten in und um Windparks)

R43 Handbuch der ANFR (erste Fassung 03.07.2007): „Guide sur la problématique de la perturbation du fonctionnement des radars par les éoliennes" (Handbuch zur Problematik der Störw irkung von Windenergieanlagen auf Radaranlagen)

R44 Kommentierte Zusammenfassung der DSO/CMR von Météo-France (21.09.2007): „Validation par l’observation du modèle d’impact des éoliennes sur les radars météorologiques“ (Gültigkeitsprüfung durch Beobachtung des Ausw irkungsmodells von Windenergieanlagen auf Wetteradare)

R45 Entw urf eines Rundschreibens (09.2007): „Perturbations par les aérogénérateurs du fonctionnent des radars f ixes de l’Aviation civile, de la Défense nationale, de Météo-France et des ports et navigation maritime et f luviale (PNM)“ (Störw irkungen von Windenergieanlagen auf stationäre Radaranlagen der zivilen und militärischen Luftfahrt, von Wetterdienst Météo-France sow ie der Häfen und Binnen- und Seeschifffahrt (PNM))

R46 Testbericht der Royal Air Force (06.01.2005): „The effects of w ind turbine farms on air defence radars - AWC/WAD/72/652/TRIALS“ der Royal Air Force (Auswirkungen von Windparks auf Radare der Luftverteidigung)

R47 Testbericht der Royal Air Force (12.08.2005): „Further evidence of the effects of w ind turbine farms on AD radar“ (Weitere nachgew iesene Ausw irkungen von Windparks auf Radare der Luftverteidung)

R48 Testbericht der Royal Air Force (10.05.2005): „The effects of w ind turbine farms on ATC radar - AWC/WAD/72/665/TRIALS“ der Royal Air Force (Ausw irkungen von Windparks auf ATC-Radare (Luftverkehrskontrolle) – AWC/WAD/72/665/TRIALS)

R49 Vortrag von Julian Chaffer FRICS (MoD) auf der All-Energy Konferenz (25.05.2006): „Wind turbines and military radar: w here now? what next?“ (Windenergieanlagen und militärische Radaranlagen: aktueller Stand und nächste Schritte)

R50 Vortrag zum Thema Luftverteidigung des MoD anlässlich der All-Energy’07-Konferenz (05.2007): „Seeing Through the Spin“(Sicherheit trotz Windenergieanlagen)

R51 Abschlussbericht OPERA II (12.2006): „ Impact of Wind Turbines on Weather Radars” (Auswirkungen von Windenergieanlagen auf Wetterradare)

R52 Präsentation des ARRC (Robert Palmer und Brad Isom) (19.10.05): „Mit igation of Wind Turbine Clutter on the WSD-88D Netw ork“ (Abschwächung der Windenergieanlagen-Clutter im WSD-88D-Netzw erk)

R53 Präsentation des ARRC (Robert Palmer und Brad Isom) (10.02.2006): „Mitigation of Wind Turbine Clutter on the WSD-88D Netw ork“ (Abschwächung der Windenergieanlagen-Clutter im WSD-88D-Netzw erk)



R54 Präsentation des ROC (Timothy L. Wiegman) (29.08.2006): „ Introduction to the nature and extent of w ind turbine clutter - meteorological and climatological aspects“ (Einführung in Art und Ausmaß der Windenergieanlagen-Clutter – meteorologische und klimatologische Aspekte)

R55 Präsentation des ARRC (Robert Palmer und Brad Isom) (29.08.2006): „Signal Processing Research for Wind Turbine Clutter (WTC) Mitigation“ (Forschung im Bereich Signalverarbeitung für die Abschwächung der Windenergieanlagen-Clutter (WTC))

R56 Präsentation des ARRC (Robert Palmer und Brad Isom) (11.2006): „Mit igation of Wind Turbine Clutter on the WSR-88D Radars Using Spectral Processing and Non-Linear Filtering“ (Abschwächung der Windenergieanlagen-Clutter auf dem WSR-88D-Radar mit Hilfe der Spektralverarbeitung und nichtlinearer Filter)

R57 Präsentation des ROC (Richard Vogt) (01.11.2006): „Wind Farms and Weather Surveillance Radars” (Windparks und Wetterradare)

R58 ROC-ARRC-Papier (01.2007) anlässlich der Konferenz der American Meteorological Society: „Impacts of w ind farms on WSR-88D operations and policy considerations“ (Auswirkungen von Windparks auf den Betrieb von WSR-88D und Überlegungen zum polit ischen Kurs)

R59 Präsentation des ROC (Don Burgess) (27.03.2007): „Impacts of Wind Farms on WSR-88D and Forecast Operations - Interim Report to the TAC“ (Ausw irkungen von Windparks auf WSR-88D und auf Wettervorhersagen - Zw ischenbericht an den Beratenden Technischen Ausschuss (Technical Advisory Committee, TA C))

R60 Präsentation des ARRC (Robert Palmer und Brad Isom) (04.2007): „Update of Wind Turbine Clutter Study at the University of Oklahoma“ (Aktualisierung der Studie der University of Oklahoma über Windenergieanlagen-Clutter)

R61 ROC-ARRC-Papier (07.2007) anlässlich der Konferenz WINDPOWER 2007: „Weather radars and w ind farms – w orking together for mutual benefit“ (Wetterradare und Windparks – Zusammenarbeit zum beidseit igen Vorteil)

R62 ROC-ARRC-Papier (08.2007) anlässlich der 33. Radar Meteorology- Konferenz: „Characterization and mitigation of w ind turbine clutter on the WSR-88D netw ork“ (Bestimmung und Abschw ächung der Windenergieanlagen-Clutter im WSR-88D-Netzw erk)

R63 Bericht von THALES Air Traff ic Management (12.12.2005): „ Impact des champs d'éoliennes sur les radars primaires et secondaires“ (Störwirkungen von Windparks auf Primär- und Sekundärradaranlagen) – eingeschränkte Verbreitung für DSNA – DTI-

R64 DTI-MCA-Handbuch (12.2005): „Guidance on the assessment of the impact of offshore w ind farms“ (Leitlinie für die Bew ertung der Ausw irkungen von Offshore-Windparks)

R65 CETMEF-Präsentation (27.11.2007): „Problématique de la cohabitation des éoliennes avec les radars et autres systèmes de radionavigation marit imes et f luviaux“ (Problematik der Koexistenz von Windenergieanlagen und Radaranlagen sow ie anderen Funksystemen der See- und Binnenschifffahrt)

R66 Präsentation gehalten von Patrick Perez (EA DS Defence & Security GmbH) (27.11.2007): „Windenergieanlagen – Radar: Problematik und Verbesserungspotential“



3.2 ANDERE ZITIERTE DOKUMENTE

D01 Informationsbroschüre (11.2005) zum Hyw ind-Konzept über schw immende 5MW-Windenergieanlagen, die in einer Wassertiefe von 200m und mehr eingesetzt w erden können und die mit einem schw immendem senkrechten Zylinder und Ballasttanks sow ie drei Ankerleinen ausgestattet sind.

D02 Schreiben von Météo France Abbeville (17.02.2005) an die DDE (Direction Départementale de l’Équipement) (Stellungnahme zu einem Baugenehmigungsantrag für Windenergieanlagen)

D03 Handbuch der ADEME (01.2005): „Guide de l'étude d'impact sur l'environnement des parcs éoliens“ (Handbuch zu Umw eltverträglichkeitsstudien von Windparks)

D04 Vortrag von Philippe Tristant von Météo France anlässlich der Konferenz ERA D 2006 (09.2006): „Radio Frequency threats on meteorological radars operations“ (Gefahr von Funkfrequenzen für den Betrieb von Wetterradaren)

D05 Mitteilung des Ministeriums für Infrastruktur und Verkehr zu Störwirkungen durch Windenergieanlagen auf Wetterradaranlagen (17.02.2006)

D06 Bericht (05.2006) zur ALICIME-Studie: „Estimation de l’impact du projet de parc éolien d’Assac sur la mesure du radar météorologique de Montclar“ (Abschätzung der Störw irkungen des Windparkprojekts Assac auf die Messungen des Wetterradars von Montclar)

D07 Akte der französischen Zivilluftfahrtbehörde DGAC zum Problem des Luftraumüberw achungsradars von Cirfontaine-en-Ornois (12.2006)

D08 Broschüre des britischen Luftfahrt-Lenkungsausschusses (UK Aviation Steering Group) (09.2002): „Wind energy and aviation interests – interim guidelines“ (Windenergie und die Interessen der Luftfahrt – vorläufige Richtlinien)

D09 Handbuch „Wind Pow er in the UK“ (Windenergie in GB), veröffentlicht durch den Ausschuss für nachhaltige Entw icklung (Sustainable development commission) (Fassung 11.2005) (Kapitel 10 "Aviation and Radar" (Luftfahrt und Radaranlagen))

D10 EUROCONTROL (12.2005): „Terms of reference for the w ind turbine task force (WTTF)“ (Zuständigkeitsbereich der Arbeitsgruppe Windenergieanlagen (w ind turbine task force (WTTF))

D11 EUROCONTROL – WTTF – Sitzungsprotokolle 3 bis 6.

D12 Vortrag des Netzwerks EMETNET/OPERA anlässlich der Konferenz ERAD 2006 (09.2006): „Operational Programme for the Exchange of Weather Radar Information“ (Programm zum Datenaustausch von Wetterradaren)

D13 Erklärung des Netzw erks EUMETNET/OPERA (10.2006): "Statement of the OPERA group on the cohabitation betw een w eather radars and w ind turbines" (Stellungnahme der OPERA-Gruppe zur Koexistenz von Wetterradaren und Windenergieanlagen)

D14 Artikel (12.06.2006): „New Interference on the Horizon for U.S. Wind Pow er Development“ (Neue Schw ierigkeiten für Entw icklung der Windenergie in den USA zeichnen sich ab)

D15 Artikel (18.07.2006): „U.S. Senators Flex Muscles on Wind Pow er, Radar Issue“ (Muskelspiele im US-Senat: Windenergie und die Radarproblematik)

D16 Präsentation des DoD (07.2006): „Long range radar joint program off ice (JPO)“ (Gemeinsame Behörde für Langstreckenradare)



D17 Präsentation des Idaho National Laboratory (INL) (07.2006): „Wind Pow er & Radar Interaction Issues“ (Zur Problematik der Interaktion zw ischen Windenergie- und Radaranlagen)

D18 Präsentation des US Air Force Western Regional Environmental Off ice (07./08.2006): „Wind Generated Energy Facilities: Potential Radar Impacts“ (Windparks und mögliche Auswirkungen auf Radare)

D19 Präsentation der FAA (Federal Aviation Administration) (12.2006(?)): „Wind turbines…an emerging concern“ (Windenergieanlagen entw ickeln sich zum Problem)

D20 BWEA-Dokument (2003): „Wind Farms Impact on Radar Aviation Interests“ (Ausw irkungen von Windparks auf die Radarüberw achung und Interessen der Luftfahrt)

D21 QinetiQ-Broschüre (2003) „Wind Energy – Radar Impact Assessment and Solutions“ (Windenergie – Radarverträglichkeit und Lösungsw ege)

D22 Präsentation von BAE Systems anlässlich der Konferenz ALL-ENERGY (05.2005): „Resolving the Radar/Wind Farms Interaction“ (Lösungen für Interaktionen zw ischen Windparks und Radaren.)

D23 Artikel (06.2005): „BAE Systems w ins contract for Windfarm radar mitigation“ (BAE Systems erhält Zuschlag für Dämpfung der Ausw irkungen von Windparks auf Radare)

D24 Artikel in Windpow er Monthly (08.2005) (Kurznachricht über die Versuche von BAE Systems)

D25 Artikel in Windpow er Monthly (11.2005): „Solution found to radar concern“ (Radarbedenken gelöst)

D26 Meldung von BAE Systems (07.2006): „BAE Systems reduces the perils of w ind farms“ (BAE Systems senkt die Gefahren durch Windenergieanlagen)

D27 Artikel des DTI (07.06.2006): „RAF fly-pasts test new w ind farm friendly radar systems“ (Royal Air Force: Überflugtests für neue Windenergieanlagen-freundliche Radarsysteme)

D28 Rubrik: FAQ auf der Webseite des U.S. Department of Energy - Energy Eff iciency and Renew able Energy - Wind Pow ering

D29 Artikel der Kanzlei Stoel Rives (19.10.2006): „Department of Defense Issues Report on Effect of Windmills on Radar“ (Verteidigungsministerium veröffentlicht Bericht über die Auswirkungen von Windenergieanlagen auf Radare)

D30 Broschüre von BAE Systems (09.2006): „Radar and Wind Farms – Assessments and Studies“ (Radar und Windparks – Ausw ertungen und Studien)

D31 Broschüre von BAE Systems (09.2006): „Radar and Wind Farms – Interactions and Solutions“ (Radar und Windparks – Interaktionen und Lösungen)

D32 DTI-Bericht: „DTI new and renew able energy programme - annual report FY05/06“ (Das Programm für erneuerbare Energien des DTI – Abschlussbericht) (§ 1.6 und § 2.6)

D33 Artikel im Boston Globe (17.12.2005): „Sneak attack on w ind farm“ (Überraschungsangriff auf Windpark)

D34 Artikel in Médiaterre (14.08.2006): „Nouveau projet de ferme éolienne offshore dans le Massachusetts“ (Neues Offshore-Windparkprojekt in Massachusetts)

D35 Artikel (08.2007): „Wind farm may disrupt radar at RA F base w arns MoD“ (Warnung des MoD: Windpark ruft möglicherw eise Radarstörungen an Royal Air Force-Stützpunkt hervor)

D36 Zusammenfassung des 45. IEA Wind-Expertentreffens (03.2005): „Radar, Radio, Radio Links and w ind turbines“ (Radar, Funk, Funkverbindungen und Windenergieanlagen)



D37 Zusammenfassung des 53. IEA Wind-Expertentreffens (03.2007): „Radar, Radio and w ind turbines“ (Radar, Funk und Windenergieanlagen)

D38 USAF-Artikel (09.2007): „Air Force begins study to determine how w ind turbines affect radar“ (Air Force beginnt Studie zur Ermittlung der Ausw irkungen von Windenergieanlagen auf Radare)

D39 Artikel in Time Record News (21.09.2007): „Feds eye w ind energy database“ (Kongressabgeordnete erw ägen die Einrichtung einer Windenergiedatenbank)

D40 Artikel des Buffalo Forecast Off ice (12.2006): „The Effect of Wind Pow er Farms on the Weather Radar“ (Auswirkungen von Windparks auf Wetterradare)

D41 Präsentation des ARRC (Robert Palmer und Brad Isom) (11.2006): „Mit igation of Wind Turbine Clutter on the WSR-88D Radars Using Spectral Processing and Non-Linear Filtering“ (Abschwächung der Windenergieanlagen-Clutter auf dem WSR-88D Radar mit Hilfe von Spektralverarbeitung und nicht-linearer Filter)

D42 MCA-Entw urf (08.2005): „Interim Guidance to mariners operating in the vicinity of UK Offshore Wind Farms“ (Vorläufige Richtlinien für Seeleute bei Manövern in der Nähe von britischen Offshore-Windparks)

D43 Präsentation von ONERA/DEMR (A.BERGES und OKTAL SE anlässlich der Journées scientif iques 2005 CNFRS (24.02.2005): „FERMAT Modélisation de l'interaction d’une onde EM haute fréquence avec l’environnement et les cibles“ (FERMAT Modellbildung der Interaktion einer elektromagnetischen Hochfrequenzwelle mit der Umgebung und den Z ielen)

4. ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER PROBLEMATIK

Seit mehreren Jahren stellen Radarbetreiber fest, dass WEA den Betrieb von Radaranlagen beeinträchtigen, in dem sie die Wellenausbreitung im Radarsichtfeld behindern oder Fehlechos hervorrufen.

Ihre Beobachtungen betreffen verschiedene Radartypen, auf die sich das Phänomen in leicht unterschiedlicher Weise ausw irkt: • Radaranlagen der Zivilluftfahrt • Radaranlagen zur militärischen Überw achung • Wetterradaranlagen • Radaranlagen zur Überw achung der Seefahrt in der Nähe von Offshore-Windparks

In der zivilen Luftfahrt werden 2D-Radare sow ohl bei Primär- als auch bei Sekundärradaren verwendet. Diese Radare können von in Sichtw eite befindlichen WEA durch Verdeckungseffekte gestört w erden. Eine Reflexion an unbew eglichen Flächen kann eine Sättigungsgrenze erreichen und an den bew eglichen Anlagenteilen Fehlechos hervorrufen. Sekundärradare sind dagegen anfälliger für Messfehler bei der Azimutbestimmung durch WEA und für Falschalarme durch Mehrw eg-Effekte.

Militärische Radarüberw achungsanlagen vom Typ 2D oder 3D w eisen die gleiche Problematik auf w ie zivile Radare. Ihre Störanfälligkeit kann jedoch noch stärker sein, da ihr Einsatz die Verfolgung tief f liegender Flugobjekte mit entsprechend geringem Radarquerschnitt erforderlich macht. Auch mobile Radaranlagen sind zu berücksichtigen.



Beobachtungsmessungen von Wetterradaren können ebenfalls durch starke Festechos verzerrt werden und es kann ein „Blockiereffekt“ des Radarstrahls auftreten (Unterschätzung der Niederschlagsintensität, w enn sich WEA im Radarstrahl befinden). Insbesondere können auch die Doppler-Windgeschw indigkeitsmessungen durch die Rotorblattrotation von WEA beeinträchtigt w erden.

Bei Radaranlagen zur Gew ährleistung der Sicherheit im Seeverkehr, die auf Schiffen oder an der Küste betrieben werden, kann es sogar zu einer Störung oder Verhinderung der Radarerkennung von in der Nähe befindlichen Schiffen durch die sehr starken Echos von Offshore-Windparks und zu Fehlortungen durch Nebenkeuleneffekte kommen.

Auch VOR- und TACA N-Funkvorrichtungen, DGPS-Stationen, Funkbaken für Peilvorrichtungen auf Schiffen oder ortsfeste Peilstationen, die ja keine Radare sind, können durch WEA in ihrer Funktionsw eise beeinträchtigt w erden.

Getroffene Maßnahmen

In Europa haben zahlreiche Länder Maßnahmen ergriffen, um diese Probleme für die verschiedenen Radartypen zu lösen.

Am w eitesten fortgeschritten ist dabei zw eifellos Großbritannien. Seit Anfang 2000 ist dort rund um Radaranlagen des Militärs, Wetterradare und Radare der zivilen Luftfahrt vorsorglich ein „Interessenabstand“ eingeführt w orden. Zur Klärung der Problematik bildete das britische Ministerium für Handel und Industrie (DTI) im Jahr 2001 eine Steuerungsgruppe aus Vertretern der beteiligten Parteien (nationale Verteidigung, zivile Luftfahrt, Windenergiebranche usw .), die die Situation der Radar- und Windenergieanlagen näher untersuchen, die Anzahl der vorhandenen Einw ände verringern und die Nutzung großer, derzeit für nicht geeignet erklärter Flächen ermöglichen sollte. Unter anderem beauftragte die Steuerungsgruppe im Jahr 2002 das Unternehmen QinetiQ mit einer Studie zu Theorie und Praxiserfahrungen, um ein genaues Bild der Interaktionen zw ischen Windenergieanlagen (WEA) und Radaranlagen zu erhalten. Alenia Marconi Systems Limited erhielt 2003 den Auftrag vom DTI zu untersuchen, w ie zivile und militärische Primärradaranlagen w eiterentw ickelt w erden können, um die Ausw irkungen von WEA verringern zu können. Herstellern und Universitäten w urden f inanzielle Mittel für die Entw icklung neuer Rotorblätter mit schw ächerer Radarsignatur zur Verfügung gestellt. Im Jahr 2005 w urden Versuche im Auftrag des MoD unter Beteiligung von BA E Systems und SELEX durchgeführt, die die Vorteile der Softw arelösung zur Signalverarbeitung (ADT-Algorithmus, „Advanced Digital Tracker“) aufzeigten sow ie auch die Möglichkeit, Mehrdeutigkeiten durch ein Zusatzradar aufzuheben.

In den USA scheint das Problem erst spät zur Kenntnis genommen w orden zu sein, denn erst vor kurzem stoppten bzw . verzögerten das Verteidigungsministerium DoD und die Luftfahrtaufsichtsbehörde FAA mehrere Windparkprojekte mit der Begründung, die Rotorblätter der WEA könnten Verw echslungen bei den Radarechos verursachen. Im Januar 2006 verabschiedete der Kongress angesichts dieser Situation ein Gesetz, das zur einer Untersuchung durch das DoD führte, um festzustellen, ob WEA tatsächlich Interferenzen mit Radaren hervorrufen. Im September 2006 veröffentlichte das DoD einen Bericht, der in der Tat Interferenzen bestätigte, diese jedoch nicht genau quantif izieren konnte. Er nennt auch Abstandskriterien, die festzulegen sind, und Methoden zur Dämpfung des Phänomens, die entw ickelt w erden müssen…

Im Jahr 2004 w urde Météo-France in Frankreich mit Interaktionensproblemen von WEA und Doppler-Wetterradaren konfrontiert. Nachdem die Luftstreitkräfte informiert w urden, ergriffen



diese Anfang 2005 Vorsorgemaßnahmen und stoppten Machbarkeitsstudien und Bauanträge für Windenergieprojekte im Radius von 30 km um ihre Radare.

Das beratende Komitee für elektromagnetische Verträglichkeit CCCE (Commission Consultative de la Compatibilité Electromagnétique) beauftragte die Netzagentur ANFR (Agence Nationale des Fréquences) mit der Untersuchung der Problematik, die diesbezüglich zw ei Studien durchführte. Die erste Studie, deren Abschlussbericht im September 2005 veröffentlicht w urde, bezieht sich auf Funktionsstörungen bei Wetterradaren durch WEA. Die zw eite Studie, deren Abschlussbericht im Mai 2006 veröffentlicht w urde, behandelt festinstallierte Radaranlagen der zivilen und militärischen Luftfahrt.

In beiden Berichten, auf die sich die Behörden derzeit stützen, w ird Folgendes befürw ortet:

• Einrichtung eines „Schutzbereichs“ (zone de protection), in dem keine WEA errichtet werden dürfen (typischerweise 5 bis 10 km) und

• Einrichtung eines „Interessenbereichs“ (zone de coordination), für den vor Errichtung eines Windparks ein Bescheid der zuständigen Stelle (Météo-France, Zivilluftfahrtbehörde, Luftstreitkräfte) einzuholen ist (typischerweise 20 bis 30 km).

Für den Interessenbereich hat Météo-France auf der Grundlage des Berichts Nr. 1 der ANFR verbindliche Vorschriften für die Windenergiebranche zum Schutz vor Störw irkungen auf Doppler-Radare er lassen.

Eine der Schw ierigkeiten für Projektträger und Windenergieplanungsbüros besteht darin, dass sie nur relativ schw er an Informationen zu zivilen Radarstandorten herankommen. Der Zugang zu Unterlagen zu militärischen Radaren der Verteidigung ist sogar nahezu unmöglich, da diesen Informationen eine strategische Bedeutung zukommt und sie daher mit der Kennzeichnung „confidentiel défense“ („VS-Vertraulich“) versehen sind. Einigen Quellen zufolge gibt es über 50 militärische Radaranlagen auf dem französischen Staatsgebiet. Sie decken mit ihren Schutzbereichen eine Fläche von jew eils 30 km Radius ab. Dies entspricht mehr als einem Viertel des Staatsgebiets (140.000 km², Angaben ohne die Überseegebiete). So w ürden die Verbotszonen um militärische Überw achungsradare, Radare der Flugsicherung und der Überw achung des Seeverkehrs (Häfen), die nahezu alle als Sekundärradare betrieben w erden, oder auch um Wetterradare herum zur Freihaltung von fast der Hälfte des französischen Staatsgebiets führen, in der jeglicher Bau von WEA verboten w äre.

Derzeit sind WEA mit einer Gesamtleistung von etw as mehr als 2.200 MW (aktuell beantragte Projekte und Vorentw ürfe) von den bestehenden Schutzmaßnahmen betroffen. Nahezu die Hälfte dieser Projektanträge erhielt bereits eine ablehnende Stellungnahme durch Météo-France oder die Luftstreitkräfte.

Im Jahr 2006 w urden unter der Leitung der Direktion für Energienachfrage und Energiemärkte DIDEME mehrere Treffen mit den betroffenen Parteien (u. a. Betreiber und Hersteller von WEA, vertreten durch die Verbände SER/FEE, die A NFR, Météo-France, die Generaldirektion für Zivilluftfahrt DGAC, das Verteidigungsministerium und die ADEME) durchgeführt. Die Parteien erörterten gemeinsam die Situation, arbeiteten die schw ierigen Punkte und unterschiedliche Meinungen heraus und vereinbarten w eitere Arbeitstreffen, um eine technische Lösung zu entw ickeln. Es w urde jedoch kein konkreter Zeitplan dafür festgelet.



5. DARSTELLUNG DES PROJEKTS RADAR- UND WINDENERGIEANLAGEN

Der Verband FEE (SER) beschloss Anfang 2007, eine Vorphase für ein Projekt zur Lösung der Störw irkungsproblematik von WEA auf Radare mit der Unterstützung eines unabhängigen Beraters einzuleiten. So sollten Projektmanagementerfahrungen eingebracht und eine objektive Ausgangsbasis geschaffen werden.

Ziel dieses Projekts ist ein besseres Verständnis der Störwirkungen von WEA auf Radare und die Entwicklung von Lösungen zur Verringerung dieser Effekte, so dass eine bessere Koexistenz von Radaren und WEA möglich w ird. Verbotszonen sollen dabei auf ein Minimum reduziert werden. Zur Erreichung dieses Ziels sind klare und für alle Parteien zufriedenstellende „Spielregeln“ vereinbart worden.

Da in der Tat derzeit genaue Vorhersagen über die tatsächliche Störung durch Windparks im Sichtfeld von Radaren nicht möglich sind, w erden die aktuell geltenden Einschränkungen für die Errichtung von WEA in der Umgebung von Radaren von den Radaranlagenbetreibern als notw endige Schutzmaßnahme angesehen, w ährend die Windenergiebranche diese Restrikt ionen als übertrieben ansieht, die sich aus ihrer Sicht auf stark überbew ertete Annahmen stützten.

Folglich besteht die Aufgabe darin, die Problematik genau zu verstehen, um eine Modellbildung zu entw ickeln, die auf den tatsächlichen Einflussfaktoren beruht und für die gew ünschte Nutzung angepasst ist. Diese Modellbildung muss selbstverständlich durch einen Vergleich der Berechnungen mit den Messergebnissen für eine ausreichende Anzahl verschiedener Konfigurationen geprüft worden sein. Sie soll dann als Grundlage für eine von allen beteiligten Parteien anerkannte „Norm“ (Empfehlungsheft) dienen.

Parallel dazu empfiehlt es sich, zur Reduzierung der Verbotszonen verschiedene Maßnahmen zur Dämpfung der Störw irkungen zu erforschen und zu entw ickeln:

• durch die Verringerung der Radarsignaturen der WEA und der Interferenzen mit der Radaranlage, sow ohl für einzelne WEA als auch für Windparks;

• und/oder durch die Verringerung der Radarstrahlerfassung von WEA mittels operativer Parametereinstellungen oder durch technologische Weiterentw icklung (ggf. auch durch Einsatz mehrerer Radare statt nur eines Radars);

• und/oder durch Signalverarbeitungsalgorithmen, mit denen Störechos von WEA im Radarsichtfeld ausreichend gedämpft w erden können, ohne dass die Sicht auf die überw achten Objekte für den Radarbetreiber beeinträchtigt ist.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist eine koordinierte Vorgehensw eise in Form eines Projekts erforderlich. Eine „Steuerungsgruppe“ aus Vertretern der beteiligten Parteien soll dieses Projekt leiten.

Das Projekt soll in drei aufeinander folgende Phasen unterteilt w erden:

1) in eine Vorphase, in der der Stand der Technik zusammengestellt, alle notw endigen Arbeiten genauer festgelegt und die Steuerungsgruppe gebildet w erden;

2) eine Entwicklungsphase, in der sämtliche notw endigen Arbeiten für ein besseres Verständnis und zur Lösung der Problematik eingeleitet, gesteuert und zusammengestellt werden;



3) eine Umsetzungsphase, die zur Einführung einer von allen Beteiligten anerkannten Verfahrensweise führt, die sich auf eine geprüfte „Norm“ gründet und in der gegebenenfalls Vorrichtungen (Soft- und Hardw are) zur Minimierung der Ausw irkungen genutzt w erden.

Das vorliegende Dokument ist das Ergebnis der ersten Arbeiten aus der Vorphase. Es beinhaltet eine Zusammenstellung der verfügbaren Informationen, w obei bereits die Informationen der Verbänden SER/FEE und der anderen betroffenen Parteien in Frankreich sow ie der Stand der Technik in verschiedenen anderen Ländern zusammengetragen w urden.

Den Projektteilnehmern soll hiermit für dieses Projekt, das unter der Schirmherrschaft der Generaldirektion für Energie und Rohstoffe DGEMP eingeführt w urde und von der ADEME koordiniert w ird, eine Informationsgrundlage mit dem der „Stand der Technik“ an die Hand gegeben w erden, um die Arbeiten der Entw icklungsphase festzulegen und vorzubereiten.

6. ÜBERSICHT ÜBER DIE ZUSAMMENGETRAGENEN INFORMATIONEN

Die Informationen sind w ie folgt gegliedert:

• Technische und geographische Informationen zu Frankreich

− Radardaten und Betr iebsw eisen − Standorte der betriebenen Radare − Daten derzeitiger und geplanter WEA-Daten − Daten von Windparks (Anzahl und Anordnung der WEA usw. ) − Kartographie der in Frankreich betriebenen WEA − Geplante Standorte von WEA in der Nähe von Radaren

• Bestandsaufnahme für Frankreich

− Erfahrungsberichte aus der Praxis (Météo-France, DGAC, Luftstreitkräfte usw.) − Ausgeführte Arbeiten und veröffentlichte Berichte − Untersuchte mögliche Lösungen − Stand der gesetzlichen Vorschriften und der Verwaltungspraxis

• Bestandsaufnahme für Europa und die Welt

− Radar- und Windparkdaten (Unterschiede im Vergleich zu Frankreich) − Erfahrungsberichte aus der Praxis − Ausgeführte Arbeiten und veröffentlichte Berichte − Untersuchte Lösungen (für WEA und Radare) − Derzeitiger Stand der gesetzlichen Vorschriften und der Verwaltungspraxis sowie

künftige Entw icklungen

• Sonderstellung der Offshore-Windparks

• Zusammenstellung der derzeitigen Situation



7. TECHNISCHE UND GEOGRAPHISCHE INFORMATIONEN ZU FRANKREICH 7.1 RADARDATEN UND BETRIEBSWEISEN

Allgemeines zu Radaranlagen der Luftraumüberwachung und andere Radare

Seit über sechzig Jahren w erden Radaranlagen verw endet. Ihr Grundprinzip (als Primärradar) ist die Emission elektromagnetischer Hochfrequenzw ellenzüge und deren stark leistungsgedämpfter Empfang, nachdem die Radarw ellen von den anvisierten „Zielen“ (in der Regel Luft- und Seefahrzeuge usw.) reflektiert w orden sind. Die Emission und der Empfang der Wellen erfolgt mit Hilfe einer rotierenden Antenne, die als Parabolantenne oder in anderer Form ausgeführt ist. Hinweis: Es gibt inzwischen auch Phased-Array-Radare mit elektronischer Abtastung (Phased-array radars auf Englisch) und einer phasengesteuerten Richtantenne, eine flache, nicht rotierende Antenne, mit der die Schwenkrichtung des Strahlenbündels über die Phasensteuerung aller elektronischer Antennenelemente auf der Antennenfläche gelenkt wird.

Es gibt zw ei unterschiedliche Radarklassen je nach der Art der Überw achung:

• Die Primärradaranlagen gew ährleisten die Erkennung und Überw achung von nicht zw ingend „kooperativen“ Zielen, d. h. ohne „Mitarbeit“ des Objekts bei seiner Ortung. Dabei wird die Reflexion der von der Oberfläche des Objekts emittierten elektromagnetischen Welle genutzt. Die Verbindungsstrecke entspricht dem doppelten Weg Radar Ziel Radar und die Leistungsbilanz 1/R4. Die Ortung erfolgt über die Erkennung eines reflektierten Signals, die Entfernungsmessung über die Laufzeitmessung Radar – Z iel – Radar und die Azimutmessung mit Hilfe einer rotierenden Richtantenne. Primärradaranlagen können: − zw eidimensional (2D) ausgelegt sein und die Entfernung und das Azimut für jedes

Objekt messen, das sich in einer Höhe von in der Regel 0° bis 40° befindet; − oder dreidimensional (3D) ausgelegt sein, w enn sie außerdem den Elevationsw inkel in

der Vertikalen (den Höhenw inkel) messen, d.h. die Höhe berechnen. Dabei ist zu beachten, dass bei 2D-Radaren keine Höhenunterscheidung möglich ist, da keinerlei Messung des Höhenw inkels erfolgt. Somit können ein Flugzeug, ein Bodenecho oder ein Hindernis am Boden mit gleichem Azimut und gleicher Entfernung in der Anzeige nicht unterschieden w erden.

• Die Sekundärradaranlagen kamen im Zw eiten Weltkrieg auf. Sie ermöglichten eine Unterscheidung „eigener“ und „feindlicher“ Luftfahrzeuge durch die Freund-Feind-Erkennung ( Identif ication Friend or Foe, IFF). Heutzutage w erden sie sowohl zu zivilen als auch zu militärischen Zwecken eingesetzt und gew ährleisten die Überw achung von „kooperativen“ Zielen dank der aktiven „Mitarbeit“ des Objekts an seiner Erkennung. Hierzu wird das Prinzip der Transponderabfrage an Bord des Ziels mit Hilfe der gleichzeitig mit den „Brutto"-Wellenzügen emitt ierten Codes und Modes (Modulationsarten) genutzt. Dadurch können Radarechos fehlerfrei und genau identif iziert und einem oder mehreren besonderen Symbolen zugeordnet w erden. Die Verbindungsstrecke entspricht zwei einfachen, unterschiedlichen Wegen und die Leistungsdichte jew eils 1/R2. Sehr häufig ist die Sekundärantenne an eine große Primärradarantenne montiert.

Unterschieden w erden die außer Gebrauch geratenden SSR- (Secondary Surveillance Radar) und leistungsfähigere MSSR-Anlagen (Monopulse SSR) der neuen Generation. Sekundärradaranlagen sind per se 2D-Anlagen, da für die Entfernungs- und Azimutmessung die gleichen Gesetze w ie bei Primärradaranlagen genutzt w erden, doch durch die Transponderantw ort liefern sie noch weitere Informationen. Die vom Sekundärradar erfassten Informationen hängen vom verw endeten Mode ab:



− Mode A (der einfachste Mode): Übertragen w ird lediglich ein SSR-Code aus vier Ziffern von 0000 bis einschließlich 7777, der dem Luftfahrzeug zur Identif izierung zugeordnet wurde.

− Mode C (der klassische Mode): Der SSR-Code w ird um eine Höhenangabe ergänzt, wobei die Höhe vom Luftfahrzeug selbst gemessen w ird.

− Mode S (allgemein verbreitet): ermöglicht das Herstellen einer echten Datenverbindung. Statt des auf 4096 Möglichkeiten begrenzten SSR-Codes können nun auch die Registrierung oder die Kennung des Luftfahrzeugs sow ie zahlreiche weitere Daten übertragen w erden. Im Mode S können Daten in beide Richtungen übertragen w erden.

− Militärische Modes: Es gibt verschiedene, von 1 bis 5 durchnummer ierte Modes (immer mit IFF-Erkennung). Ab Mode 3 w eisen sie vergleichbare Funktionen w ie die Modes A, C und S auf.

Im Mode A folgte aus der fehlenden Höhenw inkelunterscheidung, dass sämtliche Parameter und Einstellungen für eine schw ierige Erkennungszone an einem bestimmten Standort faktisch ohne Höhenbeschränkung auf den Überflugverkehr angew endet wurden. Bei Modes mit Höhenangabe gibt es heutzutage Filter für die Ausw ahlanzeige des Höhenabschnitts, in dem der Betreiber die Sicherheit und Überw achung des Flugverkehrs gew ährleisten soll.

Mit den erfassten Wellen, deren Leistung umso geringer ist, je w eiter entfernt und je reflexionsärmer (Größe, Material, Form usw .) das Ziel ist, können Radarechos auf Radarschirmen als grobe oder synthetische digitale Zielzeichen (Plots) oder Spuren dargestellt w erden, die bei zusätzlicher Verwendung eines Sekundärradars gekennzeichnet werden können, so dass w eitere von Luftfahrzeugen gesendete Zusatzinformationen empfangen w erden können. Sie können so mit Azimut und Entfernung von der Sendestation lokalisiert w erden. Auch die Höhe kann angezeigt w erden, wenn es sich um ein 3D-Radar handelt oder, bei Sekundärradaren, w enn diese Information durch das Objekt selbst übermittelt w ird.

Bei Primärradaren reflektieren die anvisierten „Ziele“ die Radarstrahlen in alle Richtungen, so dass nur ein geringer Teil der reflektierten Strahlen von der Radarantenne empfangen w ird. Die geometrischen Formen des Ziels sind dabei von erheblicher Bedeutung: ebene Oberflächen reflektieren besser als abgerundete oder facettierte Oberflächen (z. B. Stealth-Flugzeuge). Auch das Material, aus dem das Objekt beschaffen ist, übt Einfluss auf die Reflexion aus: Metalle reflektieren Radarw ellen besser als verformbare Materialien oder Verbundw erkstoffe. Abgesehen von all diesen Faktoren ist vor allem eines entscheidend: je größer die Oberfläche des Objekts ist, desto größer ist auch die Menge der reflektierten Strahlen.

Die Abstrahlkapazität elektromagnetischer Energie eines Objekts zum Radar hin w ird mit dem Radarquerschnitt (englisch: RCS, Radar Cross Section) des Objekts definiert. Der Radarquerschnitt w ird in m² (oder in dB/m²) angegeben und drückt das Verhältnis zw ischen der in Richtung des Radars reflektierten Energie und der pro Oberflächeneinheit empfangenen Energiedichte aus.

Dabei ist der Radarquerschnitt allgemein kein Einheitsw ert. Er variiert insbesondere in Abhängigkeit vom Verhalten des Objekts in Bezug auf die Radaranlage. WEA w erden beispielsw eise zur Windrichtung ausgerichtet und w eisen somit hinsichtlich der emitt ierten elektromagnetischen Strahlung eines Radars verschieden ausgerichtete Flächen auf. Darüber hinaus drehen sich die Rotorblätter und stellen somit w ährend der Rotation bew egliche Ziele mit veränderlichem Verhalten dar.

Die Wetterradare sind 3D-Primärradaranlagen, aber ihre Objekte sind keine Luftfahrzeuge sondern Niederschläge (Regentropfen, Schneeflocken, Hagel). Bei Doppler-Windmessungen



sind es sogar alle Partikel (oder Insekten), die vom Wind getragen w erden. Diese Radare erstellen eine Wetterkarte ihrer gesamten Umgebung. Dazu w ird die Parabolantenne, nachdem sie eine vollständige Drehung in einem gegebenen Elevationsw inkel vollzogen hat, auf einen höheren Winkel gebracht, w o sie eine w eitere Drehung vollzieht. Dieser Vorgang wird so lange w iederholt bis der höchste Punkt erreicht ist, die Antenne w ird dabei immer höher positioniert.

Marit ime Radaranlagen funktionieren w ie Luftraumüberw achungsradare, jedoch mit dem wichtigen Unterschied der strikt hor izontalen Abtastung, da alle Ziele auf dem Meer schw immen.

7.1.1 Primärradaranlagen der Zivilluftfahrt

Primärradar TA10 Flughafen Orly Radarantenne STAR 2000 Flughafen Straßburg

Für die zivile Luftfahrt werden in Kontinentalfrankreich insgesamt 10 Primärradaranlagen zur Anflug- und Flugfeldkontrolle der großen Flughäfen verwendet: Paris-Orly, Paris-Charles de Gaulle, Nizza, Lyon, Marseille, Toulouse, Bordeaux, Basel-Mülhausen, Straßburg. Für diese 2D-Primärradaranlagen w erden zwei Frequenzbänder genutzt: das L-Band (TRA C2000- oder TRAC2100-Radar – 1.300 MHz – 23 cm) und das S-Band (STA R2000-Radar – 3.000 MHz – 10 cm). Die zirkulare Polarisation vereinfacht die Verarbeitung meteorologischer Echos.

Da das L-Band w eniger anfällig für atmosphärische Veränderungen ist, w ird es für die Erkennung auf große Entfernungen von bis zu 200 nm verw endet. Im Gegensatz dazu ist das S-Band w egen seines geringeren Verbindungsergebnisses auf die Überw achung von Gebieten rund um Flughäfen beschränkt. Hinw eis: Bestimmte Radare w ie der STAR2000 verfügen über eine Doppler-Erkennung, die hauptsächlich der Festechounterdrückung dient.

Die Leistungsdaten der w ichtigsten Primärradaranlagen und die Reichw eiten sind in Anhang 1 angegeben.

7.1.2 Sekundärradaranlagen der Zivilluftfahrt

Sekundärradaranlagen werden für die Erkennung entlang der Luftstraßen eingesetzt. Außerdem w erden sie in Kombination mit Pr imärradaranlagen für die Anflugkontrolle auf Flughäfen verwendet.



Die Aufteilung in zw ei Verbindungen führte zur Einführung von zwei verschiedenen Frequenzen: 1.030 MHz für die aufsteigende Verbindung und 1.090 MHz für die absteigende Verbindung. Die Polarisation ist vertikal.

In der zivilen Luftfahrt w erden heutzutage nach der Einführung von Pulsradaren mit Monopuls-Antennen ausschließlich Sekundärradaranlagen neuerer Generation (RSM 970-Radar Mode S mit selektiver Abfrage) eingesetzt, die die Radarantw ort eines mobilen Ziels mit zw ei unterschiedlichen Empfangsdiagrammen verarbeiten. Die Reichw eite beträgt 200 nm, die Abdeckung w ird jedoch in mitt leren Höhen schnell redundant.

In Kontinentalfrankreich sind 19 Sekundärradaranlagen in Betrieb (21 im Jahr 2008). Eine Standortkarte befindet sich in Anhang 2.

7.1.3 Militärische Primärradaranlagen

Für die Aufgaben der Luftverteidigung und der Lufteinsatzführung sowie für den militärischen Flugverkehr stehen den französischen Streitkräften zahlreiche stationäre 2D- und 3D-Primärradare sow ie im Bedarfsfall auch taktische Radaranlagen zur Verfügung.

Primärradaranlagen haben den Vorteil, dass die Streitkräfte bei der Luftraumüberw achung auch unerw ünschte, und somit nicht „kooperative“ Eindringlinge orten können. Zu beachten ist dabei, dass die Erkennung in geringer Höhe allgemein aufgrund von natürlichen oder künstlichen Hindernissen (Höhenzügen, Kabeln, Masten usw .) beeinträchtigt ist. Diese können zw ar geortet und mittels elektronischer Filter unterdrückt w erden, bew irken jedoch eine Verschlechterung der Empfangssignale.

Die meisten Primärradaranlagen befinden sich auf Militärf lugplätzen (Stützpunkte der Luftstreitkräfte oder der Marineflieger). Seit dem 11. September 2001 gibt es jedoch immer mehr Einsatzbereiche außerhalb militärischer Stützpunkte, insbesondere beim Schutz sicherheitsrelevanter Einr ichtungen.

Die ersten beiden Bilder unten zeigen zu Anschauungszwecken ein festinstalliertes CENTAURE-Radar (kombiniertes Primär- und Sekundär-Panorama-Radar: Reichw eite 180 bis 200 km, L-Band, Wellenlänge 23 cm – Schw enkantenne mit 12 Umdrehungen pro Minute), das u.a. in Frankreich am Stützpunkt der Luftstreitkräfte von Orange und am Stützpunkt der Marineflieger von Hyère und Landivisiau betrieben w ird. Zu sehen sind auch die Betreiber und ein mobiles ALADIN-Radar.

Festinstalliertes CENTAURE-Radar mit großer Reichweite



Taktisches Militärradar vom Typ ALADIN

Wie bei der zivilen Luftfahrt w erden das L-Band (1.300 MHz – 23 cm) und das S-Band (3.000 MHz – 10 cm) als Frequenzbänder genutzt. Ferner kommen für die Anflugkontrolle das X-Band (9 GHz) und für einige taktische Radare das C-Band (5 GHz) zum Einsatz. Höchste Frequenzen ermöglichen eine Erkennung mit großer Auflösung.

Zusätzlich zu den Erfordernissen der Anflugkontrolle und der Flugsicherung, die auch für die zivile Luftfahrt gewährleistet sein müssen, ist auch die Ortung auf Luftstraßen in großer, mittlerer, niedriger und sehr niedriger Höhe sow ie von Zielen mit geringem Radarquerschnitt unabdingbar.

Standorte und Reichw eite dieser Radare: siehe Anhang 3.

7.1.4 Militärische Sekundärradaranlagen

Als Ergänzung zu den Pr imärradaranlagen w erden auch Sekundärradaranlagen eingesetzt: in Friedenszeiten zur Ausübung der Luftraumüberw achung, in Krisenzeiten für die Freund-Feind-Erkennung „eigener“ und „feindlicher“ Luftfahrzeuge (IFF-Erkennung). Die genutzten Frequenzen stimmen mit denen der Sekundärradaranlagen der Zivilluftfahrt überein.

Anmerkung: Im Rahmen der Aufgaben der Luftverteidigung reichen die Sekundärradaranlagen für den operativen Bedarf der Streitkräfte zur Erkennung nicht kooperativer Ziele allein nicht aus; daher der Bedarf an einer größeren Anzahl von Primärradaranlagen zur Sicherung des gesamten nationalen Luftraums.

Standorte und Reichw eite dieser Radare: siehe Anhang 3.

7.1.5 Wetterradaranlagen (Météo-France)

Die folgenden Informationen stammen teilweise aus der Referenz [R01], teilweise aber auch aus der Météo-France-Dokumentation auf der Extranet-Website von Météo-France.

Das Wetterradarnetz von Météo-France trägt den Namen ARA MIS und besteht derzeit aus 24 Radaren in Kontinentalfrankreich. Die Wetterradare von Météo-France sind moderne Primärradaranlagen mit sehr hohen Frequenzen, die in der Lage sind, millimetergroße Objekte wie Regentropfen zu erkennen. Diese im S-Band oder C-Band betr iebenen Anlagen w eisen folgende technische Daten auf:



S-Band C-Band

Frequenz 2,7-2,9 GHz 5,6-5,65 GHz

Wellenlänge ≈ 10 cm ≈ 5 cm

Höchstsendeleistung 700 kW (88,5 dBm) 250 kW (84 dBm)

Verlust (Stromzuführung) 3 dB 3 dB

Antennengew inn 43 dBi 45 dBi

Die Parabolantennen von Météo-France w eisen folgendes (vereinfachtes) Schema auf:

discrimination d’antenne (dB) Antennenunterscheidung (dB) angle par rapport à l ’axe principal (*) Winkel in Bezug zur Hauptachse (*) simplifié vereinfacht

Sie w erden nach und nach mit der Doppler-Funktion (siehe unten) für Windgeschw indigkeitsmessungen ausgestattet, die insbesondere bei Sofortprognosen von Niederschlagssystemen (vor allem Konvektionssystemen) und anderen gefährlichen Wetterereignissen verw endet w erden.

Wetterradare können Niederschläge (Regen, Schnee, Hagel) lokalisieren und deren Dichte in Echtzeit messen. Sie sind über das gesamte Staatsgebiet verteilt und haben eine Reichw eite von etw a 100 km für Niederschlagsmessungen und von etw a 150 bis 200 km für die Erkennung von Unw ettern.

Radar der überregionalen Wetterstation Sud-Ouest in Bordeaux.



Die rotierende Parabolantenne der Radaranlage sendet einen Strahl elektromagnetischer Wellen aus. Diese Wellen w erden von Regentropfen, Hagelkörnern oder Schneeflocken reflektiert. Anschließend berechnet die Radaranlage den Abstand zu den Tropfen. Auf diese Weise w erden Niederschlagsgebiete auf eine Entfernung von bis zu 200 km lokalisiert. Die Niederschlagsintensität w ird in einem Bereich zw ischen 80 und 120 km Entfernung gemessen.

Das Radarbild w ird dabei von Hindernissen w ie Bergen oder Bauw erken gestört, die sich in der Nähe oder auf dem Strahlengang der Radarw ellen befinden. Bei der Errichtung von Radaren sind diese Elemente folglich zu berücksichtigen, um eine optimale Eff izienz des Geräts sicherzustellen.

Für die Doppler-Funktion, eine besondere Radarbetriebstechnik, w ird der Doppler-Fizeau-Effekt (Wellenfrequenzvariation in Abhängigkeit von der radialen Geschw indigkeit des Objekts) genutzt, mit dessen Hilfe Informationen über die Bew egung der Objekte ermittelt werden können. Aus der Verarbeitung dieser Informationen können insbesondere Windmessungen abgeleitet w erden. Da, genauer gesagt, die Frequenzänderung selbst nicht erkennbar ist (w eniger als 10-5 der Arbeitsfrequenz), wird stattdessen die Phasenverschiebung zw ischen zwei aufeinanderfolgenden Pulsen verw endet, die vom selben abgetasteten Objekt kommen (Paar von Pulsw ellen).

Phasenverschiebung zwischen zwei Wellen, die von einem bewegten Objekt reflektiert wurden.

Bis 2008 soll das gesamte Wetterradarnetz mit dieser Technologie ausgestattet sein.

Ein sicherer Vorteil der Windmessung durch Radarfernerkennung ergibt sich aus dem dreidimensionalen oder räumlichen Aspekt der Messung im Gegensatz zum punktuellen einer herkömmlichen Windmessung mit Hilfe eines Windmasts. Dieses Verfahren ermöglicht die Ermittlung eines vertikalen mitt leren Windprofils in unmittelbarer Umgebung des Radars und eines Windfelds in einem bestimmten vom Radar entfernten Bereich, w ie z. B. über einem Gew erbegebiet mit erhöhtem Unw etterrisiko.

Diese Daten sollen außerdem zur Verbesserung der Wetterprognosen durch digitale Modelle abgeglichen w erden, insbesondere im Rahmen der Einführung des sehr präzisen AROME-Modells von Météo-France.

Die jüngsten Modelle sollen mit einem Gitternetz von 2 km in der Fläche und von über 20 km in der Höhe arbeiten. Météo-France möchte die Windgeschw indigkeit und -richtung an jedem Punkt bestimmen. Im AROME-System w erden die Radardaten angeglichen und anschließend durch einen Vergleich des digitalen Modells mit dem Radarbild neu initialisiert (ungefähr alle 6 Stunden).

Alle erfassten und verarbeiteten Daten sind rund um die Uhr verfügbar und w erden alle fünf Minuten mosaikartig für das gesamte Staatsgebiet auf der Grundlage der lokalen Bilder der einzelnen Radare aktualisiert. Das Radarbild w ird an jedem Standort von einem Rechner so verarbeitet, dass die Radarechos sowohl lokal visualisiert als auch dem Wetterdienst mit Sitz



in Toulouse übermittelt w erden. Der Wetterdienst erstellt dann alle fünf Minuten ein zusammengesetztes Mosaik aus Radarsignalbildern, das alle empfangenen Bilder inklusive der aus den Nachbarländern umfasst. Dieses Bild w ird dann an alle Wetterdienste und Wetterw arten von Météo-France übermittelt. Es ergänzt die Bilder der Wettersatelliten und der anderen verfügbaren Daten, um das Wetter insbesondere kurzfristig überwachen und vorhersagen zu können (Prognosen für die nächsten sechs Stunden w erden als „kurzfristige Vorhersage“ bezeichnet).

Der Betrieb und die Ausdehnung eines solchen Netzes sind eine w ichtige Hilfe für Unw etterwarnungen in Niederschlagsgebieten, die die Sicherheit von Personen und Anlagen gefährden können (z. B. schwere Gew itter und Überschwemmungen). Dabei soll neben zahlreichen anderen Anw endungsbereichen insbesondere auf die durch dieses Netz ermöglichte quantitative Bestimmung der Niederschlagshöhe (Messung der Niederschlagsmenge für einen bestimmten Zeitraum in Echtzeit) hingew iesen werden, deren Vorhersage von zentraler Bedeutung bei der Bew ertung hydrologischer Risiken und im Umgang mit Flutw ellen ist.

7.1.6 Radaranlagen der Seefahrt

Zu den Seeradaranlagen zählen:

• Küstenradaranlagen zur Seeüberw achung (CROSS), • Radaranlagen des Hafenverkehrs und der Binnenschifffahrtswege, • Nautische Radaranlagen an Bord von Schiffen.

Küstenradare zur Seeüberw achung an Steilküsten übernehmen folgende Aufgaben: • die Seeverkehrsüberw achung und -regelung, vor allem für gefährliche und stark befahrene

Schifffahrtsstraßen w ie die Straße von Ouessant, • die Überw achung der Ausschließlichen Wirtschaftszone, insbesondere in

Fischereigebieten, • die Seenotrettung (Search and Rescue, SAR), • die Ortung von Umw eltverschmutzungsgebieten („w ilde“ Verklappung, Ölpest), • ggf. die Bekämpfung des Schmuggels und Drogenhandels sow ie der illegalen

Einw anderung usw.

Die Daten der Seeradare w erden von den Koordinierungszentren für Rettungsmaßnahmen CROSS (Centres Régionaux Opérationnels de surveillance et de sauvetage) verarbeitet. Die Radare w erden von der französischen Marine betrieben und sind dem Kommandanten des Küstenabschnitts (préfet maritime) unterstellt, der für die Anliegen der Seenotrettung und des Umw eltschutzes verantw ortlich ist.

Radaranlagen für den Hafenverkehr sollen hauptsächlich die Hafenzugänge vom Meer und die Schiffsmanöver im Hafen überw achen. Daneben gibt es auch Radare zur Überw achung des Schiffsverkehrs auf bestimmten Schifffahrtswegen.

Nautische Radaranlagen an Bord von Schiffen dienen der Ortung von Hindernissen zu jeder Tages- und Nachtzeit und bei Nebel. Bei den Hindernissen handelt es sich um die Küste, andere Schiffe oder aus dem Meer ragende feste oder bew egliche Objekte. Nautische Radare können die gleichen Aufgaben w ie Küstenradaranlagen der Meeresüberw achung übernehmen.

Die Auslegung einer Seeradaranlage w eist folgende Besonderheiten auf: • ausschließliches Beobachtungsgebiet ist die Meeresoberfläche oder der

Binnenschifffahrtsweg, der Sichtw inkel ist fast horizontal



• die Antennenkeule ist beim Azimut schmal (ca. 0,3°) und in der Höhe breit (15°-30°) • Das Segment „Signalverarbeitung“ enthält w eder Doppler-Analysen noch VCM-Filter

("vectorial combination method")

Die Aufgabe einer Seeradaranlage ist in mehr als einer Hinsicht schw ierig: • Die darzustellenden Ziele sind komplex und variieren stark: der Unterschied zw ischen

einem Tanker, einer Fregatte und einem Segelschiff ist sehr deutlich. • Der Radarquerschnitt der Ziele kann zw ischen einem halben und mehreren tausend

Quadratmetern schw anken (Containerschiff). • Die Ziele bew egen sich wegen des Seegangs entlang von drei Achsen. • Die Ziele können bei starkem Seegang teilw eise von Wellen verdeckt sein. • Wegen seegangsbedingter Radarechos (Meeres-Clutter) sind die Ziele von

Hintergrundgeräuschen umgeben. Diese Echos sind mit dem sich ändernden Seegang starken Schw ankungen unterworfen. Bei schw erer See kann es daher schwierig werden, ein Schiff und eine besonders hohe Welle voneinander zu unterscheiden.

Zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit der Radare w erden heutzutage traditionelle Technologien verw endet w ie z.B.:

• Verwendung des Pulskompressionsverfahrens zur Verbesserung der Entfernungsauflösung,

• Erhöhung der durchschnittlichen Sendeleistung zur Verbesserung der Reichw eite, • Vergrößerung der Antenne zur Verbesserung der Auflösung (auf diese Weise w erden

typische Größen von zwölf Metern für große Bordradarsysteme erreicht), • Verwendung der Frequenzagilität zur Speckle-Reduktion und der Zeitmittelung für mehrere

Perspektiven, so dass wellenbedingte Schw ankungen gedämpft und nur die Ziele erhalten bleiben,

• Verwendung einer Baugruppe mit Festzeichenunterdrückung MTI (Moving Target Indicator), so dass nur die bew eglichen Objekte angezeigt w erden (driftende Rettungsboote sind dabei jedoch nicht sichtbar),

• Verwendung von Peiltechniken bei der Zielverfolgung in Clutter-Bereichen, um ggf. „falsche“ Ziele zu unterdrücken, die zunächst einem Schiff ähneln, dann aber, w eil sie sich nicht w ie ein Schiff bew egen, gefiltert w erden. Als Techniken kommen derzeit Alpha-Beta-Filter oder Kalman-Filter zum Einsatz, w eitere Lösungen werden derzeit untersucht, z. B. die Sequenziellen Monte-Carlo-Methoden (SMC-Methoden).



7.2 STANDORTE DER BETRIEBENEN RADARANLAGEN

Primärradaranlagen der Zivilluftfahrt

Siehe Anhang 1.

Sekundärradaranlagen der Zivilluftfahrt

Siehe Anhang 2.

Militärische Primär- und Sekundärradaranlagen

Siehe Anhang 3.

Wetterradaranlagen von Météo-France

Siehe Anhang 4.

Radaranlagen der Seefahrt

Die Standorte und die Reichw eite der CROSS-Radare und der Hafenradare sind in Anhang 5 angegeben.

7.3 WEITERE SENSIBLE FUNKVORRICHTUNGEN

Windprofiler-Radarsysteme

In der Meteorologie gibt es neben den ARAMIS-Radaren auch Windprofiler-Radarsysteme, d.h. vertikal ausgerichtete Doppler-Radare mit sehr hoher Auflösung (typischerweise 100 bis 200 m im vertikalen und w eniger als 100 m im horizontalen Messbereich).

Diese Radare orten gemäß der Bragg-Theorie der Streuung die Veränderung des Brechungsindexes der Atmosphäre, die den Windturbulenzen durch die Dichte-Fluktuationen der Luft geschuldet ist. Verändert sich der Index über eine Entfernung, die der mittleren Radarw ellenlänge entspricht, kommt es zu einer messbaren Reflexion der Radarw ellen aus den aufeinanderfolgenden Fluktuationsbereichen.

Zur Messung des horizontalen Windes w ird das Radar in zw ei senkrecht zueinander liegende Richtungen in einem bestimmten Zenitw inkel gelenkt. Daraufhin w ird die vertikale Windgeschw indigkeit in Richtung Zenit gemessen.

In Frankreich senden die Windprofiler-Radarsysteme auf den Frequenzbändern VHF (45 bis 68 MHz und 72 MHz); UHF (900 bis 1.400 MHz) und EHF (35,2 bis 36 GHz).

Kleiner mobiler UHF-Windprofiler

Stationärer Windprofiler 449 MHz

(USA)

Auch wenn sie keine Radare sind, können andere Funkvorrichtungen ebenfalls durch WEA in ihrer Umgebung beeinträchtigt w erden.



Das „UKW-Drehfunkfeuer“ VOR (engl. VHF Omnidirectional Range) ist ein Funkortungssystem der Luftfahrt, das auf VHF-Frequenzen (zu Deutsch: UKW, Ultrakurzw elle) beruht. Von einer Bodenstation (VOR-Sendebake mit bekannter Position) aus kann der VOR-Empfänger an Bord eines Luftfahrzeugs geortet werden. Seine radiale Geschw indigkeit in Bezug zur Station kann so bestimmt w erden. Das UKW-Drehfunkfeuer kann jede Route, die durch die Station verläuft, durch Ableitung verfolgen (Annäherung w ie Entfernung) oder mit Hilfe zw eier VOR-Baken sogar die genaue Posit ion des Luftfahrzeugs bestimmen.

Die VOR-Baken senden auf dem Frequenzband 1.112 bis 117,95 MHz in 50 oder 100 kHz-Schritten (50 kHz in dichten Gebieten und 100 kHz in den übrigen Fällen) mit einer Leistung von 200 W PAR und einer Reichw eite um die 100 nm. Es gibt außerdem noch VOR-Terminals für den Anflug von Flughäfen, die zusammen mit den Instrumentenlandesystemen ILS ("Instrument Landing System") mit Frequenzen von 108 MHz bis 111,95 MHz senden und generell eine Leistung von 50 W und eine Reichw eite um die 25 nm aufw eisen.

Zw ei Technologien für VOR-Baken gibt es: • die VOR-C- und • die VOR-D (Doppler)-Technologie: moderner und w eniger anfällig für Mehrw eg-Effekte.

Das Arbeitsprinzip des VOR-C: das Signal w ird mit der charakteristischen Bakenfrequenz gesendet. Die Trägerfrequenz ist richtungsunabhängig amplitudenmoduliert (30 %) mit einer Unterträgerfrequenz von 9.960 Hz, w elche durch ein Signal von 30 Hz synchron nach Norden frequenzmoduliert ist. Das empfangene Signal ist ebenfalls amplitudenmoduliert, diesmal richtungsabhängig mit einem anderen Signal von 30 Hz. Dazu verw endet der VOR-C eine Richtantenne mit 30 Umdrehungen pro Sekunde, die ein Signal mit frequenzmodulierter Signalhülle emittiert. Die Phasenverschiebung zw ischen zwei Modulationen (und also zw ischen 2 Signalen mit 30 HZ) ermöglicht die Bestimmung des Winkelw erts an der Bake zw ischen der Nordrichtung und dem Luftfahrzeug.

Ein VOR-D arbeitet mit einer zentralen Antenne, die in einem Kreis (Radius 6,8 m) von 48 Antennen steht. Die zentrale Antenne emittiert die amplitudenmodulierte Trägerfrequenz (30 Hz). Die Schaltung der kleinen Randantennen generiert eine Drehmodulation von 30 Hz. Die Azimutinformation wird frequenzmoduliert übermittelt.

Generell sind die VOR-Stationen an DME-Stationen (Distance Measuring Equipment) gekoppelt, so dass ein Flugzeug nicht nur Informationen zu seiner Posit ion auf der ausgew ählten Route erhält sondern auch die direkte Entfernungsangabe zur VOR-DME-Station.

Foto einer VOR-DME-Station



Das Drehfunkfeuer TACAN (TA Ctical Air Navigation) ist eine genauere Version des VOR-Systems, das für die militär ische Flugnavigation genutzt w ird. Es verw endet das UHF-Band im Frequenzbereich 960-1.215 MHz, w odurch einfachere und kleinere Sendeeinr ichtungen als die des VOR-Systems verwendet werden können.

Die TACA N-Systeme verw enden eine Entfernungsmessung, die mit dem DME des VOR-Systems kompatibel ist, w odurch zw ei Anlagen kombiniert w erden können, die dann die Bezeichnung VORTAC tragen.

Da die Windenergieproblematik ein neueres Phänomen ist, gibt es derzeit keine Messbeispiele für die Störw irkung von WEA. Allerdings gibt es zahlreiche Beispiele von Störungen des VOR, die durch verschiedene Hindernisse (w ie Gebäude, Hügel, Pflanzenw uchs usw.) bedingt sind. Theoretische Studien haben gezeigt, dass die VOR-C störanfällig bei hohen Hindernissen sind. Dies verhalten sich w ie Reflektoren und rufen Mehrw eg-Effekte hervor, w elche wiederum zu Azimut-Messfehlern an Bord von Luftfahrzeugen führen. Die VOR-D sind diesbezüglich dank der Übertragung der frequenzmodulierten Azimutinformation w esentlich w eniger empfindlich (sie kosten jedoch das Doppelte eines VOR-C).

Die Generaldirektion für Zivilluftfahrt DGAC w artet die Errichtung von WEA um einen VOR-C im Nord-Westen Frankreichs ab, um die Ausw irkungen zu messen und die theoretischen Berechungen entw eder zu bestätigen oder zu w iderlegen.

Folgende Einrichtungen können ebenfalls durch WEA in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt werden: • DGPS-Stationen ("Differential global posit ioning system"), die Korrektursignale aussenden

und den Betrieb im differentialen GPS-Modus ermöglichen; • die ungerichteten Baken NDB ("non-directional beacon") oder Funkbaken, die zur Lenkung

von Funkpeilern oder Funkkompassen in Luftfahrzeugen oder auf Schiffen dienen; • Funkortungsstationen, die mittels VHF-Funkemissionen zur Bestimmung des Azimuts von

Luftfahrzeugen oder Schiffen dienen.



7.4 DATEN VON DERZEITIGEN UND GEPLANTEN WEA

Pale Rotorblatt Frein Bremse Multiplicateur Getriebe Système de régulation électrique Elektrische Regelung Nacelle Gondel Générateur Generator Système d’orientation Orientierungssystem Mat Turm Moyeu et commande du rotor Nabe und Rotorsteuerung Fondations Fundament Armoire de couplage au réseau électrique Verteilerschrank für die Netzkopplung

Schema einer DGPS-Station

Foto eines Marine-Peilers

Eine Sendeeinrichtung (~ 300 kHz) in der Nähe des Referenz-GPS-Empfängers sendet permanent die Daten eines Korrekturvektors (Übertragungsgeschw indigkeit: ~ 100 Baud). Ein Schiff im Erfassungsbereich einer Empfangseinrichtung bestimmt seine eigene Posit ion per GPS-Empfänger und korrigiert sie anhand des von der Basisstation gesendeten Korrekturvektors.

Die von der Marine im Krisenfall eingesetzten Peiler w erden im V HF-Band (um die 160 MHz) der mobilen

Marine-Radare betrieben. Die Genauigkeit der Winkelverortung

beträgt 0,3°.



Eine Windenergieanlage w andelt die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie um. Sie besteht aus folgenden Bauteilen:

• einem Betonfundament • dem Turm zur Positionierung des Rotors in ausreichender Höhe, damit er sich drehen kann

und von stärkeren und konstanteren Winden als am Boden angetrieben w ird. Der Metallturm hat eine zylindrische oder konische Form.

• der Gondel, die an der Spitze des Turms angebracht ist und in der sich die Rotorw elle, die mechanischen und pneumatischen Komponenten, der Stromgenerator und verschiedene betriebsw ichtige elektrische und elektronische Komponenten befinden. Die Gondel hat mehr oder w eniger die Form eines Parallelepipeds oder Zylinders und ist normalerw eise metallverkleidet.

• einem Rotor mit mehreren Rotorblättern (normalerw eise drei), der mit der Gondel durch die Nabe verbunden ist. Die Rotorblätter bestehen normalerw eise aus Verbundwerkstoffen (Polyester oder Epoxid, glas- oder kohlefaserverstärkt usw.), in die ein metallischer Leiter eingearbeitet ist, der Blitzströme ableitet.

Abmessungen und technische Daten in Abhängigkeit von der Leistung:

Leistung Turmhöhe Rotorblattlänge 25 kW 30 m 5 m 200 kW 30 bis 50 m 13 m

600 bis 750 kW 40 bis 50 m 21 bis 22 m 1,3 MW 50 bis 70 m 30 bis 32 m 1,5 MW 55 bis 95 m 32 bis 38 m

2 bis 2,5 MW 55 bis 100 m 35 bis 46 m 3 MW ≈ 80 m ≈ 50 m

5 bis 6 MW 100 bis 125 m 60 bis 65 m

Zum Vergleich die technischen Daten, die den CCE5-Berichten der ANFR zugrunde gelegt wurden:

Referenz Turmhöhe Turmdurchmesser Rotorblattlänge Rotorblattbreite Bericht CCE5 Nr. 1 (Ref 1) 70 m 4 2 m 40 m 2 m Bericht CCE5 Nr. 1 (Ref 2) 120 m 6 4 m 70 m 3 m Bericht CCE5 Nr. 2 (An 5) 90 m 5 3,5 m 42 m

Offshore-Windenergieanlagen



In der Offshore-Nutzung, befindet sich zwischen dem Fundament am Meeresboden (-10 m, -20 m, bis zu -50 m) und dem eigentlichen Turm ein Tragw erk, das teilw eise oder vollständig unter der Wasseroberfläche liegt.

Hinweis: Norsk Hydro kündigte im Dezember 2005 das Hywind-Konzept für schwimmende 5 MW-Windenergieanlagen an, die bei einer Wassertiefe von 200 m und mehr eingesetzt werden können und mit einem schwimmenden senkrechten Ballasttank und drei Ankerleinen ausgestattet sind. (Die Informationsbroschüre [D01] kann auch unter dem folgenden Link eingesehen werden: www.hydro.com/library/attachments/en/press_room/floating_windmills_en.pdf )

Im Vergleich mit einer Onshore-WEA kann die Nabenhöhe aufgrund der geringeren „Rauhigkeit“ einer Wasserfläche gegenüber einer Landfläche niedriger sein. Während beispielsw eise für eine 5 MW-WEA auf dem Festland eine Höhe von 100 bis 120 m erforderlich ist, beträgt die Höhe über Wasser 80 bis 100 m.

Bis 2010 sind für zukünftige Offshore-WEA-Projekte 10 MW-Einzelleistung bei Rotorblattlängen von 80 m vorgesehen.

7.5 WINDPARKDATEN

Windparks (für die ein Entw icklungsgebiet (ZDE) für WEA ausgew iesen sein muss) können mehrere Dutzend WEA umfassen, wobei in den derzeit größten in Betrieb befindlichen Windparks etw a 20 Anlagen stehen.

Die WEA-Positionierung in einem Onshore-Windpark unterliegt mehreren Einschränkungen. Damit sich WEA nicht gegenseitig stören, beträgt der empfohlene Abstand zw ischen Onshore-WEA beispielsw eise den drei- bis fünffachen Rotordurchmesser senkrecht zur vorherrschenden Windrichtung und den sechsfachen Rotordurchmesser in der vorherrschenden Windrichtung. Dies entspricht etw a 400 m bei WEA mit 1,3 bis 1,5 MW und 600 m bei WEA mit einer Leistung von 3 MW.

Für Offshore-Windparks gibt es weniger Einschränkungen. Diese Parks können eine Größe von bis zu 80 Anlagen (in Dänemark) erreichen. Dort stehen die WEA oft in mehreren Reihen im empfohlenen Abstand des siebenfachen Rotordurchmessers, was bei 5 MW-Anlagen etw a 840 m entspricht.



Offshore-Windpark in Dänemark

Im Internet sind zahlreiche Informationen zu WEA und Windparks in der ganzen Welt verfügbar, insbesondere auf der Website „The Wind Pow er“ unter www.thew indpow er.net.

7.6 KARTOGRAPHIE DER IN FRANKREICH BETRIEBENEN WEA

Onshore-Windparks: siehe Anhang 6.

Der erste Offshore-Windpark Frankreichs w ird 7 km vor Veulettes-sur-Mer (Departement Seine-Marit ime) errichtet und besteht aus 21 WEA mit 5 MW Leistung, die in 23 m Tiefe verankert und in drei Siebenerreihen aufgestellt sind. Die Gesellschaft ENERTRAG plant die Inbetr iebnahme für 2009.

Im Jahr 2006 beantragte die Gesellschaft „La Compagnie du vent“ ein Windparkprojekt mit 156 WEA mit einer Leistung von 4,5 MW entlang der Küste der Regionen Picardie und Haute-Normandie zw ischen den Orten Criel-sur-Mer (Departement Seine-Maritime) und Cayeux-sur-Mer (Departement Somme). Die Errichtung des Windparks w urde jedoch von der Préfecture marit ime vorerst nicht genehmigt. Als Grund w urde das Vorhandensein von Minen aus den Weltkriegen angeführt.

7.7 GEPLANTE STANDORTE VON WEA IN DER NÄHE VON RADARANLAGEN

ZU ERGÄNZEN Diese Standortangaben müssen noch zugeliefert w erden.



8. BESTANDSAUFNAHME IN FRANKREICH

In der EU-27 hat Frankreich hinsichtlich der Windenergiestandorte einen gew issen Rückstand. Das Land nimmt hinter Ländern w ie Deutschland, Spanien und Dänemark, die bereits viel Erfahrung in diesem Bereich gesammelt haben, einen Platz am Ende der ersten Hälfte der Liste der Länder ein, die die meisten WEA errichtet haben.

8.1 ERFAHRUNGSBERICHTE AUS DER PRAXIS

Die DGAC und die Luftstreitkräfte zählten zu den ersten staatlichen Stellen, die Bedenken gegen die Errichtung von WEA äußerten. Dies geschah insbesondere im Rahmen des Programms des ‘’Eole 2005’’ 1, in Anw endung des Erlasses vom 25. Juli 1990 für Anlagen mit mehr als 50 m Höhe, die außerhalb des Geltungsbereichs der Dienstbarkeiten der Luftfahrt (plans de Servitudes aéronautiques) liegen.

Solange die Hindernisse nicht die vorgeschriebenen Verfahren und die Flugsicherung (unterhalb von 75 m Höhe) beeinträchtigten, w urden Windenergieprojekte problemlos genehmigt. Doch da diese Hindernisse immer höher geplant w erden, ist die Zahl der Projekte, die den Flugverkehr beeinträchtigen, gestiegen. Solche Projekte w urden deshalb für die geplanten Standorte nicht genehmigt.

Am Anfang w urde problematisiert, dass WEA Flugverkehrshindernisse in Gebieten darstellten, die zum Flughafenbereich zählen, oder dass sie in relativer Nähe zu Flugplätzen der zivilen Luftfahrt oder auch in der Nähe bestimmter militärischer Tieff luggebiete errichtet w orden waren.

Im März 2004 äußerte Météo-France Bedenken zu WEA in der Nähe von Wetterradaren, insbesondere anlässlich der Einführung von Doppler-Systemen. Diesen Bedenken beruhten auf festgestellten Anomalien an der Radaranlage von Abbeville, deren Umstellung auf die Doppler-Technologie für Mitte 2005 geplant w ar. Auch beim Wetterradar in der Nähe von Opoul im Departement Aude sollen Anomalien entdeckt w orden sein, die auf mehrere Windparks in der Nähe zurückzuführen sein sollen. Zu diesem Thema w urde eine technische Studie durchgeführt, die dann an das Verkehrsministerium übermittelt w urde. Météo France w andte sich darauf hin an die Ad-hoc-Kommission der ANFR – siehe dazu das Schreiben vom 17.02.2005 von Météo France Abbeville an die DEE [D02]. Die ANFR hat im Jahr 2005 die angefragte Studie durchgeführt (siehe Kapitel 8.2.1). Météo France fragte darüber hinaus auch bei anderen europäischen Wetterdiensten nach, die mit ähnlichen Problemen konfrontiert sind.

Nachdem die französischen Luftstreitkräfte Anfang 2005 von Météo-France darüber informiert wurden, entschieden sie sich, Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen und Machbarkeitsstudien und Bauanträge für Windenergieprojekte in einem Radius von 30 km um ihre Radare systematisch abzulehnen. Die DGAC verbot ihrerseits, bis zum Erhalt genauerer Informationen, sämtliche Windenergieprojekte in den Erfassungsbereichen ihrer Radare und anderer Funknavigationssysteme ohne Entfernungsbeschränkung. Die Luftstreitkräfte beauftragten das Zentrum für elektronische Wehrtechnik (Centre Électronique de l’Armement, eine Einrichtung, die auch mit der DGA C zusammenarbeitet) mit einer Detailstudie zur

1 Dieses Programm wurde 1996 durch den Staatssekretär im Industrieministerium eingeführt, um über

Ausschreibungen, die die EDF von 1996 bis 1999 durchführte, die Windenergie als erneuerbarer Energieträger für die Stromerzeugung nutzbar zu machen. Diese Ausschreibungen führten zur Auswahl von 55 Windenergieprojekten mit einer Gesamtleistung von 361 MW. Hinweis: Im Jahr 2000 wurde diese Vorhaben eingestellt, da das Modernisierungs- und Entwicklungsgesetz für die Stromversorgung einen neuen rechtlichen Rahmen schuf.



Bestimmung der tatsächlichen Ausw irkungen von WEA auf militärische und zivile Luftraumüberw achungsradare. Diese Studie w urde Ende 2005 / Anfang 2006 von der ANFR erstellt. Die DGA C gab ihrerseits im Jahr 2005 bei THALES Air Traff ic Management eine Studie über die Ausw irkung von Windparks auf Primär- und Sekundärradaranlagen in Auftrag (siehe Kapitel 8.2.2).

In dem im Januar 2005 verfassten Handbuch „Guide de l'étude d'impact sur l'environnement des parcs éoliens“ [D03], gibt die ADEME den Kenntnisstand zu Auswirkungen von WEA auf Radare und zu empfohlenen Vorsorgemaßnahmen w ieder (Wetterradare im Anhang 1, militärische und zivile Radarüberw achungsanlagen im Anhang 3).

Die DGAC konnte bei einigen ihrer Radare Echos feststellen, die von Windparks ausgingen, jedoch keine störende Größe hatten. Es ist darauf hinzuw eisen, dass die DGAC sich nicht gegen Windparkprojekte gestellt hat, die langfristig mehrere hundert WEA um das Sekundärradar von Chaumont-Cirfontaine umfassen sollten, w obei der Standort der am nächsten gelegenen Anlagen in etw a zehn Kilometern zum Radar geplant ist (siehe das Dossier [D07]). Die ersten Parks w erden 2008 in Betrieb gehen. Die DGAC w ill die Errichtung dieser Parks und die eventuellen Störw irkungen kontrollieren, um diesen Fall als „Lehrfall“ betrachten und Lehren daraus ziehen zu können. Im Falle unvorhergesehener Störw irkungen, sollen geeignete Regulierungsmaßnahmen getroffen werden.

rayon 20 km Radius von 20 km demange aux eaux PC en cours Demange aux Eaux Baugenehmigungsverfahren läuft



delouze rosieres PC en cours Delouze Rosieres Baugenehmigungsverfahren läuft baudignecourt PC accorde Baudignecourt Baugenehmigung erteilt mont dore PC accorde Mont Dore Baugenehmigung erteilt vouthon haut PC en cours Vouthon Haut Baugenehmigungsverfahren läuft la haute borne PC en cours La Haute Borne Baugenehmigungsverfahren läuft chermisey PC en cours Chermisey Baugenehmigungsverfahren läuft Lat. 48.4497 Höhe 48.4497 Long. 5.3994 Länge 5.3994 haut du mont PC accorde Haut Du Mont Baugenehmigung erteilt cremont PC accorde Cremont Baugenehmigung erteilt vesaignes sous lafauche PC en cours Vesaignes sous Lafauche Baugenehmigungsverfahren läuft saint blin PC en cours Saint Blin Baugenehmigungsverfahren läuft

Es ist ebenfalls darauf hinzuw eisen, dass für die in der Nähe des VOR von Boulogne zu errichtenden WEA eine Vereinbarung mit den Windenergieentw icklern getroffen und unterzeichnet w urde, wonach die DGAC eine Überflugkontrolle vor und nach der Errichtung der Anlagen vornehmen w ird. Sollten Störw irkungen oberhalb der Toleranzgrenzen festgestellt werden, soll der Standard-VOR durch einen Doppler-VOR ersetzt w erden, da dieses System weniger störanfällig ist. Die Windenergieprojektierer beteiligen sich in diesem Fall an den Kosten.

Die französischen Luftstreitkräfte stellten seit 2005 an mehreren Standorten ebenfalls Störungen durch nahe gelegene Windparks fest. Von November 2005 bis März 2006 w urde eine Versuchsreihe in der Nähe von Narbonne durchgeführt. Dieses Gebiet ist von besonderem Interesse, da es dort besonders viele Windparks gibt, die an einigen Stellen in aufeinanderfolgenden Reihen errichtet sind. Die Beobachtungen durch Trainingsflugzeuge der stationären 2D- und 3D-Radare bestätigten die Art der festgestellten Störw irkungen an anderen Standorten, ohne dass sich jedoch Gesetzmäßigkeiten ableiten ließen. Des Weiteren w urde 2006 eine Studie zum ALADIN-Radar am Stützpunkt der Luftstreitkräfte von Orléans (BA 123, in Boulay-les-Barres) im Hinblick auf die fünf nahegelegenen Windparks in 9 bis 37 km Entfernung durchgeführt. Von diesen Windparks geht eine deutliche Störw irkung aus, die sogar eine „Geisterlandebahn“ w ährend des Überflugs dieses Windparks generierte. Hinw eis: In einer Entfernung von über 30 km erw iesen sich WEA einer Höhe von 90 m auch noch in 36 bis 37 km Entfernung als Störquellen.

Ein w eiteres Beispiel für starke Störw irkungen w urde 2006 am Standort Serre Haute (Gemeinde Monjoyer im Departement Drome) festgestellt (Verdeckungseffekt und Sättigung der Empfangseinrichtung). In einigen Bereichen w ar dort die Radarerkennung durch nahegelegene WEA (zw ischen 600 und 2.000 m) sehr beeinträchtigt.

Im Januar 2007 w urde in Greny (Departement Seine-Maritime) unw eit von den WEA von Assigny, Brunville und Biville-sur-Mer (5 bis 6 km) ein mobiles ALADIN-Radargerät betrieben. Es w ar nicht Aufgabe dieses Radars Informationen zu Störw irkungen durch WEA zu sammeln. Die Luftstreitkräfte nutzten ihn jedoch auch zu diesem Zw eck. Da die Mission dieses Radareinsatzes vertraulich w ar, wurden die Ergebnisse nicht veröffentlicht. Einige Teilinformationen könnten jedoch herausgegeben w erden.

Über diese Erhebungen hinaus haben die Luftstreitkräfte alle Radarbetreiber der Verteidigung gebeten, ihre Beobachtungen zum Zw ecke der Untersuchung und Analyse mitzuteilen.



8.2 DURCHGEFÜHRTE ARBEITEN UND V ERÖFFENTLICHTE BERICHTE

Die ANFR gehört dem beratenden Komitee für elektromagnetische Verträglichkeit CCCE an und überw acht die Freihaltungsregeln für Radare gemäß den Vorschriften des Technischen Dienstes für die zivile Luftfahrt STAC (Service technique de l'aviation civile). Im Jahr 2005 wandten sich staatliche Stellen an die ANFR, um die Problematik sow ohl für Wetterradare als auch für militär ische und zivile Radarüberw achungsanlagen untersuchen zu lassen.

8.2.1 Wetterradaranlagen (Arbeiten der ANFR und von Météo-France)

Mitte 2005 w urden im Auftrag von Météo-France experimentelle Studien auf der Grundlage von Météo-France-Messungen am Wetterradar von Abbeville (Departement Somme) im Hinblick auf zwei Standorte von Windparks in 19 km Entfernung in südöstlicher Richtung des Radars durchgeführt. Die Windparks „Nibas“ und „Chépy“ bestehen aus 6 bzw. 2 Anlagen mit 2 MW Leistung und w eisen eine Turmhöhe von 65 m und eine Rotorblattlänge von 35 m auf. Diese Messungen konnten Festechos nachweisen, die durch diese Parks hervorgerufen wurden.

Bericht CCE5 Nr. 1 der ANFR vom 19.09.2005 „Perturbations du fonctionnement des radars météorologiques par les éoliennes“ ([R01])

In diesem am 19.09.2005 von der CCCE verabschiedeten Bericht w urde diese Messkampagne aufgeführt. In Anhang 3 ist das folgende Radarbild dargestellt.

Anzeige der Wetterradaranlage von Abbeville Auswertung:

• Die Echos der beiden Windparks sind als zw ei leuchtende Punkte zu sehen, die Reflexionsw erten zw ischen 61 und 62 dBz entsprechen und nahe am Sätt igungsw ert des Radars liegen.

• Die Formel für den Radarquerschnitt (RCS) auf der Grundlage der Empfangsleistung lautet: PD = P0 + 2G + 20 log(0,0003/(FE²)) + 10log (RCS / (4π )3) – 2VS

Dabei gilt: PD: Leistung des empfangenen Signals am Ort der Empfangseinrichtung (dBm) P0: Leistung des ausgestrahlten Signals am Ort der Sendeeinrichtung (dBm) G: Antennengewinn (dBi) F: Frequenz (MHz) D: Entfernung (km) VS: Verlust (Stromzuführung) (dB)

ergibt Radarquerschnitte in einer Größenordnung von 24 bis 25 dBsm, d.h. ca. 250 und 320 m².



Der Bericht der ANFR stellt dann Pixel-Messungen zum Windpark von Nibas vor, die über einen Zeitraum von 13 Stunden aus 157 Einzelbildern erhoben w urden, nachdem die Festechos mittels Festechounterdrückung des Radars herausgefiltert w urden (siehe unten).

Densité de l’occurrence Dichte des Auftretens Réflectivité en dBZ Reflexionsgrad in dBZ

Dichteverteilung der Pixel in 300 m Entfernung von der Windparkmitte von Nibas (157 Bilder von 0:00 Uhr bis 13:00 Uhr am 07.06.2005, windig ohne Niederschläge, Elevationswinkel 0,4°)

Im Bericht heißt es: „Abgesehen von einem zur Ausrichtungsachse der WEA seitw ärts versetzten Pixel stellt man fest, dass die Reflexionsw erte dort auch noch sehr hoch (bis zu 64 dBz) und unterschiedlich sind. Außerdem ist festzustellen, dass jeder Punkt bereits einem Mittelw ert der Moment-Messw erte für jeden Radarpuls entspricht, w obei letztere eine starke Streuung aufw eisen, da sie nicht durch die Festechounterdrückung herausgefiltert w urden. Zum Vergleich: Bei 19 km Entfernung entspricht ein Reflexionsgrad von 60 dBz einem Radarquerschnitt von 23 dBsm, w as also die ursprünglichen Annahmen zu bestätigen scheint.“

Auf der Grundlage dieser Daten w ird im Bericht die Erkennungsschwelle der WEA mit dem Mindestreflektivitätsgrad (8 dBz) und dem Sätt igungsw ert (64 dBz) verglichen. Daraus folgt, dass das Echo der WEA auch auf große Entfernung (über 30 km) sehr stark ist, die Festechounterdrückung schw ierig ist und es in einem Sektor von 2° nicht herausgefiltert werden kann. Die Berechnung der Anzahl der durch Festechos der WEA unbrauchbar gew ordenen Pixel von 1 km×1 km ergibt zw ischen 4 und 6 Pixel. Der letzte Wert kann in einigen Fällen reduziert werden, wenn eine Schw elle von 30 dBz statt 8 dBz genommen w ird.

Im Bericht w ird ferner eine Lösung untersucht, die darin besteht, den Elevationsw inkel der Radaranlage zu verändern und so „über“ die WEA hinw eg zu gelangen. Dabei w ird ein Elevationsw inkel von 3° angesetzt. So w äre eine maximale Höhe der WEA von beispielsw eise 400 m über dem Radar möglich, w enn sich diese Anlage in 13 km Entfernung befindet (außer im Fall von S-Band-Radaren – Radarquerschnitt: 1.000 m²).



Der Bericht kommt für die Festecho- und Blockiereffekte zu folgendem Ergebnis: „In Abhängigkeit von den Radarquerschnitten der WEA zeigt die o. g. Analyse deutlich, dass die Auswirkungen von WEA auf den Betrieb der Radare hinsichtlich der Reflexivität für Entfernungen um die 15 km für C-Band-Radare und über 30 km für S-Band-Radare nicht zu vernachlässigen sind, insbesondere wenn man den Kumulationseffekt eines Windparks berücksichtigt. Diese Störwirkung tritt selbstverständlich nur auf, wenn eine direkte Sichtverbindung zwischen Radar und Windpark besteht. Man kann davon ausgehen, dass eine hügelige Landschaft diesen Effekt dämpft. Ebenso ermöglicht der Notbetriebsmodus (Grenze von 30 dBz) im Vergleich zum Normalmodus (Grenze von 8 dBz) eine Koexistenz mit angemessenen Abständen. Die maximale Höhe der WEA kann dann die Normalhöhe (NGF, frz. Normalhöhensystem) der Radarerfassungsfläche übersteigen. Dies kann jedoch nur dann effizient umgesetzt werden, wenn der variable Anteil des Festechos durch die Rotorblätter so schwach ist, dass keine Radarverarbeitung erfolgt. Dieser Parameter hängt selbstverständlich von den technischen Daten der WEA ab. Schließlich […] sollte anhand obiger Analyse unter Berücksichtigung des Kumulationseffekts eines Windparks zwingend ein „Interessenabstand“ von 10 km eingehalten werden. Bei Unterschreiten dieses Abstandes müsste ein Bescheid von Météo-France eingeholt werden. Im Zuge dieser „Koordination“ kann Météo-France fallweise in Abhängigkeit von den Daten der betroffenen Windparks zum einen die möglichen Festechos im Detail errechnen, die potentielle, operative Störwirkung abschätzen und ggf. entscheiden, ob das Wetterradar im Notbetriebsmodus betrieben werden kann.

Hinsichtlich der Störwirkung im Doppler-Modus standen den Verfassern des Berichts keine genauen Messw erte für die Radaranlage von Abbeville zur Verfügung. Der Bericht der ANFR [1] beschränkt sich somit auf Schätzungen:

„Die Störwirkungsanalyse der Festechos von WEA auf Wetterradare konnte mit einer Reihe von Radarquerschnitten erstellt werden, die für einen breiten Bereich von WEA repräsentativ sein dürften: - 10 m² (entspricht 10 dBsm) - 200 m² (entspricht 23 dBsm) - 1.000 m² (entspricht 30 dBsm) Zur Bestimmung der Auswirkungen auf den Doppler werden ausschließlich die rotierenden Rotorblätter berücksichtigt. Bei den zwei in die Analyse des Blockiereffekts einbezogenen WEA-Typen (siehe Anhang 2) stellt die Fläche der Rotorblätter über 50 % der vom Radar „sichtbaren“ Fläche dar. Allerdings sind die Rotorblätter im Allgemeinen nicht vollständig aus Metall, so dass anzunehmen ist, dass der Anteil des auf die Rotorblätter entfallenden Radarquerschnitts gering ausfällt. Zudem ist die Ausrichtung der Rotorblätter variabel, was deren relativen Anteil am gesamten Radarquerschnitt im Durchschnitt weiter senkt. Vor diesem Hintergrund kann also davon ausgegangen werden, dass je nach WEA der Anteil des auf die Rotorblätter entfallenden Radarquerschnitts um 5 bis 20 % des gesamten Radarquerschnitts variieren kann. Zudem kann auch angenommen werden, dass die starke Streuung der Festechos, die für das Radar von Abbeville gemessen wurde (siehe Anhang 3), auf die Bewegung der Rotorblätter zurückzuführen ist, die folglich einen wichtigen dynamischen Radarquerschnitt von mehr als 10 dB einnehmen.“ Der Bericht stützt sich ferner auf die Ergebnisse der QinetiQ-Studie von 2003 (Referenz [3]), um diese Annahmen zu untermauern: „ Insbesondere die Abbildung 4-6 dieser Studie zeigt für eine WEA mit einem mitt leren Gesamtradarquerschnitt von 18 dBsm eine Schw ankung von bis zu +10 dB, w as obige Annahmen zu stützen scheint, und zwar sowohl für den Anteil des



auf die Rotorblätter entfallenden Radarquerschnitts als auch für die berücksichtigten Doppler-Werte des Radarquerschnitts. Ferner ist festzustellen, dass die Abbildungen 5-9 und 5-10 derselben Studie auch das w iederholte Auftreten von Doppler-Hotspots zeigen, deren Radarquerschnitt 20 dB übersteigen kann, w as auch hier die Relevanz des o. g. Wertes von 23 dBsm zu bestätigen scheint, selbst w enn anzunehmen ist, dass dieser sicherlich ein Höchstw ert ist.“

Ausgehend von diesen Annahmen gibt der Bericht folgende Einschätzung ab: „Verglichen mit dem Festecho-Szenario kann man davon ausgehen, dass der Doppler-Modus störanfälliger für WEA ist, insbesondere bei geringen Entfernungen. […] Bei Entfernungen bis zu 30 km w ird deutlich, dass die Erkennungsschw elle der WEA erheblich größer ist als die Doppler-Erkennungsschw elle (-113 dBm), und zw ar zwischen 50 und 120 dB, und dass folglich in allen Fällen die Doppler-Signalverarbeitung gestört sein w ird.“

Im Bericht w ird anschließend der Azimutbereich berechnet, ab dem die Antennenunterscheidung nicht mehr ausreicht, um Störechos auf einer Nebenkeule zu unterdrücken.

Er zieht die Anzahl der infolge der Doppler-Echos der WEA unbrauchbar gewordenen Pixel von 1 km × 1 km ab.



Azimut dans lequel un écho doppler sera maintenu (Bande C)

Azimut, bei dem ein Doppler-Echo erhalten bleibt (C-Band)

Azimut dans lequel un écho doppler sera maintenu (Bande S)

Azimut, bei dem ein Doppler-Echo erhalten bleibt (S-Band)

Angle d’azimut Azimutwinkel Distance (km) Entfernung (km) SER 1 m² Radarquerschnitt 1 m² Nombre de pixels impactés (Bande C) Anzahl der gestörten Pixel (C-Band) Nombre de pixels impactés (Bande S) Anzahl der gestörten Pixel (S-Band) Nombre de pixels Pixelanzahl Distance (km) Entfernung (km)

Der Analyse des Berichts zufolge kann die große Anzahl der betroffenen Pixel auch über 20 km die gesamten Doppler-Messungen in Frage stellen oder zumindest stark beeinträchtigen:

• bei der räumlichen Verarbeitung der Radialgeschw indigkeit in bestimmten Bereichen mit kritischen Einrichtungen w ie z.B. Flughäfen, w odurch es keine zuverlässige Winddaten in bestimmten geographischen Bereichen mehr gibt,

• bei der Geschw indigkeits-Azimut-Anzeige VAD (Velocity Azimuth Display), für die alle Daten (für sämtliche Höhen) in einem Radius von mehreren Kilometern oder mehreren Dutzend Kilometern integriert w erden, um ein Windprofil vertikal zum Radar zu berechnen.

Den Berechnungen zufolge hat die Lösung, den Elevationsw inkel der Radaranlage um 3° zu verändern und dadurch „über“ der WEA zu messen, in den meisten Fällen nicht den gew ünschten Effekt.

Der Ber icht kommt für die Festecho- und Blockiereffekte zu folgendem Ergebnis: „… die obige Analyse zeigt deutlich, dass die Störwirkung von WEA auf den Doppler-Betrieb von Radaren erheblich ist, insbesondere bei Entfernungen unter 10 km, bei denen sämtliche Daten fehlerbehaftet sind. […] im Gegensatz zur Problematik der Festechos scheint es keine besondere Lösung wie die der Vergrößerung des Elevationswinkels der Radare zu geben, die die Situation verbessern und auf bestimmte Art die Doppler-Echos von WEA ausgleichen könnte. Anscheinend hätte angesichts des Kumulationseffekts kein Windpark in einem Radius von 5 km um C-Band-Radare und von 10 km um S-Band-Radare errichtet werden dürfen sowohl für die räumliche Verarbeitung der Radialgeschwindigkeit als auch für den VAD-Modus zu entgehen. Darüber hinaus scheint ein „Interessenabstand“ von 20 km für die C-Band-Radare und von 30 km für die S-Band-Radare erforderlich zu sein, wobei die Entfernung von 30 km der maximalen Doppler-Erkennung der Radare bei wolkenlosem Himmel (ohne Niederschläge) entspricht“.

Arbeiten von Météo-France

Météo-France gründete die Arbeitsgruppe „GT RADEOL“, die sich mit Interaktionen von WEA und Wetterradaren beschäftigt. Für den Interessenbereich hat die RADEOL auf der Grundlage des Berichts Nr. 1 der ANFR Vorschriften zum Schutz insbesondere vor Störw irkungen auf den Doppler erlassen (Vorschriften, die von der Windbranche als zu restriktiv angesehen werden).

Präsentation der Arbeitsgruppe GT RADEOL(03.02.2006) „SER et SER DOPPLER d'une éolienne“ [R12] In dieser Präsentation w erden die Arbeiten von QinetiQ zum Radarquerschnitt einer WEA vom Typ ENERCON E66 in Abhängigkeit von der Ausrichtung und Rotation der Rotorblätter dargestellt. Auch die Berechnungen von INTERV ENT zum Radarquerschnitt der ENERCON E70 mit



Rotorblättern mit verringertem Echo sind in die Präsentation eingegangen. Es w ird gefolgert, dass der Standardw ert für den Doppler-Radarquerschnitt von 200 m² für die Bew ertungen zu verwenden ist.

Technische Anleitung der Arbeitsgruppe GT RADEOL (05.04.2006) „Cohabitation parcs éoliens et radars météorologiques : contraintes“ [R13]

Diese Anleitung definiert, w as ein Windpark ist und gibt die Definit ionen der Schutz- und Interessenbereiche aus dem Bericht Nr. 1 der ANFR sow ie folgender Begriffe wieder:

• „sensibler Standort“ (site sensible): „jedes meteorologisch sensible geographische Gebiet (v. a. im Hinblick auf ein größeres Starkwindrisiko), das von sozioökonomischer Bedeutung ist. Die Reaktionszeit auf Risiken in diesem Gebiet muss mit der Vorwarnzeit der „kurzfristigen Vorhersage“ übereinstimmen“.

• „Verbotszone“: „Die Gegenseitige Verbotszone (Zone d’exclusion mutuelle) entspricht der Verbotszone um ein Projekt, in dem Doppler-Radare gemäß den definierten Einschränkungen für die „kurzfristigen Vorhersagen“ im Umkreis von 10 km vor Störwirkungen geschützt werden. Dieses Gebiet wird fortan als ZEM bezeichnet. Diese Definition gilt auch für sensible Standorte, so dass Projekte ausgeschlossen sind, bei denen Störbereiche weniger als 10 km von sensiblen Standorten entfernt sind.“

In der Technischen Anleitung w ird der Radarquerschnitt als „Verhältnis der reflektierten Energie zur empfangenen Energiedichte pro Flächeneinheit“ definiert. Sie w eist darauf hin, dass der Radarquerschnitt der WEA „aufgrund der Rotorblattbew egung stark und ständig schwankt“, und führt, ohne jedoch die genaue Berechnungsmethode zu definieren, die Begriffe mittlerer und maximaler Radarquerschnitt ein. Die geltenden Einschränkungen und Vorschriften werden zusammenfassend in der folgenden Abbildung veranschaulicht:

Einschränkungen auf die Doppler-Messungen (PN, PI). SB bezeichnet den Schutzbereich, IB der Interessenbereich, y eine empfohlene Positionierung von WEA,

x eine nicht empfohlene Positionierung und ZEM die Gegenseitige Verbotszone.

Zone Doppler projet 1 Doppler-Bereich Projekt 1 ZEM ZEM (Gegenseitige Verbotszone)



Zone Doppler projet 2 Doppler-Bereich Projekt 2 Site sensible „sensibler Standort“ ZP ZP (Schutzbereich) ZC ZC (Interessenbereich)

Die Technischen Anleitung empfiehlt: 1. die Anzahl der WEA-Projekte in den Interessenbereichen möglichst stark zu begrenzen, 2. eine möglichst großflächige geographische Verteilung der WEA-Projekte, 3. WEA-Projekte möglichst w eit von Radaren anzusiedeln, 4. WEA nicht in der vorherrschenden Windrichtung zu errichten; 5. unter Berücksichtigung von Punkt 4 die Keulenbreite durch Aufstellung der WEA in

Radarstrahlrichtung so stark w ie möglich zu reduzieren, 6. keine Abschattung des Radarstrahls durch eine WEA-Gruppe über 10 %, 7. keine Überschreitung der Größe der Doppler-Störbereiche von 10 km, 8. Doppler-Störbereiche in mindestens 10 km gegenseit iger Entfernung. 9. Doppler-Störbereiche in mindestens 10 km Entfernung von sensiblen Standorten mit

erhöhtem Unw etterrisiko (vgl. ZEM).

Im Anhang befindet sich das Berechnungsprinzip für Störbereich von Doppler-Messungen, unter Berücksichtigung dessen, w as aus dem Bericht CCE5 Nr. 1 der ANFR hervorgeht. Auch eine Tabelle der gestörten Azimutmessw erte ist dort aufgeführt. Es folgt ein Auszug aus dieser Tabelle für einen Radarquerschnitt von 200 m² und eine Entfernung von 5 bis 26 km.

Entfernung (km) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

gestörtes Az (°) 75,4 69,4 64,4 60 56 52,6 49,4 46,4 44 41,4 39,2

Entfernung

(km) 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 gestörtes Az (°) 37 35 33,2 31,4 29.6 28 26,6 25 23,6 22,4 21.

Mitteilung der Arbeitsgruppe GT RADEOL (19.06.2006) „Surface Equivalente Radar des éoliennes et mesure de détermination des zones d'impact sur la mesure Doppler“ [R14]

Diese Mitteilung nimmt die Arbeiten von QinetiQ zum Radarquerschnitt einer WEA vom Typ ENERCON E66 in Abhängigkeit von der Ausrichtung und Rotation der Rotorblätter auf, vergleicht diese Arbeiten mit den Messungen in Abbeville zum Windpark Nibas und verw endet die Berechnungsmethode für die Doppler-Störbereiche, w ie sie im Anhang zum Bericht CCE5 Nr. 1 der ANFR aufgeführt ist.

Sie erläutert die Berechnungen von INTERV ENT zum Radarquerschnitt der WEA ENERCON E70 mit Rotorblättern mit verringertem Radarecho und folgert, dass der Doppler-Radarquerschnitt 200 m² betragen sollte, der als Standardw ert für die Bew ertungen zu verwenden ist.



Technische Anleitung der Arbeitsgruppe GT RADEOL (10.2007) „Variation des dimensions des zones d'impact Doppler avec la distance“ [R15]

Dieses Dokument, eine Überarbeitung früherer Mitteilungen von Météo-France, enthält eine praktische Berechnungsformel für die Größe des durch eine WEA hervorgerufenen Doppler-Störbereichs in Abhängigkeit von der Entfernung R (in km) von der Radaranlage:

Dmax = 2.(R+1).sin(az/2) az: von der WEA gestörtes Azimut

Eolienne WEA

Zur Berechnung des gestörten Azimutw erts werden im Dokument die Ergebnisse aus Anhang 4 des Berichts CCE5 Nr. 1 übernommen, w obei jedoch die Kurven für den Radarquerschnitt von 50, 100, 500 und 1.000 m² im C-Band und im S-Band hinzugefügt wurden.

Azimut, bei dem ein Doppler-Echo erhalten bleibt (C-Band)

Abbildung 2 des Dokuments (aus Abbildung 4-4 des Berichts CCE5 Nr. 1)



Azimut, bei dem ein Doppler-Echo erhalten bleibt (S-Band)

Abbildung 3 des Dokuments (aus Abbildung 4-8 des Berichts CCE5 Nr. 1)

Angle d’azimut (*) Azimutwinkel (*) Distance (km) Entfernung (km) SER 100 m² Radarquerschnitt 100 m²

Im Dokument w ird daraus der Graph aus der Veränderung von Dmax in Abhängigkeit von R in beiden Fällen abgeleitet.

Größte Ausdehnung des von einer WEA verursachten Doppler-Störbereichs – C-Band-Radar

Abbildung 4 des Dokuments: Berechnung von Dmax für ein C-Band-Radar



Größte Ausdehnung des von einer WEA verursachten Doppler-Störbereichs – S-Band-Radar

distance (km) Entfernung (km) seuil 10 km Schwelle 10 km

Abbildung 5 des Dokuments: Berechnung von Dmax für ein S-Band-Radar

In der Technischen Anleitung w ird nochmals auf das von Météo-France aufgestellte Kriterium für die Einschränkungen für die „kurzfristigen Vorhersagen“ hingew iesen:

Dmax > 10 km Folglich w ird gemäß dieser Technischen Anleitung für einen Radarquerschnitt von 200 m² bei einem C-Band-Radar der Wert von Dmax größer als 10 km ab einer Entfernung von 11 km (bis zu etwa 25 km) zw ischen WEA und Radar angesetzt. Erstaunlicherw eise ergibt sich daraus auf den ersten Blick die Empfehlung, dass eine in 15 km Entfernung zu einem Radar geplante WEA in 10,5 km Entfernung zu diesem errichtet w ird, um ihre Störw irkung auf den Doppler auf ein akzeptables Maß zu reduzieren.

Für S-Band-Radare w ird in der Technischen Anleitung gefolgert, dass keine WEA mit einem Radarquerschnitt größer oder gleich 50 m² dem 10 km-Kriterium für Dmax im Interessenbereich genügen kann. Bei der Extrapolation der Kurven ist festzustellen, dass eine WEA mit einem Radarquerschnitt von 200 m² das Kriterium Dmax < 10 km erst ab einer Entfernung von 45 bis 50 km (und möglicherweise noch darüber) zu einem S-Band-Radar erfüllt.

Präsentation von Serge Balesta (DIRSO) bei der DRIRE Midi-Pyrénées (08.12.2006) „Cohabitation radars météorologiques – éoliennes“ [R16]

Diese Präsentation gibt zunächst noch einmal die Situation w ieder, dann werden die Auswirkungen und zuletzt die Koordinationsmaßnahmen durch Météo-France insbesondere für den „Interessenbereich“ (von 5 bis 10 km bis zu 20 oder 30 km) beschrieben: • Verdeckung des Radarstrahls < 10 %,



• Größe des Doppler-Störbereichs [doppler] < 10 km, • Vorzusehende geographische Verteilung der Doppler-Störbereiche: Entfernung > 10 km

Gegenseit ige Verbotszonen (ZEM), • Berücksichtigung der sensiblen Standorte mit erhöhtem Unw etterrisiko. RDE - Diskussion der von Météo-France erlassenen Vorschriften (gekennzeichnet als „VS-Nur für den Dienstgebrauch“)

Die Gesellschaft RDE (Recherche et Développement Éolien) diskutierte in einer Sitzung mit der Direktion Nord von Météo-France am 13.03.2007 die von Météo-France erlassenen Vorschriften, insbesondere die Regel „Dma x > 10 km“ und entsprechend die Berechnungsmethode dieser Dmax. RDE hat die Werte Dma x gemäß dieser Methode und den von Météo-France in der Technischen Anleitung „Contraintes“ [R13] der Arbeitsgruppe GT RADEOL angegebenen Werten erneut berechnet und führt eine Dmax -Tabelle für einen Radarquerschnitt von 200 m² (Standardw ert von Météo-France) ein. Dabei ergeben sich folgende Werte:

Entfernung (km) 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Dmax (km) 7,73 8,31 8,82 9,24 9,57 9,88 10,1 10,3 10,5

Entfernung (km) 14 15 16 17 18 19 20 21

Dmax (km) 10,6 10,7 10,7 10,7 10,7 10,7 10,6 10,5

Man stellt fest, dass gemäß den Vorschriften von Météo-France jedes WEA-Projekt in einer Entfernung zw ischen 11 und über 20 km mit einem Radarquerschnitt von 200 m² systematisch abgelehnt w erden w ürde, selbst w enn es sich um eine einzelne WEA handelt oder die WEA optimal posit ioniert w urden. Darüber hinaus müssen bei allen Projekten die Vorschriften zu Festechos eingehalten w erden, die für geplante Projekte in der Nähe einer Radaranlage noch strenger sind. RDE stellt ferner fest, dass Météo-France auch eine ZEM von 10 km rund um die durch einen Windpark hervorgerufenen Doppler-Störbereiche eingeführt hat. Dieses Ausschlusskriterium gilt nur bei Météo-France und w urde von der ANFR nicht off iziell genehmigt. Während des Treffens kamen einige Fragen von Seiten der RDE an Météo-France über eine mögliche Weiterentw icklung der Radare und insbesondere zur Einführung einer Polarisationsvielfalt auf, w as die Situation verbessern könnte.

Kommentierte Zusammenfassung der DSO/CMR von Météo-France (21.09.2007) „Validation par l’observation du modèle d’impact des éoliennes sur les radars météorologiques“ [R44]

In dieser kommentierten Zusammenfassung von Météo-France w erden die aufgezeichneten Beobachtungen der Radaranlage von Abbeville vom Mai 2007 bei klarem Himmel, ohne Niederschläge und mit einem Elevationsw inkel von 2,8° analysiert. Météo-France hat die von der Radaranlage empfangenen Signalstreudaten (Sigma in dB) im Interessenbereich analysiert. Diese Daten sind repräsentativ für die zeitliche Streuung der georteten Echos und ermöglichen die Unterdrückung von Festechos und die Erkennung von Wetterinformationssignalen.

Météo-France vergleicht das Ergebnis dieser Beobachtungen mit der Modellvorhersage durch ANFR in ihrem Bericht vom19.09.2005 ([R01]).



Zonage des perturbations de la mesure Doppler créées par les parcs éoliens

Einteilung in Doppler-Störbereiche, die durch Windparks hervorgerufen werden

Abbeville_20070502_151500T07_Sigma250m, Site = 2.8°

Abbeville_20070502_151500T07_Sigma250m, Site = 2.8°

Légende Legende Eolienne WEA Zone de Protection Schutzbereich Zone de Coordination Interessenbereich Servitudes Radio-Electriques Funktechnische Dienstbarkeiten Zone impact Doppler parc existant ou engagé Doppler-Störbereich durch vorhandenen oder

geplanten Windpark ZEM résultante parcs existants ou engagés ZEM (Gegenseitige Verbotszone) durch

vorhandene oder geplante Windparks bruit Geräusche

In der Zusammenfassung heißt es: „Bei der Beobachtung w urden drei Bereiche mit in Betrieb befindlichen Windparks identif iziert. Zw ei davon befinden sich im Interessenbereich (Bereich 1: Nibas-Saucourt-Chépy, Bereich 2: Saint-Maxent-Tilolloy), und der dritte knapp jenseits des Interessenbereichs (Bereich 3: Maisnière-Tilloy-Floriville-Fretemeule) zeigt ähnliche Kennw erte. Die durchschnittliche Höhe der Windparkbereiche liegt für Bereich 1 bei 80 m und für die Bereiche 2 und 3 bei 110 m. Die Masthöhe der WEA, einschließlich Rotorblätter, beträgt etw a 120 m. Daraus ergibt sich eine Gesamthöhe von maximal etw a 230 m, w as deutlich unterhalb des Radarstrahlmittelpunkts für den Bereich (1.100 m) liegt. Dies zeigt, dass es durch WEA eindeutig zu Störw irkungen kommt, sofern sie sich im Radarsichtfeld befinden, auch dann, w enn sie nicht direkt vom Radarstrahl erfasst w erden. Dies bestätigt die Erkennung durch die Nebenkeulen der Antenne…“

Auf dem entsprechenden Momentbild der Reflexion scheint die Festechounterdrückung für diese Art von Störechos ineff izient zu sein. Laut Météo-France w irkt sich dies auch auf das Niederschlagsmengenergebnis aus, das die Niederschlagsmenge auf der Grundlage des gleichen Bildtyps in einem bestimmten Zeitraum w iedergibt. Es unterliegt den gleichen Störeffekten und zeigt so eine entsprechende Qualitätseinbuße in diesen Bereichen.



Laut Météo-France „zeigen die in Form von konzentrischen Ringbögen beobachteten Störformen die Konformität des Modells in qualitativer Hinsicht“, w obei zu festzustellen ist, dass der hohe Elevationsw inkel des Strahls (2,8°) die Erkennung durch die Nebenkeulen der Antenne bestätigt.

Zusammenfassend stellt Météo-France fest, dass das Modell mit den Beobachtungen übereinstimmt, und zieht daraus die Schlussfolgerung, dass: „das im Bericht CCE5 der ANFR beschriebene Modell durch die erfassten Daten in Abbeville bestätigt w ird.“

Hinzuw eisen ist ferner auf den Vortrag von Philippe Tristant von Météo France (ebenfalls EUMETNET Frequency Manager) anlässlich der Konferenz ERAD 2006 (09.2006) „Radio Frequency threats on meteorological radars operations“ [D04], in der der Verfasser einen Teil seines Vortrags der Frage der Auswirkungen von WEA w idmet.

8.2.2 Radaranlagen der Flugsicherung (Arbeiten der ANFR, der DGAC und der Luftstreitkräfte)

Am 2. Mai 2006 verabschiedete die Umw eltbehörde Commission For Environmental Cooperation (CEC) den Bericht CCE5 Nr. 2 der ANFR „Perturbations du fonctionnement des radars fixes de l’aviation civile et de la défense par les éoliennes“ [R02].

Dieser zweite Bericht untersucht die verschiedenen Störw irkungen, die WEA auf Primärradaranlagen ausüben können:

• Abschattung (unterbrochene Ortung hinter einem Hindernis durch physisch verhinderte elektromagnetische Wellenausbreitung) unter Berücksichtigung des Beugungsphänomens, welches noch eine gew isse Sicht hinter dem Hindernis ermöglicht.

• Falschalarme (Fehlechos) hauptsächlich durch die Reflexion des Radarsignals an den Oberflächen der (stationären oder mobilen) Hindernisse. Störechos (Bild der WEA), die unterdrückt w erden sollen. Bei WEA ist Folgendes zu berücksichtigen: − Die Reflexion an den festen Trägerteilen (Turm und Gondel) mit sehr großem

Radarquerschnitt erzeugt Fehlechos, die eine Sättigung bei der Empfangseinrichtung hervorrufen können.

− Die Erzeugung von Fehlechos durch Reflexion an den Rotorblättern generiert große Radarquerschnitte und für Luftfahrzeuge charakteristische Doppler-Frequenzen. Derartige Fehlechos sind zw ar stark, treten aber nur selten und kurzzeitig auf, da sie sich aus dem recht unw ahrscheinlichen Zusammentreffen mehrerer Phänomene ergeben. In einem großen Windpark jedoch können benachbarte WEA nacheinander wiederholt das gleiche Verhalten in einem Antennenumlauf zeigen und so Fehlechos erzeugen, die eine falsche Spur auslösen, eine vorhandene Signalspur verstärken oder stören sow ie die Sättigung der Empfangseinrichtung hervorzurufen können.

Bei Sekundärradaranlagen w ird Folgendes berücksichtigt:

• die eigentliche Abschattung, w obei die Verdeckungs- und Beugungseffekte denen der Primärradaranlagen gleichen, an der Erkennungsschwelle jedoch schw ächer ausfallen, da die Leistungsbilanz w esentlich günstiger ist,

• eine Verschlechterung bei der Azimutmessung mit Monopulstechnik. Diese Technik ist für Sekundärradaranlagen charakteristisch, da nur sie diesen Messtyp verwenden,

• Falschalarme durch Mehrw eg-Effekte, vor allem durch Reflexionen an den festen WEA-Bauteilen, die trotz Verluste auftreten können, w eil die Leistungsbilanzen insbesondere im Nah- und Nächstbereich sehr günstig sind.

Der Bericht untersucht anschließend Möglichkeiten und Maßnahmen zur Unterdrückung unerw ünschter Effekte, insbesondere bei der Signalverarbeitung.



Leider beschränkt sich der Bericht häufig auf Bewertungen und liefert recht wenig konkrete Zahlenergebnisse. So w ird die Echodämpfung eines hinter einer WEA gelegenen Z iels für eine Pr imärradaranlage lediglich für einen 10 km vom Radar entfernten Turm mit 5 m Durchmesser berechnet.

Schließlich befürwortet der Bericht die Einführung von Koordinationsmaßnahmen zur Ergänzung der Schutzmaßnahmen, solange es noch keine w eiteren Studien oder Experimente gibt.

• Zu Primärradaranlagen der Zivilluftfahrt: – keine WEA in w eniger als 5 km Entfernung von einer Primärradaranlage, – Koordination oberhalb eines Höhenw inkels von 0,5° zum Radar in einer Entfernung zw ischen 5 bis 20 km (bei Sichtbarkeit). – Koordination bei großen WEA-Gruppen (die Größe ist ein Koordinationsparameter) im Sichtfeld, bei Entfernungen unter 30 km.

• Zu Sekundärradaranlagen der Zivilluftfahrt: – keine WEA in w eniger als 5 km Entfernung von Sekundärradaranlagen, – Koordination bei großen WEA-Gruppen (die Größe ist ein Koordinationsparameter) im Sichtfeld, bei Entfernungen unter 30 km.

• Zu stationären Radaranlagen der Verteidigung: – keine WEA in w eniger als 5 km Entfernung von einer Radaranlage oder innerhalb einer temporären Verbotszone (ZIT), – Koordination bei allen WEA-Standorten in 5 bis 30 km Entfernung auf der Grundlage spezifischer Kriterien (Radartyp, ZIT usw.); der Begriff ZIT (Temporären Verbotszone) w ird in Anhang 2 des Berichts definiert.

Anmerkung: Da eine dauerhafte Verbotszone (ZIP) definit ionsgemäß auch temporär ist, kann das dauerhafte WEA-Verbot logischerw eise nur für Bereiche gelten, die regelmäßig temporären Verbotszonen (ZIT) unterliegen (z.B. über dem Versuchszentrum Biscarosse) oder für die die Implementierung einer Z IT zumindest explizit geplant ist.

Bericht von THALES Air Traffic Management (22.12.2005) „Impact des champs d'éoliennes sur les radars primaires et secondaires“ [R63]

Es handelt sich um ein Dokument mit eingeschränkter Verbreitung, das im Auftrag der DGAC (DSNA-DTI) erstellt w urde. Nach einem Kapitel über die technischen WEA-Daten zählt der Bericht die verschiedenen Störw irkungen auf, die WEA bei Pr imär- und Sekundärradaranlagen verursachen. Dann folgt eine Beschreibung der möglichen Signalverarbeitungssysteme der DGAC-Radare: • Primärradaranlagen: TRAC2000 oder 2100 (L-Band) und STAR2000 (S-Band), • Sekundärradaranlagen: RSM 970 (Monopuls S-Band). Er erläutert die empfohlenen Einstellungen zur Minimierung der WEA-Störw irkungen am Ausgang, in dem die Gener ierung von Fehlspuren möglichst umfassend verhindert w ird und Nichtinit ialisierungsbereiche durch Anti-Reflexionsverarbeitungen (Sekundärradaranlagen) definiert w erden. Eine Dämpfung dieses Effekts scheint möglich, doch die Radardaten sind in einer bestimmten Richtung nach w ie vor unvollständig.

8.2.3 Radaranlagen des See- und Binnenschifffahrtsverkehrs

Die ANFR w urde 2006 ebenfalls gebeten, diese Problematik für Radaranlagen der See- und Binnenschifffahrt zu untersuchen. Die Studie läuft derzeit.



8.2.4 Weitere Arbeiten der ANFR

Die ANFR veröffentlichte im Juli 2007 ein Handbuch (erste Fassung 03.07.2007) „Guide sur la problématique de la perturbation du fonctionnement des radars par les éoliennes" [R43] zur Vorbereitung des interministeriellen Rundschreibens, das zu diesem Thema erstellt wird. Im Handbuch w erden der Kontext und die eventuell von WEA verursachten Störw irkungen beschrieben. Außerdem w erden Faktoren genannt, die Einfluss auf diese Auswirkungen haben sow ie mögliche technische Lösungen zu ihrer Behebung. In der Zusammenfassung w ird auf die Empfehlungen der CEC-Berichte (Schutz- und Interessenbereich) hingew iesen und das Koordinationsverfahren erklärt.

8.2.5 Arbeiten der SER/FEE

Anfang 2005 w urde in der SER/FEE die Arbeitsgruppe „Aviation SER-FEE“ geschaffen, die sich an den Debatten der DGA C und des Generalstabs der Luftstreitkräfte (EMAA) zur Veröffentlichung des interministeriellen Leitfadens zur Windenergie (Guide Interministériel Éolien) für Projektträger und Behörden, beteiligen sollte. An dieser Arbeitsgruppe nehmen zw ei externe Berater teil: Luftfahrtexperten, die im Übrigen auch der SER angehören. Einem dieser Berater zufolge besteht unter bestimmten Bedingungen durchaus ein Echorisiko bei militärischen Langstreckenradaren der Landesverteidigung (Reichw eite 100 bis 250 km). Allerdings zeigen Erfahrungen aus Deutschland und Spanien auch, dass eine Koexistenz von WEA und militärischen Radaranlagen problemlos möglich ist.

Nachdem Anfang 2005 Vorsorgemaßnahmen für die Flugsicherung hinsichtlich der WEA im Umkreis von Radaren ergriffen w urden, richtete die SER/FEE zw ei Schreiben (das erste datiert vom 8. Juni 2005, das zw eite vom 29. Juni 2005) an das Verkehrs- bzw . Verteidigungsministerium, um die staatlichen Stellen auf die Maßnahmen der zivilen und militärischen Luftfahrt aufmerksam zu machen. In der Antw ort des Verteidigungsministeriums vom 22. Juli 2005 w ird die Anwendung von Vorsorgemaßnahmen durch die staatlichen Stellen gebilligt, die solange gelten sollen, bis eine Studie die Unnötigkeit dieser Schutzmaßnahmen bew eist.

Die interne Arbeitsgruppe „Aviation“ der SER/FEE verfasste im März 2006 den Bericht des SER/FEE: „Problématique éoliennes / radars - état des lieux de la situation et synthèse des expériences étrangères“ [R03], aus dem ein großer Teil in die vorliegende Zusammenstellung übernommen oder verw endet w urde.

8.3 MAßNAHMEN, DERZEIT IN FRANKREICH UNTERSUCHTE LÖSUNGEN

Météo-France arbeitet an der Minimierung der Ausw irkungen der WEA auf ihre Radarbeobachtungen, insbesondere für die Doppler-Messungen (ZU ERGÄNZEN).

Die auf zivile und militärische Flugverkehrsmanagementsysteme spezialisierte Filiale THALES Air Systems, die u.a. auch die Primärradaranlagen STA R2000, die Sekundärradaranlagen RSM 970S und Flugverkehrsleitdienst-Zentren (ATC) herstellt, forscht nach Verfahren zur Unterdrückung unerw ünschter Echos.

Die Abteilung „Elektromagnetismus und Radar" (DEMR) des französischen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ONERA arbeitet seit langem an einer Modellbildung für die Arbeitsw eise von Radaren und insbesondere für Radarquerschnittsberechnungen. Sie verfügt zudem über Versuchsmittel im Nahfeld und über das von der DGA und THALES entw ickelte ASTRA-Atelier. Insbesondere entw ickelte sie gemeinsam mit der Gesellschaft OKTAL SE den elektromagnetischen Code FERMAT (Funktionalitäten für Elektromagnetismus und Radare durch AsympTotische Methoden) – siehe die Präsentation [D43] anlässlich der CNFR-



Wissenschaftstage 2005. Dieser Code bietet eine einzigartige Rechenmethode für Studien zu Radaranw endungen, Antennenstrahlung, elektromagnetische Kompatibilität zw ischen Systemen (CEMIS) und Verbreitung. Der Code FERMA T nutzt die direkte physische Berücksichtigung der Interaktion der elektromagnetischen Welle mit der Umgebung: Ziele und Hintergrund, und nutzt die geometrischen Datenbanken mit zusätzlichen physischen Eigenschaften dank der IT-Technik der geometrischen Strahlenverfolger, mit dem sich sehr eff izient die Wellenverbreitung, -reflektion und -streuung in der Umgebung nachverfolgen und die Interaktion der Welle mit der Umgebung direkt berechnen lässt. So erhält man die elektromagnetische Antw ort einer Umgebung.

ZU ERGÄNZEN

8.4 STAND DER GESETZLICHEN VORSCHRIFTEN UND DER V ERWALTUNGSPRAXIS

Anmerkung: der nachfolgende Text stützt sich auf den Vortrag von Laurent Brault von der Kanzlei Sterr-Kölln & Partner vom 27.11.2007 auf dem "Radar-Windenergie"-Workshop der deutsch-französischen Koordinierungsstelle Windenergie.

Der Bau einer WEA, die höher als 12 m ist, unterliegt einer Baugenehmigung (Neue Artikel L421-1 und R421-2 im Gegensatz zum Baugesetzbuch (Code de l’Urbanisme). Diese Baugenehmigung w ird vom Departement-Präfekten ausgestellt (ehemaliger Artikel L421-2-1, heute L422-2 des Code de l’Urbanisme).

Der Präfekt untersucht bei der Bauantragsprüfung, ob die geplante Anlage den Bauvorschriften entspricht und die geltenden öffentlichen Dienstbarkeiten einhält. Das eigentliche Baugenehmigungsverfahren führt die DDE (Direction Départementale de l’Equipement) für den Präfekten durch. Während des Baugenehmigungsverfahrens w erden Météo-France, die DGAC und die Streitkräfte beteiligt.

Allgemeine Vorschriften

Hinw eis: bei Windparkprojekten, deren WEA 50 m Höhe übersteigen, muss zuvor eine Umw eltverträglichkeitsstudie erstellt und eine öffentliche Anhörung gemäß den Bestimmungen in Buch I, Titel II, Kapitel III des Umw eltgesetzbuchs [Code de l’environnement] durchgeführt werden.

Grundsätzlich gilt gemäß den geltenden Vorschriften (Artikel R126-1 des Code de l’Urbanisme, Artikel L54 bis L64 und R21 bis R39 des Post- und Telekommunikationsgesetzes (Code des Postes et Télécommunications), dass alle Radare den öffentlich-rechtlichen funktechnischen Dienstbarkeiten zum Schutz der Funkstationen mit Sende- und Empfangseinrichtungen gegen Hindernisse unterliegen, die die Ausbreitung der Wellen verhindern und elektromagnetische Störungen in einem Radius von 5 km (Freihalte-Bereich/Sektor) hervorrufen können.

Hinw eis: Eine häufig von Météo France und dem Verteidigungsministerium (oder ggf. von der DGAC) angeführte Vorschrift zur Begründung ihrer ablehnenden Stellungnahmen ist der Artikel R111-2 des Code de l’Urbanisme. Dieser bestimmt, dass die Errichtung von solchen Bauw erken verboten ist, die „aufgrund ihres Standorts in der Nähe anderer Anlagen, ihrer Merkmale oder ihrer Lage die öffentlichen Gesundheit oder Sicherheit gefährden“.

Das Ministerium für Ökologie, nachhaltige Entw icklung und Raumplanung und das Verteidigungsministerium haben, unterstützt von den verschiedenen Interessengruppen, ein ministerielles Rundschreiben „Perturbations par les aérogénérateurs du fonctionnent des radars fixes de l’Aviation civile, de la Défense nationale, de Météo-France et des ports et navigation maritime et fluviale (PNM)“ [R45] vorbereitet. Der Entw urf von Ende



September 2007 stützt sich im Wesentlichen auf die verschiedenen ANFR-Berichte. Dar in heißt es unter anderem: „Die Interessengruppen (Radarbetreiber, Behörden, Windenergiebranche) haben sich darauf geeinigt, gemeinsam Studien zu diesem Thema durchzuführen. Dieses Rundschreiben soll in spätestens zw ei Jahren überarbeitet w erden“. Es enthält die folgenden Anhänge: A: Radarbetreiber B: Grundsätze zur Vermeidung von Störw irkungen auf Radare C: Prüfverfahren für Windenergieprojekte D: Empfohlene Literatur

8.4.1 Météo-France

Die Vorschriften sehen für die Wetteradare von Météo-France funktechnische Dienstbarkeiten zum Schutz der Funkstationen mit Sende- und Empfangseinrichtungen mit einen Radius von 5.000 m um die Radaranlagen vor.

Das Ministerium für Infrastruktur und Verkehr veröffentlichte am 17. Februar 2006 eine Mitteilung zu Störw irkungen durch WEA auf Wetterradare „note relative aux perturbations des radars météorologiques par les éoliennes“ [D05], die zu einer möglichst frühzeitigen Abstimmung zw ischen Projektträgern und Météo-France bereits vor der Zusammenstellung der Antragsunterlagen auffordert. Dazu sollen die Infrastrukturstellen der Departements in Verbindung mit Météo-France ein Dokument erstellen mit der Angabe der geographischen Bereiche, in denen es durch WEA möglicherw eise zu übermäßigen Störw irkungen auf Wetterradare kommen kann bzw . in denen die Planung eines Windparks bestimmte technische Anforderungen einhalten muss, um die Koexistenz mit Wetterradaren sicherzustellen. Diese Dokumente sollen einen Austausch und eine gute Zusammenarbeit zw ischen Météo-France und den Projektträgern ermöglichen.

Für das Baugenehmigungsverfahren stützt sich Météo-France insbesondere auf die in der Technische Anleitung der Arbeitsgruppe GT RADEOL „Cohabitation parcs éoliens et radars météorologiques : contraintes“ [R13] angegebenen Einschränkungen. Die TA bezieht sich auf den Bericht des A NFR Nr. 1 [R01], führt jedoch die Begr iffe "sensibler Standort“ und „Gegenseitige Verbotszone“ ein und legt u.a. die maximale Größe des Doppler-Störbereichs auf 10 km fest.

Als Beispiel für ein vom Projektträger zu übermittelndes Dokument ist der im Mai 2006 von ALICIME vorgelegte Bericht zur ALICIME-Studie „Estimation de l’impact du projet de parc éolien d’Assac sur la mesure du radar météorologique de Montclar“ [D06] zu nennen, in dem ALICIME zunächst den Standort des Windparks benennt, die verw endeten Berechnungsmethoden definiert und anschließend die Berechnungen anhand der Daten der Radaranlage von Montclar für Radarquerschnitte von 50 m², 100 m² und 200 m² durchführt. Der für Dmax berechnete Wert ist bei einem Radarquerschnitt von 100 m² kleiner als 10 km und liegt knapp über dem zulässigen Grenzw ert von 200 m². Im Ber icht w ird die große Empfindlichkeit bestimmter Parameter hervorgehoben. Bei einer Messung mit -95 dBm nähert sich beispielsw eise die durch jede WEA hervorgerufene halbe Strahlenbreite dem Wert von 1,7° mit den bekannten Parametern der Radaranlage von Montclar an, so dass der theoretische Einfluss bei einem Elevationsw inkel des Strahls zw ischen 1° und 1,3° vernachlässigt werden kann.

8.4.2 Die Generaldirektion für Zivilluftfahrt DGAC

Zusätzlich zu den bereits genannten funktechnischen Dienstbarkeiten w erden zivile Radare in Frankreich durch ein Verbot von Hindernissen oberhalb eines Höhenw inkels von 0,5° in einer Entfernung von 2 bis 5 km geschützt. Der Höhenw inkelw ert befindet sich in 2 km auf der horizontalen Ebene des Ausgangspunktes. In einer Entfernung von 0 bis 2 km ist die



Verbotsgrenze das horizontale Niveau des Ausgangspunktes, bei Sekundarradaranlagen kann sie auch darunter liegen. Die Empfehlungen der Internationalen Z ivilluftfahrtorganisation (ICAO) geben in diesem Bereich ein Verbot oberhalb eines Höhenw inkels von 1/100 (0,57°) für Primärradare und von 1/200 (0,28°) für Sekundärradare vor.

Für jedes Bauw erk über 50 m Höhe ist der Präfekt verpflichtet, einen Bescheid von der DGA C und dem Verteidigungsministerium anzufordern. Beide können einen Ablehnungsbescheid ausstellen, sofern das geplante Bauw erk durch seine Höhe ein Hindernis für die Luftfahrt bilden w ürde (ehemaliger Artikel R421-38-13, heute Artikel R425-9 des Code de l’Urbanisme, R244-1 des Zivilluftfahrtgesetzes (Code de l’Aviation Civile) und des Erlasses (Arrêté) vom 25.07.1990).

Während des Baugenehmigungsverfahrens obliegt den Direktionen für Zivilluftfahrt DAC (Directions d’Aviation Civile) die Prüfung der Unter lagen zur Errichtung von WEA im Hinblick auf die Bedürfnisse der Zivilluftfahrt. Sie holen Stellungnahmen der zuständigen Stellen und Einrichtungen ein, um den Antragstellern, nach Prüfung aller Antw orten, einen bindenden behördlichen Bescheid auszustellen.

Die Flugsicherungsdienste SNA (Services de la Navigation Aérienne) fungieren als Sachverständige der DAC in den Bereichen des Luftverkehrs (Abflug- und Warteverfahren, Instrumentenanflug, Sichtf lug) und der Funkdienstbarkeiten (DTI) sow ie bei den operativen Aspekten. Die Flughafenbetreiber leisten ihren Beitrag im Rahmen der ihnen obliegenden Dienstbarkeiten der Luftfahrt sow ie bei der Bew ertung des gegenw ärtigen und künftigen Verkehrsbedarfs. Auf regionaler Ebene sind die DA C die erste Anlaufstelle der Projektträger. Sie tragen die Verantwortung für die Bearbeitung der WEA-Anträge und geben ihre Entscheidungen in Form Bescheiden aus. In ihrem Zuständigkeitsbereich bearbeiten diese Direktionen auch sämtliche Beschw erden im Rahmen der WEA-Anträge.

8.4.3 Verteidigungsministerium – Luftstreitkräfte

Zusätzlich zu den bereits genannten funktechnischen Dienstbarkeiten und dem Verbot von Luftfahrthindernissen werden militärische Radare durch ein Verbot von Hindernissen in einem Bereich von 400 m um Radaranlagen und oberhalb eines Höhenw inkels von 1° in einer Entfernung von 400 m bis 5 km geschützt.

Die Regionen Luftraum Nord und Süd (Région Aérienne Nord, Région Aérienne Sud) sind die Anlaufstellen der Projektträger. Ihnen obliegt es, die verschiedenen Stellungnahmen einzuholen und den Antragstellern einen bindenden behördlichen Bescheid der Verteidigung auszustellen. Auf der Grundlage der Stellungnahmen der Verteidigungsbehörden geben sie auch ein technisches Gutachten zu funk-, leitsignal- und befeuerungstechnischen Dienstbarkeiten der Funknavigations- und Landesysteme ab.

Die Luftverteidigungsräume Nord und Süd (Zone Aérienne de Défense Nord, Zone Aérienne de Défense Sud) geben eine Stellungnahme zum Luftraum und -verkehr unter Berücksichtigung der militärischen Vorschriften zur Nutzung der Lufträume in Übereinstimmung mit den Richtlinien und Empfehlungen der Generalstäbe, Direktionen und Kommandostellen ab.

Den Betreibern der Flughäfen obliegt die Einschätzung der Ausw irkungen von WEA-Projekten auf die Nutzung ihrer Flugplätze, der installierten Ausrüstungen, der Luftfahrzeuge und der veröffentlichten Verfahren für den Luftverkehr.



Die Überlegungen zum Luftraum bilden die Grundlage der Stellungnahmen und Entscheidungen der aufsichtführenden Generalstäbe. Der Direktion für die militärische Luftfahrt DIRCAM (Direction de la circulation aér ienne militaire) obliegt die Rechtsaufsicht. Sie legt die Vorschriften für die Bearbeitung der Anträge fest und gew ährleistet die Kohärenz der Entscheidungsgründe hinsichtlich der gesetzlichen Vorschriften zum Luftraum (Schutz vor Luftfahrthindernissen).

Die Generalstäbe der Luftstreitkräfte EMAA / B.EMP 2 zeichnen für die Vollständigkeit des Systems der Antragsprüfung verantwortlich. Sie legen die Leitlinien zum Schutz des militärischen Luftraums fest und sichern die freie Einsatzmöglichkeit der Luftstreitkräfte. Sie vertreten die Position der Streitkräfte, w enn Kompetenzen und Entscheidungen der in dieser Angelegenheit zuständigen Stellen in Frage gestellt w erden.

Seit Januar 2006 stützen sich die Streitkräfte auf ein Verteidigungshandbuch, das eine pragmatische Einzelfall-Analysemethode auf der Grundlage des Berichts des CCE5 Nr. 2 (Verbotszone von 5 km oder innerhalb jeder ZIT 3 mit einem Interessenbereich zwischen 5 und 30 km) definiert.

8.4.4 Radaranlagen der Seefahrt

Es gibt mangels Grundlagen derzeit noch keine besonderen Vorschriften. Diese Grundlagen werden im Bericht der ANFR zu diesem Thema herausgegeben, dessen Veröffentlichung für Anfang 2008 vorgesehen ist.

Trends dazu werden am Ende des Kapitels 10 „Probleme der Radaranlagen der Seefahrt / Offshore-Windparks“ genannt.

ZU ERGÄNZEN

2 EMAA / B.EMP: Generalstab der Luftstreitkräfte / Abteilung Beschäftigung 3 ZIT = Temporäre Verbotszone (Zone d’Interdiction Temporaire)



9. BESTANDSAUFNAHME IN EUROPA UND DEN USA

Zu Informationszw ecken w ird nachfolgend, in der Reihenfolge ihrer installierten Leistung Ende des Jahres 2006, die Windenergieleistung in MW für die führenden Länder Europas angegeben (Quelle: Statistiken der EWEA [European Wind Energy Association] – www.ewea.org – Reiter Publications, Link Statistics oder von „The Wind Pow er“ – www.thew indpower.net – Link Pays):

Zum Vergleich wurden die Ende 2001 installierte Leistung und die „Leistungsdichte“ 2006 (Verhältnis der installierten Leistung zur Fläche des Landes in kW/km²) mit aufgenommen.

Land Leistung Ende 2006

Leistung Ende 2001

Dichte Ende 2006

MW MW kW/km² Deutschland 20.622 8.754 57,8 Spanien 11.615 3.337 23,0 Dänemark 3.136 2.417 72,8 Italien 2.132 697 7,1 GB 1.963 474 7,5 Portugal 1.716 125 18,6 Frankreich 1.567 ≈ 100 2,3 Niederlande 1.560 493 37,6 Österreich 965 ? 0,1 Griechenland 746 272 11,5 Irland 745 125 5,7 Schw eden 572 290 10,6 Norw egen 314 17 1,3 Belgien 193 ? 1,0

Ferner sei angemerkt, dass die installierte Windenergieleistung in den USA Ende 2006 11.575 MW betrug, w as einer „Leistungsdichte“ von 1,5 entspricht, mit einem jährlichen Wachstum im Jahr 2006 von 2.454 MW. Damit w ar das jährliche Wachstum dort größer als in Deutschland (2.233 MW).

9.1 RADAR- UND WINDPARKDATEN

9.1.1 Großbritannien

Radaranlagen

In Großbritannien w erden für die zivile und militärische Flugsicherung sow ie zur Luftraumüberw achung durch die Streitkräfte (militärische Sicherheit) sow ohl Primär- als auch Sekundärradaranlagen eingesetzt.

• Zur zivilen Flugsicherung w erden Radare zur Fernüberw achung (bis 333 km) und Flughafenradaranlagen (bis 139 km) eingesetzt. Wichtig dabei ist die Überw achung mittlerer und hoher Flughöhen. Laut QinetiQ-Bericht von 2003 [R07] befanden sich bei 9 der 51 installierten und betriebenen Radaranlagen der zivilen Flugsicherung Windparks im Sichtfeld.

• Die militärischen Radaranlagen w erden vom britischen ASACS (Air Surveillance and Control System) betrieben. Es gibt sie in zw ei Ausführungen:



− Mit den Radaren der Luftverteidigung AD (Air Defence) w ird das Territorium durch Früherkennung bew eglicher Objekte überw acht, die feindliche Absichten auf dem Staatsgebiet Großbritanniens hegen könnten. Diese Radare sind 3D-Radare mit elektronischer Abtastung (mit einer phasengesteuerten Richtantenne). Gezählt w erden zw ei Radare vom Typ „T92“ (GE 592 von 1980), drei vom Typ „T93“ (Plessey AR 320 von 1983) und drei vom Typ „T101“ (Plessey AR 327 von 1997). Laut QinetiQ-Ber icht [R07] befanden sich 2003 im Sichtfeld von 3 der 30 Radare der Luftverteidigung ein oder mehrere Windparks.

− Die Radare der Flugsicherung und Luftraumüberw achung (ATC-ATS) sind 2D-Primär- und Sekundärradaranlagen mit den gleichen Funktionen w ie baugleiche zivile Anlagen. Laut QinetiQ-Berich [R07] befanden sich 2003 Windparks im Sichtfeld von 8 der 42 militärischen Radaranlagen der Flugsicherung.

Im Bericht von Alenia Marconi Systems Limited „Feasibility of mitigating the effects of w indfarms on primary radar“ vom Juni 2003 [R09] w ird ausgeführt, dass bei Radaranlagen der Flugsicherung die Ausstattung bei zivilen und militärischen Anlagen identisch ist. Gew isse Einzelheiten zur Konfiguration militär ischer Anlagen sind allerdings nicht bekannt, da sie der militärischen Geheimhaltung unterliegen. Der Bericht führt eine Liste der 2003 in Großbritannien betriebenen Radaranlagen der Flugsicherung auf:

Typenkennung Hersteller Beschreibung Watchman T AMS S-Band,

Flughafenkontrollzone Watchman S AMS/Thales S-Band,

Flughafenkontrollzone S511(EN4000) AMS S-Band,

Flughafenkontrollzone S511H /Surveyor AMS S-Band,

Flughafenkontrollzone AR1/AR15 AMS S-Band,

Flughafenkontrollzone CAARP HSA/TST S-Band,

Flughafenkontrollzone Routeman AMS/TST L-Band, Luftstraße AR5/AR51 AMS L-Band, Luftstraße ASR 10-SS Raytheon S-Band,

Flughafenkontrollzone ACR430 AMS X-Band, Nahbereich,

Flughafenkontrollzone



Watchman-Radaranlage zur Flugsicherung:

Primär- und Sekundärantenne

Radaranlage zur Luftverteidigung AR327 Commander (andere Bezeichnung: T101)

Die Anlage AR327 Commander ist eine taktische S-Band-Langstreckenradaranlage, die die Royal Air Force seit 1997 einsetzt und unter der Bezeichnung Type 101 oder T101 führt. Seit 2006 gibt es die neue Version SL, deren Elektronik mit modernster Digitalverarbeitung auf dem neuesten Stand der Technik ist.

ZU ERGÄNZEN Analyse der Ähnlichkeiten und Unterschiede zu den Radaranlagen in Frankreich

Nebenbei sei angemerkt, dass 2003 in Großbritannien insgesamt 123 Radare der zivilen Flugsicherung und der Streitkräfte in Betrieb w aren. Bei einer Verbotszone mit einem Radius von 30 km um jede Anlage ergibt sich eine Gesamtfläche von 377.664 km², w ährend die Fläche Großbritanniens etw a 225.000 km² beträgt…

Außerdem w ird in Fylingdales (Yorkshire) eine Langstreckenradaranlage vom Typ PAV E PAWS zur Warnung vor ballistischen Raketen und zur Weltraumüberw achung betrieben, die zum NORAD (North American Aerospace Defense Command, Nordamerikanisches Luftverteidigungssystem) gehört. Diese Anlage mit zahlreichen Besonderheiten (Reichw eite 5.500 km, phasengesteuerte Festantenne, Wellenlänge etw a 70 cm) w eist in Bezug auf WEA mögliche sehr spezif ische Probleme auf (w eitere Informationen im folgenden Abschnitt zu den USA).

Das Wetterradarnetz in Großbritannien umfasst 15 C-Band-Anlagen (5,6-5,65 GHz), jedoch anscheinend ohne Doppler-Betrieb. Die Standorte sind unter folgender Adresse angegeben: www.knmi.nl/opera/database/UKLevel01_01.html. Hinweis: Nordirland betreibt in Dublin und in Shannon je eine C-Band-Radaranlage mit Doppler.

Windenergieanlagen

Den jüngsten Zahlen des brit ischen Windenergieverbands BWEA (www.bwea.com/statistics) zufolge sind derzeit 145 Windparks mit insgesamt 1.839 WEA und 2.175 MW Gesamtleistung in Betrieb. • 140 Onshore-Windparks mit 1.853 MW • 5 Offshore-Windparks mit 304 MW



In der Bauphase: • 32 Onshore-Windparks mit 776 MW • 6 Offshore-Windparks mit 474 MW

Genehmigt Projekte: • 85 Onshore-Windparks mit 1.572 MW • 7 Offshore-Windparks mit 2.196 MW

In der Planungsphase: • 229 Onshore-Windparks mit 8.230 MW • 7 Offshore-Windparks mit 2.625 MW

9.1.2 Andere europäische Länder

Radaranlagen der Flugsicherung: ZU ERGÄ NZEN Analyse der Ähnlichkeiten und Unterschiede zu den Radaranlagen in Frankreich

Wetterradaranlagen: Die Standorte in Europa und ihre w ichtigsten Daten sind in Anhang 7 aufgeführt.

Windenergieanlagen: Die installierte Leistung in den verschiedenen Ländern ist zu Beginn des Kapitels 6 angegeben. Nachfolgend ist die Verteilung von Windenergieanlagen nach Ländern und installierter Leistung im Jahre 2006 aufgeführt. Zu erkennen ist die Vorreiterrolle Deutschlands und Spaniens.

Land Anlagen 2006 (MW) Prozentsatz Land Anlagen

2006 (MW) Prozentsatz

Deutschland 2.122 31,5% Österreich 145 2,2%

Spanien 1.615 24,0% Irland 143 2,1%

Frankreich 810 12,0% Polen 70 1,0%

Portugal 650 9,7% Norwegen 55 0,8%

Großbritannien 610 9,1% Schweden 54 0,8%

Italien 406 6,0% Belgien 23 0,3%

Niederlande 341 5,1% Dänemark 14 0,2%

Griechenland 176 2,6% Finnland 4 0,1%

In ganz Europa ist die Bauw eise der WEA gleich. Die verschiedenen Hersteller sind international tätig. Weitere Informationen sind auf der Website der EWEA [European Wind Energy Association] unter www.ewea.org zu f inden.

9.1.3 USA

Radaranlagen

Außer den Flugsicherungsradaren sind in den USA die Radaranlagen vom Typ PAVE PAWS im NORAD zu berücksichtigen, bei denen es sich um Langstreckenradare zur Warnung vor ballistischen Raketen und zur Weltraumüberw achung handelt („Early Warning Radars (EWR)“). Auf dem Territorium der USA befinden sich die Langstreckenradare in Cape Cod in



Massachusetts und in Beale in der Nähe von Marysville in Kalifornien (weitere Anlagen waren in Georgia, Texas und im Norden von North Dakota geplant, wurden aber anscheinend nicht errichtet). Es handelt sich um große Radaranlagen (Höhe 32 m) mit zw ei festinstallierten, phasengesteuerten Richtantennen.

Radaranlage vom Typ PAVE PAWS

Jede Antenne kann eine Azimutschw enkung von ± 60° und eine Elevationsabtastung von 3° bis 85° bei einer horizontal geneigten Achse von etw a 20°erreichen. Beide Antennen zusammen erreichen eine Azimutabtastung von 240°. Das Radar ist für eine Erkennungsreichw eite von 5.500 km ausgelegt und w ird im Frequenzband von 420 bis 450 MHz betrieben, w as einer Wellenlänge von etw a 70 cm entspricht. Ausführlichere Informationen finden sich auf folgender Website:

www.globalsecurity.org/space/systems/pavepaws.htm

Eventuelle Interaktionen von WEA auf diese Radare sind offensichtlich sehr spezif isch und sind deshalb kaum auf L-Band- oder gar S-Band- oder C-Band-Radaranlagen der Flugsicherung mit bew eglicher Antenne übertragbar.

Wetterradaranlagen: In den USA umfasst das NEXRA D-Netz 158 Radare vom Typ WSR-88D, die im S-Band (2,8 bis 3 GHz, Wellenlänge 10 bis 11,1 cm) mit einem Strahlenbündel von 0,95° und einem Antennengew inn von 45 dB betrieben w erden.

NEXRAD-Radaranlage WSR-88D in Norman

(Oklahoma)

Windenergieanlagen

Ende 2006 betrug die installierte Windenergieleistung in den USA 11.575 MW. Das jährliche Wachstum von 2.454 MW w ar dort somit größer als in Deutschland (2.233 MW).



9.2 BESTANDSAUFNAHME DER PROBLEMATIK NACH LAND ODER INSTITUTION

In Europa w urde die Problematik der Interaktion von WEA und Radaren von zahlreichen Ländern und Institutionen berücksichtigt:

− Großbritannien − Deutschland − Dänemark − Niederlande − Schw eden − Norw egen − Spanien − EUMETNET − EUROCONTROL − NATO

Zu nennen ist ferner auf internationaler Ebene die „IEA Wind“, eine Abteilung der Internationalen Energieagentur, die mit der Umsetzung des von zahlreichen Staaten unterzeichneten IEA-Übereinkommens zur Windenergie (IEA Wind Agreement) betraut ist. Zu diesen Staaten gehört auch Deutschland, Frankreich jedoch nicht.

9.2.1 Großbritannien

Das Vereinigte Königreich, das bei w eitem nicht das Land mit den meisten WEA in Europa ist, interessierte sich jedoch am stärksten für die Folgen möglicher negativer Ausw irkungen von WEA auf Radare. In England w urden allerdings die ersten Radaranlagen installiert. Heutzutage haben Großbritannien und Frankreich die gleiche Anzahl betriebener Radaranlagen, obw ohl die Fläche Großbritanniens nicht einmal halb so groß ist w ie die Fläche Frankreichs.

Die w ichtigsten Arbeiten zum Einfluss von WEA auf Radare w urden in Großbritannien und Irland erstellt. Die brit ische Flugsicherung ist zur Hälfte privatisiert. Hinzu kommt, dass bezogen auf ganz Europa die Luftverkehrsdichte in Großbritannien am höchsten ist (London-Heathrow ist der größte Flughafen Europas).

Bereits 1994 w urde der Bericht „Study into the Effects of Wind Turbines on Radar Performance (Technical Report No. 94010)“ (Studie zu den Ausw irkungen von Windenergieanlagen auf die Leistung von Radaranlagen (Technischer Bericht Nr. 94010)) der Abteilung Elektrische Signaltechnik der Royal Air Force RAF-SEE (Royal Air Force Signals Engineering Establishment) veröffentlicht. Gegenstand des Berichts waren die verursachten Störungen von einer Gruppe von 14 WEA, die 1992 errichtet w urden. Die Anlagen stehen in 6,5 bis 7 km Entfernung vom Stützpunkt der Marineflieger Culdrose (Royal Naval Air Station Culdrose) in der Nähe von Helston in Cornw all.

Auf der Grundlage hauptsächlich theoretischer Situationsanalysen legte Großbritannien im Jahr 2000 vorsorglich einen Interessenbereich um militärische Radaranlagen fest, der einen Radius von 40 nm (74 km) um die insgesamt 13 militärischen Radare und von 30 km um Radare der Wetterstationen und der zivilen Luftfahrt umfasst. Infolgedessen w urden 2002 über 25 % der WEA-Projekte gestoppt.

Angesichts dieser Problematik beauftragte die Windenergiebranche (BWEA) 2001 das Gutachterbüro für Luftfahrt Spaven Consulting mit einer Bestandsaufnahme der tatsächlich vor Ort festgestellten Interferenzen von WEA und Radaren sow ie der Folgen für den Radarbetrieb. Spaven Consult ing erstellte im Dezember 2001 den Bericht „Wind turbines and radar: operational experience and mitigation measures“ [R05]. – Vgl. auch Kapitel 9.4.



Zeitgleich bildete das DTI (Department of Trade & Industry) Ende 2001 eine Steuerungsgruppe aus Vertretern der Interessengruppen (Verteidigungsministerium (MoD), Zivilluftfahrtbehörde CAA, die „British Wind Energy Association“ für die Windbranche usw .) mit dem Namen „Aviation Steering Group“. Das Ziel dieser Steuerungsgruppe bestand darin, alle Interessengruppen auf ein gemeinsames Vorgehen zur Lösung aller Probleme mit Radaren zu verpflichten, so dass die Anzahl der bestehenden Einw ände minimiert w erden können und eine Nutzung großer Flächen möglich w ird, die derzeit w egen der geltenden Vorsorgemaßnahmen nicht genutzt w erden dürfen. Die Steuerungsgruppe trug den Kenntnisstand der Problematik zusammen und veröffentlichte im September 2002 die 62-seitige Broschüre „Wind energy and aviation interests – interim guidelines“ [D08] mit folgenden Themen:

• Energiepolit ik Großbritanniens im Bereich Erneuerbare Energien • Von Windenergieanlagen bei militärischen und zivilen Radarüberw achungsanlagen (sow ie

bei Tieff lügen mit Luftfahrzeugen und Helikoptern) und Wetterradaranlagen verursachte Probleme; bereits eingeführte Vorsorgemaßnahmen

• Ablauf der von Windparkentw icklern zu befolgenden Anhörungsverfahren Die Steuerungsgruppe führte mehrere hauptsächlich vom DTI, zum Teil auch vom BWEA finanzierte Studien durch:

• Stand der Technik in verschiedenen Ländern Europas im Hinblick auf Interaktionen von WEA auf Radaranlagen der zivilen und militärischen Luftfahrt, um zu ermitteln, ob die entsprechenden Erfahrungen und Maßnahmen auf Großbritannien übertragbar sind. Dies erfolgte in der im Januar 2003 erschienenen Studie „Wind turbines and aviation interests - European experience and practice“ [R06] der STASYS Ltd.

• Beauftragung des Unternehmens QinetiQ im Jahr 2002 mit einer Theor ie- und Praxiserfahrungen verbindenden Studie, um ein genaues Bild von den Interaktionen der Windparks und Radare zu erhalten. Die Hauptziele der Studie bestanden darin zu bestimmen, w elche Ausw irkungen es durch die Aufstellung von WEA in der Nähe von Primärradaranlagen der Flugsicherung gibt; in w elchem Maße Auslegungsdetails von WEA deren Effekte auf Radare beeinflussen und in w elchem Maße sich die Art der Radarsignalverarbeitung auf die Interaktion von WEA und Radaranlagen ausw irkt. Die Arbeiten mündeten im September 2003 in einen umfangreichen Bericht von QinetiQ mit dem Titel „Wind farms impact on radar aviation interests - f inal report“ [R07]. Das Verhalten von Sekundärradaranlagen mit Pulstechnik w urde von QinetiQ anschließend im Bericht „Investigation of the impact of w ind turbines on the MSSR installat ions at Dooncarton, Mt Gabriel and Woodcock Hill, Ireland“ [R10] vom September 2004 untersucht.

• Im Jahr 2002 w urde ein Auftrag im Wert von 72.000 GBP an Alenia Marconi Systems Limited für eine Studie vergeben, die untersuchen sollte, ob durch eine Weiterentw icklung der Radare die Ausw irkungen von Windparks verringert w erden können. Dies führte im Juni 2003 zu dem Bericht „Feasibility of mit igating the effects of windfarms on primary radar“ [R09].

Die folgenden, Großbritannien betreffenden Mitteilungen aus den „Bulletins électroniques“ veranschaulichen die Situation und sind unter www.bulletins-electroniques.com (Stichw ort „Royaume-Uni“) verfügbar:

BE Royaume-Uni 38 >> 2003/10/10 Die für den Flugverkehr, Wettervorhersagen oder von den Streitkräften genutzten Radaranlagen können durch WEA gestört werden. Deswegen wurden 2002 der „British Wind Energy Association" zufolge über 25% der Windenergieprojekte gestoppt. Um die Entwicklung der Windenergie nicht zu bremsen, hat das DTI beschlossen, sich diesem Problem zu widmen und finanzierte eine Studie zur Untersuchung der Interaktionen von WEA und



Radaranlagen. Diese von QinetiQ durchgeführte Studie zeigt, dass die Auswirkungen von WEA auf Radare durch eine Neukonzeption der Rotorblätter von WEA und der Verwendung von Legierungen mit elektromagnetischen Eigenschaften verringert werden können. QinetiQ und NOI Scotland Limited, ein Rotorblatthersteller, erhielten vom DTI für die Entwicklung dieser neuartigen Rotorblätter weitere finanzielle Mittel in Höhe von 125.000 GBP (179.000 EUR). Indem man die Glasfasern in den Rotorblättern durch ein neues, Radarsignale absorbierendes Material ersetzt, verringern sich die Radarsignaturen der Rotorblätter, ohne die Strukturfestigkeit zu beeinträchtigen. Während der 18-monatigen Projektlaufzeit führen die Wissenschaftler außerdem Computersimulationen zur Messung der Störwirkungen der neuartigen Rotorblätter auf Radare durch. Mit Hilfe dieser Simulationen soll die für die Rotorblätter erforderliche Minimalleistung ermittelt werden, so dass die Zusatzkosten aus dieser Weiterentwicklung minimiert werden können. BE Royaume-Uni 44 >> 2004/04/13 Die Royal Society vertritt die Ansicht, dass das Verteidigungsministerium MoD die Entwicklung der erneuerbaren Energien in Großbritannien gefährdet. Das MoD legt bei der geplanten Errichtung von Windparks in einem Radius von 74 km um Radaranlagen der Luftverteidigung, von denen es in Großbritannien 13 gibt, sein Veto ein. Das einzige Land mit einer ähnlichen Einschränkung ist Deutschland, allerdings beträgt dort der Sicherheitsradius lediglich 5 km. Das Verbot beruht auf zwei Berichten der Royal Air Force aus den Jahren 1994 und 1997, deren Inhalt bis heute vertraulich ist. Der British Wind Energy Association (BWEA) zufolge wurden 2003 48 % der Bauanträge für Windparks auf dem Festland vom MoD abgelehnt. Die Entwicklung der Windenergie soll aber in beträchtlichem Maße zur Erreichung der anspruchsvollen Ziele der Regierung beitragen, bis 2010 10 % der Elektrizität aus erneuerbaren Energien zu gewinnen. Das MoD vertritt hingegen die Ansicht, dass es seine Einwände aus Sicherheitsgründen erhebe, insbesondere bei der Ortung tief fliegender Flugobjekte, und dass es die Windenergieprojektierer häufig bei der Suche nach dem optimalen Standort unterstütze, da für derartige Projekte prinzipiell sechs bis sieben verschiedene Standorte vorgeschlagen werden müssen. Das MoD führt weiter aus, dass auch für Windparks in weniger als 74 km Entfernung von einer Radaranlage eine Baugenehmigung erteilt werden kann, wenn der Windpark von der Anlage aus nicht direkt sichtbar ist (z. B. hinter einem Hügel liegt). Die Royal Society hat dem DTI seine Bedenken mitgeteilt und gegenüber dem Ausschuss für Wissenschaft und Technologie des Oberhauses auch das Thema der Durchführbarkeit der Entwicklung der erneuerbaren Energien angesprochen. Im Jahr 2002 wurde eine Arbeitsgruppe aus Mitgliedern des MoD, des DTI, der Zivilluftfahrtbehörde CAA und der BWEA gebildet. Die vom MoD empfohlenen Sicherheitsmaßnahmen konnten durch keinen gegenteiligen Beweis entkräftet werden. Die Arbeitsgruppe zog jedoch in Erwägung, das Problem durch die Verwendung von solchen Radaranlagen zu umgehen, die Luftfahrzeuge und WEA unterscheiden können. Im Jahr 2008 wird das MoD wahrscheinlich Tests mit moderneren Radaranlagen durchführen. Diese sind jedoch sehr teuer, und eine Garantie, dass das Problem auf mit diesen behoben werden kann, gibt es nicht.

Die Royal Air Force hat ihrerseits von Juli 2004 bis April 2005 eine Testreihe zur Bew ertung der Störw irkungen von WEA sow ohl auf Radaranlagen der Luftverteidigung („AD radars“) als auch auf militärische Radare der Flugsicherung („ATC radars“) durchgeführt. Die Ergebnisse wurden in drei Testberichten der Royal Air Force veröffentlicht (vgl. Kap. 6.4.6 bis 6.4.8).

Ab diesem Zeitpunkt w urden die Arbeiten im Wesentlichen in zw ei Richtungen vorangetrieben:

• Herstellern und Universitäten w urden Kredite gew ährt, um unter Beteiligung von QinetiQ neuartige Rotorblätter mit schw ächerem Radarecho zu konzipieren. Vgl. dazu insbesondere den QinetiQ-Bericht „Design and manufacture of radar absorbing w ind turbine blades“ [R11] vom Februar 2005.

• BAE Systems und SELEX w urden vom DTI mit Unterstützung des MoD und unter Einbeziehung von Luftfahrzeugen der Royal Air Force mit Tests von Systemen beauftragt, die bei Radaranlagen der Flugsicherung die von WEA verursachten Störungen unterdrücken sollen. Im Sommer 2005 begannen die Tests mit einer mobilen Radaranlage vom Typ Watchman in einem Gebiet in Wales mit mehreren unterschiedlichen Windparks. Die Royal Air Force unterstützte diese Tests durch entsprechend geplante Flüge mit verschiedenen Luftfahrzeugtypen. Die Versuche zeigten die Vorteile einer Softw arelösung



zur Signalverarbeitung (ADT-Algorithmus „Advanced Digital Tracker“ von BAE Systems oder des Prozessor SPE-3000 von SELEX/Sensis) oder auch einer Möglichkeit zur Auflösung von Mehrdeutigkeiten durch ein Zusatzradar.

Das Handbuch „Wind Power in the UK“, das im Mai 2005 von der dem DTI unterstehenden Kommission für Nachhalt ige Entw icklung („Sustainable development commission“) veröffentlicht (und im November 2005 überarbeitet) w urde, gibt den Stand der Technik im Kapitel 10 „Aviation and radar“ (Luftfahrt und Radaranlagen) [D09] zu der damaligen Zeit wieder.

In der Folgezeit w urden diese Arbeiten w eitergeführt. Insbesondere startete das MoD im Jahr 2005 unter der Leitung von BA E SYSTEMS Advanced Technology und unter Beteiligung der Universitäten Manchester und Sheff ield sowie des Windenergieanlagenherstellers Vestas das auf zwei Jahre angelegte Projekt „Stealth Technology for Wind Turbines“ (Stealth-Technologien für Windenergieanlagen) mit dem Ziel, für sämtliche Radartypen „nicht erfassbare“ WEA zu entw ickeln.

Hinw eis: die CAA veröffentlichte im Juli 2006 die Richtlinie „CAP 764 - CAA Policy and Guidelines on Wind Turbines“ [R17], die von den Verantw ortlichen der zivilen Luftfahrt als Referenz für mögliche Störw irkungen geplanter Windparkprojekte herangezogen w erden soll (vgl. Kapitel 9.4).

In seinem letzten Jahresbericht für den Bereich Erneuerbare Energien (Haushaltsjahr 2005/06) mit dem Titel „DTI NEW AND RENEWABLE ENERGY PROGRAMME - ANNUAL REPORT FY05/06 (§ 1.6 et § 2.6)“ [D32] fasst das DTI seine Tätigkeit im Bereich Windenergie und insbesondere zur Frage der Interaktion von WEA und Radaren zusammen. Hier ein Auszug aus der Zusammenfassung des Jahresberichts zu diesem Thema: „Durch die Veröffentlichung einer Reihe von Richtlinien zu möglichen Problemen zwischen der Windenergie und der Luftfahrt im Jahr 2002 hat Großbritannien eine Vorreiterrolle eingenommen. Das DTI startete diese Initiative mit dem Ziel, ‚öffentlichkeitswirksame‘ Ratschläge zur Auswahl geeigneter Standorte für Onshore- und Offshore-WEA unter Berücksichtigung möglicher Störwirkungen auf Anlagen der militärischen und zivilen Luftfahrt zu erteilen. Derzeit werden die Richtlinien überarbeitet und in Abstimmung mit den Hauptbeteiligten erstellt. Sie werden im Laufe des nächsten Haushaltsjahrs auf den Websites des DTI und der BWEA zur Verfügung gestellt.

Das DTI hat mehrere Projekte zur Entwicklung von Dämpfungstechnologien für Radaranlagen der Flugsicherung finanziert. Einer der Höhepunkte des Jahres war die Pilot-Testreihe in Clatter, Wales, in deren Verlauf zwei Systeme getestet wurden: das Advanced Digital Tracking (ADT) von BAE Systems und ein alternatives, von Selex entwickeltes System. Diese Tests, die mit Unterstützung der Royal Air Force organisiert und von der BWEA kofinanziert wurden, umfassten Demonstrationsflüge über mehrere Windparks. Die Flüge wurden von den Radaren verfolgt. Dabei wurde die Wirkung der Dämpfungstechnologien getestet. Damit war die erste Phase des Demonstrationsprogramms abgeschlossen. Derzeit läuft die zweite Phase, die die Vorführung von Prototypen und die Entwicklung eines Projekts für Sicherheitsvorfälle umfasst. In diesem Zusammenhang haben die Staatliche Flugverkehrsdienste NATS (National Air Traffic Services) mit Unterstützung des DTI einen Auftrag an ihrem Lieferanten Raytheon erteilt, um Lösungen zur Dämpfung ihrer Flugroutenradare zu ermitteln. Die Machbarkeitsstudie wurde vor kurzem abgeschlossen.

Das MoD versuchte die Ursachen der Störwirkungen herauszufinden und mögliche Lösungen zu entwickeln. Insbesondere ließ es Tests in der Region Greater Wash durchführen, um



Störwirkungen auf Radare zu bewerten und Dämpfungsmöglichkeiten zu untersuchen. Wahrscheinlich kann durch das geplante Repowering-Programm zum Austausch und zur Modernisierung der betroffenen WEA deren Störwirkung auf die Radaranlagen der Luftverteidigung deutlich verringert werden. Durch die guten Arbeitsbeziehungen zwischen den Interessengruppen ist sichergestellt, dass die Interessen der Windparkprojektierer in diesem Programm ausreichend berücksichtigt werden.

Im Rahmen des Technologieprogramms des DTI wurden zwei Projekte eingeführt. Ihre Durchführung oblag BAE Systems und QinetiQ Ltd.. Es wurden Material und Methoden (diskrete Technologien) untersucht, die zur Dämpfung der Störwirkung von WEA auf Radare beitragen können. Die CAA setzte das Programm zum Einbau von obligatorischen Transpondern in Luftfahrzeugen fort […] Die CAA führte außerdem ein gemeinsames Projekt zur methodischen Bewertung durch, das eine gemeinsame und von allen Beteiligten genehmigte Methode zur Bestimmung der Störwirkung von WEA auf Radare festlegen sollte. Das Ergebnis wurde zur Kommentierung an die Interessengruppen verteilt und soll zu Beginn des nächsten Haushaltsjahrs veröffentlicht werden. Dieses Dokument soll ferner der Schaffung einer auf europäischer Ebene normierten Methode dienen.

Die zuständigen Dienststellen des MoD und der CAA kooperieren, um ein Beratungssystem im Vorplanungsstadium einzurichten, das die Beratungsphase zwischen MoD, CAA, NATS und Projektträgern beschleunigen soll. Dieses elektronische System mit Namen WIND (Wind Information and Notification Database) soll das vorhandene papiergestützte System ersetzen. Das Defense Estate arbeitet ferner an der Bereinigung seiner Datenbank mit WEA-Projektierern zusammen, um Voruntersuchungen von Projekten zu löschen, die inzwischen sicher nicht mehr durchgeführt werden. Auf diese Weise kann eine gezieltere Beratung bei neuen Gutachten erfolgen.

Die NATS richteten außerdem eine computergestützte Vorberatung ein, das den Projektierern ein Kartensystem zur Verfügung stellt. Sie umfasst drei Ebenen: – eine Selbstevaluierung unter Verwendung der auf der Website der BWEA bereitgestellten Karten, – eine nicht-technische Bewertung und – eine vollständige Bewertung. Hierbei wurden die Diskussionen mit den beteiligten und in der „Aviation Steering Group“ vertretenen Parteien berücksichtigt.

Das vollständige Protokoll kann unter folgender Adresse eingesehen w erden: www.dti.gov.uk/publications

Hinzuw eisen ist auch auf die DTI-Website zu den erneuerbaren Energien www.dti.gov.uk/energy/sources/renewables. Dort w ird das Thema „Aeronautical and Military Impacts“ im Abschnitt „Planning“ und in den beiden Unterabschnitten „Onshore Wind“ und „Offshore Wind“ behandelt.

9.2.2 Deutschland

Deutschland, seit den Anfängen der Nutzung der Windenergie in diesem Bereich Marktführer in Europa, w aren im Jahr 2006 19.000 Windenergieanlagen in Betrieb. Auch dieses Land beschäftigte sich mit der Problematik WEA und Radare. So erschien 1997 eine Studie mit dem Titel Stören von Radarstationen durch Windkraftwerke, mit deren Erstellung das Luftfahrtbundesamt (LBA) das Unternehmen Enator Telub beauftragt hatte und in der mehrere bereits 1988 vom LBA beobachtete Anomalien festgestellt w urden. Beispielsw eise w urde gezeigt, dass zw ar die Kapazität von Primärradaren (Radare vom Typ A) zur Erkennung und Positionsbestimmung nicht durch WEA beeinflusst w erden. Die



WEA w erden jedoch geortet und können zu einer Störw irkung in Abhängigkeit von der WEA-Anzahl und der Leistungsfähigkeit der Radare führen. Es gibt keinen negativen Einfluss auf die normale Signalerkennung, es sind jedoch zufällige Rauschsignale nach Interferenzen feststellbar. Im Ber icht w urde festgestellt, dass es anscheinend keine verborgenen Einflüsse von WEA auf Radare gebe.

Allerdings w ird im STASYS-Bericht von 2003 erläutert: „Während sich die Windenergie größtenteils mit geringen Ausw irkungen auf die zivile Luftfahrt entw ickelt hat, entstehen immer wieder Probleme zw ischen Windenergieentw ickler und der deutschen Luftw affe. Einw ände der Luftwaffe wurden mehrere Male nicht berücksichtigt, um die Entw icklung der Windenergie in Deutschland zu fördern. Allerdings gibt es wegen der bestehenden Einschränkungen in diesem Bereich w eniger Probleme im Zusammenhang mit Tieff lügen als in Großbritannien“.

Aktuelle Gesetzeslage in Deutschland

In Deutschland sind seit 2003 Prüfverfahren für Windenergieprojekte in Geltung, die bei Projekten mit über 100 m hohen WEA w esentlich genauere Gutachten vorsehen als bei niedrigeren WEA.

In einem bestimmten Radius um Radare ist der Bau von WEA immer mit der zuständigen Wehrbereichsverwaltung (WBV) zu verhandeln. Fallw eise w ird festgelegt, ob eine WEA im Hinblick auf das Schutzbereichsgesetz einer militärischen Genehmigung unterliegt. Für den Bau von WEA in „ Interessenbereichen“ sind zum einen militär ische Interessen in Bauleitplänen zu berücksichtigen, zum anderen auch räumliche Verteidigungsinteressen in der Raumordnung (siehe BauGB §1, Abs. 6, Satz 10 und §35, Abs. 3, Satz 8 sow ie das Raumordnungsgesetz (RoG) §2, Abs. 2, Satz 15). Die maximale Ausdehnung der verschiedenen Schutz- und Interessenbereiche, die in einem internen Rundschreiben des Verteidigungsministeriums „Allgemeiner Umdruck“ Nr. 51 (AU 51) genannt w erden, dienen als allgemeine Arbeitsleitlinien innerhalb der Bundesw ehr. Die Größe der Schutzbereiche kann von Standort zu Standort variieren.

Ein Bauantrag w ird von AFSBw und Lw FüKdo mittels einer Fallstudie auf mögliche Störw irkungen, Ausw irkungen für die Flugsicherung und operative Einschränkungen untersucht. Diese Untersuchung führt dann zu einer Stellungnahme mit einem entsprechenden Entscheidungsvorschlag an die zuständige WBV. Die Genehmigung w ird nur dann nicht erteilt, w enn die von der WEA ausgehenden Störw irkungen als hoch eingestuft werden und die Flugsicherung bedroht ist.

In Deutschland gibt es drei Bereiche um Radare, die v. a. auf WEA mit mehr als 100 m Höhe anw endbar sind:

• Verbotszone: Die Err ichtung von Windparks ist ausnahmslos verboten. • Schutzbereich: Es ist eine Genehmigung der verschiedenen Radarbetreiber erforderlich (in

der Praxis w ird eine bestimmte Zahl von Windparks genehmigt). • Interessenbereich: Die Interessen der Radarbetreiber sind zu berücksichtigen und für

Radaranlagen der Landesverteidigung sind insbesondere technische Sachverständigengutachten durchzuführen.

Die Größe der Verbotszone beträgt grundsätzlich 500 m. Die Größe der anderen Bereiche variiert je nach Radaranlagentyp.

Für Radaranlagen der Landesverteidigung: • Schutzbereich: 5 km • Interessenbereich: 20 km. Laut Informationen vom 10.09.2007 soll dieser Bereich für WEA

mit mehr als 100 m Höhe auf 35 km erweitert werden.



Für militärische Radaranlagen der Flugsicherung: • Schutzbereich: bis 14 km • Interessenbereich: bis 18 km Für zivile Radaranlagen der Flugsicherung: • Schutzbereich: 5 km • Interessenbereich: 10 km Die Radarbetreiber führen in Einzelfällen Kontrollen zu möglichen Störw irkungen von WEA auf Radare durch.

Entwicklung 2007

Seit Anfang 2007 w andten sich drei Radarbetreiber an das Bundesministerium für Umw elt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU): Die zivile Luftfahrt, die Streitkräfte und Militärf lugplätze berichteten von Störungen ihrer Radaranlagen durch WEA. Die amer ikanischen Stützpunkte auf dem deutschen Staatsgebiet melden anscheinend keine Probleme.

Die Tatsache, dass die Radarbetreiber immer mehr Störungen verzeichnen, ist zweifellos auf die immer größere Höhe der WEA zurückzuführen (neue WEA erreichen heutzutage eine Gesamthöhe von 180 m). Hinzu kommt, dass immer mehr alte WEA durch neue, leistungsfähigere und somit höhere Anlagen ersetzt w erden (dies w ird als „Repow ering“ bezeichnet. Es w ird vom BMU unterstützt, w eil es nicht mehr viele Gebiete in Deutschland gibt, in denen neue Windparks errichtet w erden können). Das Repow ering führt nicht automatisch zur Errichtung neuer WEA an den alten Standorten. Wenn dies aber der Fall ist, können die neuen WEA Störungen bei Radaren verursachen, die ältere und niedr igere WEA nicht hervorgerufen haben.

Am 10.09.2007 organisierte das BMU ein Treffen mit den betroffenen Betreibern. Dabei wurden zwei w ichtige Entscheidungen getroffen:

• Die Interessen der Radarbetreiber sollen bei der Ausweisung neuer Windenergieentw icklungsgebiete berücksichtigt w erden (neue Gebiete w erden derzeit insbesondere im Rahmen des Repow ering ausgew iesen).

• Das BMU und die bei der Sitzung anw esenden Radarbetreiber initiieren ein Gemeinschaftsprojekt. Das Projekt, in das EADS, ein Windenergieanlagenhersteller und Windparkbetreiber einbezogen w erden sollen, soll folgende Themen gleichzeitig behandeln: − Weiterentw icklung der Radartechnologie zur Verringerung ihrer Störanfälligkeit

gegenüber WEA und − Suche nach Lösungen für WEA zur Dämpfung der Störw irkungen auf Radare. Die vollständige Projektf inanzierung übernimmt das BMU. Eine ausführliche Projektbeschreibung des BMU und der Radarbetreiber soll im November 2007 veröffentlicht werden, denn das Projekt sollte so schnell w ie möglich beginnen.

Bislang w ar man der Auffassung, dass deutsche Wetterradare nicht von WEA gestört würden. Doch ein Vortrag des Deutschen Wetterdienstes DWD am 27.11.2007 im Workshop der deutsch-französischen Koordinierungsstelle Windenergie „Radar- und Windenergieanlagen“ deckt stärkere Probleme mit höher gebauten WEA auf. Einige der großen Anlagen w urden in der Nähe von Wetterradaren errichtet (in 800 m Entfernung in



Emden). Diese Störw irkungen beeinträchtigen besonders die Aufzeichnungen der Winddaten, vor allem nachdem der DWD zur automatischen Datenverarbeitung übergehen wollte und bereits Doppler-Messungen durchführt.

9.2.3 Dänemark

Im Jahr 2001 hieß es im Bericht „Wind turbines and radar: operational experience and mitigation measures“ [R05] von Spaven Consulting: „Dänemark verzeichnet weltweit die höchste Dichte von WEA. Die von Vane Consulting in Dänemark erhobenen Daten zeigen, dass es [2001] in Dänemark 1.811 WEA in weniger als 30 km Entfernung von Flugsicherungsradaren gibt und dass ferner 570 WEA in weniger als 30 km Entfernung von den fünf Radaranlagen der Landesverteidigung stehen. Eine beträchtliche Anzahl dieser WEA sind allein stehende Anlagen mit einer Turmhöhe meist unter 30 m. Aufgrund des überwiegend flachen Reliefs in Dänemark können jedoch auch sehr kleine WEA von Radaren erfasst werden. […] Bei ihren Gesprächen gelangten die Aufsichtsbehörde Statens Luftfartsvæsen (SLV), die Flugsicherung (Naviair) sowie die Vertreter und Berater der Windenergiebranche einmütig zu dem Ergebnis, dass WEA keinerlei Probleme für den Betrieb von Flugsicherungsradaren aufwerfen. […] In weniger als 30 km Entfernung vom internationalen Flughafen Kopenhagen-Kastrup im Südosten der Stadt stehen 71 WEA. […] Die Primärradaranlage in Kastrup ist vom Typ Texas Instruments (Westinghouse) ASR-8 mit einem Signalprozessor für Landebahnen Airsys TPR-1000. Der TPR-1000 enthält einen Plotextraktor und Funktionen zur Korrelation von Flugrouten und von Primär- und Sekundärplots. Dem für das Radar in Kastrup verantwortlichen Naviair-Techniker zufolge unterdrückt der TPR-1000 Echos von WEA, selbst wenn diese durch das Flughafenüberwachungsradar ASR-8 geortet werden können. Folglich haben WEA ‚absolut keinen Einfluss‘ auf die Radarbilder in Kastrup. [ … ] Die britischen Beamten der CAA SRG (Civil Aviation Authority’s Safety Regulation Group) merkten an, dass sich die Verfahren zum Luftverkehrsmanagement in Dänemark von denen in Großbritannien unterschieden und dass dies die leichtere Akzeptanz von WEA in Dänemark erklären könne. Die Hauptunterschiede bestehen zum einen darin, dass in Dänemark zur Flugsicherung auf Flugrouten keine Primärradaranlagen sondern ausschließlich Sekundärradaranlagen eingesetzt werden. Diese sind weniger störanfällig für WEA. Zum anderen würde die SRG die Plotextraktion im Clutter-Bereich, wie sie in Kastrup erfolgt, in Großbritannien untersagen […]“.

Der STASYS-Bericht 2003 [R06] erläutert, dass in Dänemark trotz der großen Dichte von WEA die Koexistenz von WEA und Radaren kaum Probleme aufw irft. Allerdings nennt er auch die 2001 durch den Windpark Middelgrund verursachte Störung. Dieser östlich von Kopenhagen und nördlich vom Flughafen Kastrup gelegene Windpark steht im Flachw asser (2 bis 6 m Tiefe). Er besteht aus 20 WEA mit je 2 MW Leistung (Gondelhöhe 64 m, Rotordurchmesser 76 m), die in einem Abstand von jeweils 180 m entlang eines w eiten Bogens stehen. Bei der Inbetriebnahme des Windparks im Mai 2001 traten sofort Störw irkungen auf die Primär- und die Sekundärradaranlage in Kastrup auf. Bei der Pr imärradaranlage w urden Radarspuren über dem Windpark angezeigt, die denen eines Luftfahrzeugs ähnelten. Als erfolgreiche Gegenmaßnahme w urde an der entsprechenden Stelle ein „Track Non-Initiat ion Window“ eingeführt. Allerdings w ird auch erw ähnt, dass das Problem der WEA ger inger sei als das des Autoverkehrs auf der Öresundbrücke, die Dänemark und Schw eden verbindet. Für dieses Problem w ar diese Lösung bereits umgesetzt w orden. Die Sekundärradaranlage zeichnete bei bestimmten Windbedingungen Reflexionsechos von Luftfahrzeugen auf, die etw a dreißig Meilen nördlich von Kopenhagen geortet w urden, sich jedoch tatsächlich über dem Flughafen Sturup befanden, der etw a dreißig Meilen östlich von Kastrup liegt. Die Problemanalyse machte deutlich, dass die Problematik nicht nur auf die



WEA zurückzuführen ist, sondern ebenfalls auf zwei etw as w eiter westlich gelegene große Schornsteine, die noch stärkere Radarechos verursachen. Das Problem w urde einfach dadurch behoben, dass eine Signalverarbeitungssoftware verwendet w urde, die diese Reflexionen durch einen geeigneten Filter unterdrückt.

9.2.4 Niederlande

Seit 1995 beschäftigt sich das niederländische Forschungslabor TNO mit dem Thema der beeinträchtigten Radarleistung durch in der Nähe von Radaren stehende WEA. Diese Untersuchung w urde von den niederländischen Luftstreitkräften in Auftrag gegeben, w eil diese eine Leistungsbeeinträchtigung des Primärüberw achungsradars mittlerer und längerer Reichw eite befürchteten.

Im Jahr 2001 hieß es im Bericht „Wind turbines and radar: operational experience and mitigation measures“ [R05] von Spaven Consulting: „Flughafen Amsterdam (Schiphol): In den Jahren 2000 und 2001 wurden 10 km nördlich vom Flughafen Schiphol im westlichen Hafengebiet Amsterdams 14 WEA einer Höhe von 89 m bis zur Rotorblattspitze errichtet, die alle im überwachten Luftraum stehen, und zwar unterhalb des Endanflugpfads der Landebahn 19L in Schiphol. [ … ] Das Radar befindet sich ebenfalls in Sichtweite anderer WEA in einer Entfernung zwischen 15 und 25 km. [ … ] Der holländischen Flugsicherungsstelle LVNL zufolge gibt es bis heute keinerlei Hinweis darauf, dass irgendeine dieser WEA auf ihren Radarschirmen angezeigt werde. Die LVNL ist sich der theoretischen Beugungseffekte, des Screening-Effekts und Fehlechos durch die Rotation der Rotorblätter von WEA bewusst, konnte aber bislang noch keinen dieser Effekte feststellen. […] Bei der Primärradaranlage Schiphol handelt es sich um eine Alenia ATCR-33K mit einer Antenne vom Typ G-33. Es ist also eine relativ moderne Anlage, obwohl sie nicht wie die ATCR-33 mit Halbleitern ausgestattet, sondern als Klystron-Version ausgeführt ist und deshalb Clutter weniger gut unterdrücken kann. Die ATCR-33 enthält ein MTD-Verarbeitungssystem (Erkennungssystem mit Festzeichenunterdrückung) und mehrere Clutter-Karten. Diese Systeme erwiesen sich als effizient bei der Unterdrückung der variablen Straßenverkehrsechos rund um Schiphol sowie der WEA-Echos. Leerdam: Eine der wichtigsten Radaranlagen der Niederlande zur Flugsicherung auf Flugrouten befindet sich in Leerdam südlich von Utrecht. Ende der 90er Jahre, als die LVNL plante, die Sekundärradaranlage von Leerdam durch neue S-Band-Radare zu ersetzen, wurde ein Antrag für die Errichtung eines Windparks in der Nähe dieser Anlagen gestellt. Die am nächsten gelegene WEA hätte sich in 1,1 km Entfernung vom Radar befunden, und der Windpark hätte sich, vom Radar aus gesehen, innerhalb eines Azimutwinkels von bis zu 55° und eines Elevationswinkels von bis zu 2,3° erstreckt. Die LNVL beauftragte die beiden wichtigsten Sekundärradaranlagenhersteller, Raytheon Systems und Airsys ATM, mit einer Untersuchung möglicher Störwirkungen der geplanten WEA auf das Radar in Leerdam. Die Experten von Raytheon Systems errechneten, dass die Signalbeugung der Sekundärradaranlage durch die Türme der WEA zu Messungenauigkeiten bzw. -fehlern bei der Azimutbestimmung von fliegenden Objekten in einem Bereich von bis zu 3° auf beiden Seiten der Türme sowie zu einer gewissen Verdeckung von Objekten hinter den WEA führen kann. Raytheon empfahl, die WEA in größerer Entfernung vom Radar zu errichten und zugunsten einer Azimutverringerung neu zu positionieren, beispielsweise durch eine Aufstellung in Strahlenform zum Radar und in einer Reihe hintereinander. [ … ] Stützpunkte der Luftstreitkräfte: Auf die Primärradaranlagen der Luftraumüberwachung auf den niederländischen Stützpunkten in Leeuwarden, Twenthe und Soesterberg zeigen WEA im Sichtfeld der Radare unterschiedliche Auswirkungen. Die Primärradaranlagen auf diesen Flugplätzen sind vom Typ



Raytheon ASR-910B, die in den 80er Jahren entwickelt wurden. Der Stützpunkt Woensdrecht im Süden der Niederlande verfügt derzeit noch über kein eigenes Radar, kann aber in der Zukunft auch betroffen sein, wenn sich das Vorhaben konkretisiert, dort eine Primärradaranlage vom Typ Raytheon ASR-10SS zu installieren, da sich zwei Windparks in weniger als 12 km Entfernung und vier in weniger als 25 km Entfernung von Woensdrecht befinden. In Leeuwarden (Friesland) liegen vier Windparks in weniger als 15 km vom Stützpunkt. Die Bedenken zu WEA-Störwirkungen im Radarerfassungsbereich bei Tiefflügen hinter den WEA bewog die niederländischen Luftstreitkräfte dazu, das Labor TNO-FEL (Fysisch Elektronisch Laboratorium, Labor für Physik und Elektronik) mit der Untersuchung des Problems zu beauftragen. Das Forschungslabor TNO-FEL konzentrierte sich bei der Untersuchung auf den Abschattungseffekt der Radarabdeckung hinter einer WEA und setzte hierzu eine Computersimulation ein, mit der das „forward scattering“ durch WEA ( d.h. das Signal wird reflektiert und entfernt sich weiter vom Sender) prognostiziert werden kann. Bei der Untersuchung wurde jedoch nicht darauf eingegangen, wie sich die Rotorblattrotation auf die Radarleistung auswirkt, da die untersuchten Radare keine kohärenten Wellen verwenden und als nicht anfällig für eine Rückstreuung („back scattering“) durch drehende Rotorblätter eingestuft wurden. Die in der Radaranlage Leeuwarden festgestellten Auswirkungen verursachen keine Schwierigkeiten bei der Verfolgung von Luftfahrzeugen, die die Windparks überfliegen“.

Das Labor TNO-FEL w urde mit Untersuchungen zu diesem Thema beauftragt. Besonders hingew iesen werden soll auf den Bericht „Radar obstructions and w ind turbines“ [R18], der auf Störw irkungen durch WEA mit Gittermasten (statt Vollrohrtürmen) auf Primär- und Sekundärradaranlagen eingeht.

Im April 2007 hielten Mitglieder der TNO Defence, Security and Safety auf der Konferenz IEEE RADA R 2007 ihren Vortrag „Radar Performance Degradation due to the Presence of Wind Turbines“ [R19].

9.2.5 Schweden

Auf der Grundlage einer in der Umgebung des Flughafens Stockholm-Arlanda durchgeführten Studie erstellte die schw edische Zivilluftfahrtbehörde 1997 einen Bericht (FMV Utprovning, Rapport 1997-06-30 Elektro 21840: 17668/97), der nahezu zu den gleichen Ergebnissen kam wie der deutsche Bericht. D.h. es w urden auf Störw irkungen zurückzuführende Anomalien beobachtet, die jedoch die Erkennung des untersuchten Radars nicht beeinträchtigten.

Im STASYS-Bericht 2003 [R06] w ird auf eine Studie der dem Verteidigungsministerium unterstehenden Forschungs- und Entw icklungsabteilung der schwedischen Streitkräfte (Försvarets Forskningsanstalt) aus dem Jahr 1999 hingew iesen, die eine mobile Radaranlage der Luftstreitkräfte in der Nähe eines Windparks aufgestellt hatte, um die Fähigkeit der Radaranlage zu messen, ein hinter und über den WEA tief f liegendes w endiges Kampfflugzeug zu verfolgen. In dieser Studie w urden zwei Probleme aufgedeckt: • Beim Überfliegen der WEA w urden Mehrfachechos des Objekts beobachtet, die auf die

Reflexion elektromagnetischer Wellen durch die Rotorblätter zurückzuführen sind und die genaue Zielverfolgung stark erschw erten.

• Beim Tieff lug hinter den WEA w urde ein Streuungseffekt der Wellen („scattering“) beobachtet.

Indem eine signif ikante Beeinträchtigung des betroffenen Radars festgestellt w urde, kam die Studie zur Schlussfolgerung, dass die Ergebnisse sehr stark vom verw endeten Radargerät abhingen und nicht zw angsläufig auf andere Situationen mit einer anderen Posit ionierung, einem anderen WEA-Typ und ein anderes Radar übertragen w erden können.



Der STASYS-Bericht gibt an, dass die schwedischen Streitkräfte an der Ostküste Schwedens ein System mit mobilen Beobachtungsposten einsetzen, die an bestimmten, für diesen Zweck vorgesehenen Standorten installiert w erden können, und dass es entsprechend um diese Standorte herum eine Verbotszone für WEA gibt (50 km auf den Seiten zum Festland, keine Beschränkung zum Meer hin).

Wenn möglich, durch aktuellere Informationen vervollständigen

9.2.6 Norwegen

Im STASYS-Bericht 2003 [R06] w urde auch die Situation in Norw egen untersucht, die mit der Schw edens gut vergleichbar ist. Befindet sich ein Windparkprojekt im Sichtfeld eines Flugsicherungsradars, ist die norw egische Flugsicherung und Flughafenverw altung (Norw egian Air Traff ic and Airport Management (NATA M)") für diese Angelegenheit zuständig. Die NATAM ist bei Störw irkungen auf das ILS ( Instrumentenlandesystem) besonders restriktiv und lehnt WEA-Projekte in einem Azimut von ±10° zur Mittellinie bis zu einer Entfernung von 20 nm (38 km) ab, sofern die WEA nicht durch das Gelände verborgen ist. Sie verw endet in anderen Fällen auch Computersimulationen.


9.2.7 Spanien

Spanien ist von der Fläche her in etw a mit Frankreich vergleichbar und in Europa das Land mit der zw eithöchsten Anzahl an WEA zur Stromerzeugung (Ende 2005 betrug die installierte Leistung 10 Gigaw att, w as etw a 4.000 bis 5.000 WEA entspricht). Hinw eis: In der Nähe großer Windparks (Region Saragossa, Andalusien usw .) befinden sich mehrere Stützpunkte der Luftstreitkräfte und Zivilf lugplätze.

Nach heutiger Kenntnis scheint in Spanien noch kein Bericht zur Störung der Radarerkennung durch WEA vorgelegt w orden zu sein.


9.2.8 EUM ETNET

EUMETNET ist das europäische Netzw erk von 18 nationalen Wetterdiensten. Es unterstützt die Organisation von Programmen der Mitglieder in verschiedenen Aufgabenfeldern der Meteorologie, w ie z. B. Wetterbeobachtungssysteme, Datenverarbeitung, Erstellung von Vorhersagen, Forschung, Entw icklung und Weiterbildung.

EUMETNET hat insbesondere das Programm OPERA ins Leben gerufen, das dem Austausch der Daten und Ergebnisse der Wetterradare dient. Die Programmphasen 1 und 2 sind bereits abgeschlossen. Der Vortrag „EUM ETNET OPERA: Operational Programme for the Exchange of Weather Radar Information“ [D12] auf der ERAD 2006-Konferenz (September 2006) stellte das Programm OPERA vor.

Auf der Tagung vom 18. bis 20. Oktober 2006 des EUMETNET-OPERA-Programms w urde die Erklärung „Statement of the OPERA group on the cohabitation between weather radars and wind turbines“ [D13] angenommen, in der für alle Beteiligten die Größe der Verbotszone (C-Band: 5 km, S-Band: 10 km) und der Interessenbereiche (C-Band: 20 km, S-Band: 30 km) festgelegt w urden.



Hinsichtlich der Interaktionen von WEA und Wetterradaren w ar das Abschlussdokument der Phase OPERA 2 zugleich auch der Bericht „Impact of Wind Turbines on Weather Radars“ vom Dezember 2006 [R51]. In diesem Bericht w ird zunächst der theoretische Ansatz dargelegt, der sich hauptsächlich auf die französischen Arbeiten der ANFR stützt. Anschließend w erden die beobachteten Störw irkungen durch WEA oder andere Hindernisse für Frankreich und andere europäische Länder beschrieben: Niederlande, Spanien, Dänemark und Deutschland (die WEA-Störw irkungen in diesen Ländern w erden im Kapitel 9.3 Erfahrungsberichte aus der Praxis) ausgeführt. Schließlich empfiehlt die OPERA die Anw endung der auf der Tagung vom 18. bis 20. Oktober 2006 festgelegten Verbotszonen und Interessenbereiche (siehe [D13]) in ganz Europa.

Die derzeitige OPERA 3-Phase erstreckt sich über die Jahre 2007 bis 2011. Sie enthält das Projekt WP1.5, „Site and frequency protection“, in dem unter anderem von WEA verursachte Störw irkungen behandelt w erden. Dabei sollen die in Europa gesammelten Erfahrungen zu diesen Störw irkungen und den entsprechenden Lösungsansätzen zusammengestellt w erden.

Eine erste Tagung im Rahmen von OPERA 3 fand vom 25. bis 27. April 2007 statt, ein zw eites vom 3. bis 5. Oktober 2007.

9.2.9 EUROCONTROL

EUROCONTROL ist eine europäische Behörde zur Sicherung des Flugverkehrs. Die sow ohl im zivilen als auch im militärischen Bereich tätige Behörde zählt derzeit 37 Mitgliedstaaten. Ihr vorrangiges Ziel ist die Entw icklung eines einheit lichen paneuropäischen Systems zur Luftverkehrsverwaltung (englisch: Air Traff ic Management, ATM).

Die möglichen Störungen von Radaranlagen der Flugsicherung w ar ein gemeinsames Thema aller europäischen Länder. Ende 2005 bildete EUROCONTROL in seiner Abteilung EATM die Arbeitsgruppe WTTF (Wind Turbine Task Force), an der zivile und militärische Vertreter der NATO, Deutschlands, Großbritanniens, Belgiens, Frankreichs, Norw egens usw. beteiligt waren.

Gemäß ihres Auftrags „Terms of reference for the w ind turbine task force (WTTF)“ [D10] vom Dezember 2005 besteht das Ziel der Arbeitsgruppe darin, „eine gemeinsame Methodik der Europäischen Zivilluftfahrtkonferenz ECAC (European Civil Aviation Conference) festzulegen, mit denen möglichen WEA-Störw irkungen auf die Flugsicherung bestimmt und beseitigt (oder minimiert) w erden sollen. Mit diesem Verfahren soll das erforderliche Sicherheits- und Eff izienzniveau der Flugsicherungsdienste aufrecht erhalten und nach Möglichkeit die Errichtung von WEA gefördert w erden“.

Bis Ende Oktober 2007 fanden acht Sitzungen der WTTF statt. Für Frankreich nahmen Gérard Besombes als Vertreter der Direktion der Flugsicherungsdienste DSNA (Direction des Services de la Navigation Aérienne) und Jean-Yves Gasnier von der Direktion für die militärische Luftfahrt DIRCAM (Direction de la Circulation Aérienne Militaire) an den Sitzungen der WTTF teil. Die verfügbaren Protokolle sind im entsprechenden Referenzdokument [D11] zu f inden.

Die WTTF ist eine aktive Arbeitsgruppe, die die verschiedene Erfahrungen sammelt und die vorhandenen Lösungen analysiert. Insbesondere w urden die Arbeiten von QinetiQ ausführlich geprüft. Derzeit w ird ein Dokument zur Methodik vorbereitet. Als Verfasser zeichnen die staatlichen Flugverkehrsdienste NATS (National Air Traff ic Services) verantw ortlich. Ferner gibt es ein internes Arbeitsdokument, von dem eine Fassung Mitte 2008 veröffentlicht w erden soll.



9.2.10 NATO

Das Ziel der NATO-Arbeitsgruppe ist die Lösung spezif isch militärischer, insbesondere sicherheitsbezogener Fragen. Bis heute gab es erst eine einzige Sitzung im Mai 2007, die im Wesentlichen dem Brain-Storming diente. Der einzige französische Vertreter in dieser Sitzung war Gérard Bobillot vom staatlichen Zentrum für Luft- und Raumfahrtstudien ONERA.

Die Arbeitsgruppen von NATO und EUROCONTROL sind miteinander in Kontakt getreten und streben eine Zusammenarbeit an, um nicht parallel dieselben Themen zu bearbeiten.

9.2.11 IEA Wind

Die IEA Wind (www.ieaw ind.org), eine Abteilung der Internationalen Energie-Agentur, der die Umsetzung des „IEA Wind agreement“ obliegt, organisiert im Rahmen der einger ichteten Aufgabe 11 „Base technology information exchange“ Expertentreffen und Kolloquien. In diesem Zusammenhang fanden in GB zw ei Expertentreffen zum Thema „Radar, Radio and Wind Turbines“ (Radaranlagen, Funkstationen und WEA) statt: die Sitzung Nr. 45 im März 2005 und die Sitzung Nr. 53 im März 2007.

Laut Protokoll w aren auf der Sitzung Nr. 45 [D36] 27 Teilnehmer aus Großbritannien, Norw egen, Schw eden, den Niederlanden und den USA anw esend. Die Präsentationen beschäftigten sich mit den nationalen Politiken und gesetzlichen Vorschriften, den Interaktionsproblemen und den untersuchten Dämpfungstechniken. Am Ende der Sitzung wurde ein möglicher zukünftiger Gedankenaustausch zu diesem Thema besprochen.

Laut Protokoll w aren bei der Sitzung Nr. 53 [D37] 34 Teilnehmer aus sieben Ländern anw esend. Folgende Punkte w urden angesprochen: • Welches sind die w ichtigsten Herausforderungen?

Zur Verringerung der Interaktionen von WEA und Radaren ist eine Bandbreite von Technologien erforderlich: Wer trägt die Kosten und w er profitiert davon?

• Zukünftiger Forschungsbedarf Wichtige Fragen: Welche Spezifikationen sind erforderlich? Wo liegt der akzeptable Grenzwert für Störwirkungen in den einzelnen Fällen?

• Wie kann ein besseres Verständnis des Problems bei den Windenergieentw icklern geschaffen und eine Zusammenarbeit mit den anderen betroffenen Parteien zur Lösung der Probleme angeregt w erden?

9.2.12 USA

Im Jahr 2001 hieß es im Bericht „Wind turbines and radar: operational experience and mitigation measures“ [R05] von Spaven Consulting: „Stockton (Kalifornien): Raytheon Canada hat für die Luftfahrtaufsichtsbehörde FAA (Federal Aviation Administration) in der Nähe von Stockton östlich von San Francisco eine vollständig mit Halbleitern ausgestattete S-Band-Radaranlage vom Typ ASR-10 installiert. Im Sichtfeld des Radars befinden sich mehrere WEA. Nach Angaben von Raytheon Systems und der FAA ist das Radar zwar mit digitaler Signalverarbeitung ausgestattet, hat aber nur drei Doppler-Filter und konnte die Radarechos der WEA nicht vollständig unterdrücken. Die Ingenieure von Raytheon haben ferner festgestellt, dass die WEA den Radarstrahl leicht ablenken, was zu bestimmten Azimutfehlern führt. Palm Springs (Kalifornien): Im Januar 2001 wurde in Palm Springs eine neue Primärradaranlage vom Typ Northrop-Grumman ASR-9 in Betrieb genommen. Sie ersetzt eine Anlage vom Typ ASR-8, bei der die



zahlreichen WEA in der Region Palm Springs beträchtliche Störwirkungen verursachten. Sie störten den Betrieb der Radaranlage, die von Luftfahrzeugen in der Nähe der WEA genutzt wurde. Die ASR-9 ist die erste mit der MTD-Technologie ausgestattete Radaranlage, deren Leistung im Vergleich zu den MTI-Radaren stark verbessert wurde. In der ASR-9 von Palm Springs kommen auch Weiterentwicklungen zum Einsatz, die aus der Technologieforschung der FAA zur Verarbeitung von Fehlechos durch Zugvögel in der Region San Francisco hervorgegangen sind. Die Weiterentwicklung umfasst eine dynamische Abbildung der Clutter und sechs Doppler-Filter, die für bewegliche Echos unterschiedlicher Geschwindigkeit deutlich empfindlicher ist. Die Fluglotsen in Palm Springs können den Flugverkehr nun auch ohne störende Beeinträchtigungen der Radarleistung über die WEA hinweg leiten, da letztere nicht mehr auf dem Radarschirm erscheinen. Der Betrieb der Radaranlage kann nun ohne Einschränkungen erfolgen. Stützpunkt der Luftstreitkräfte in Edwards: Der Berg Tehachapi in Kalifornien am nordwestlichen Rand der Mojave-Wüste weist die höchste Dichte an WEA in den USA auf. 20 km südöstlich des Berges Tehachapi liegt der Stützpunkt von Edwards, der das Flugversuchszentrum der US Air Force (Air Force Flight Test Center, AFFTC) beherbergt. Das weitläufige Testgelände des AFFTC umfasst zahlreiche Bereiche für Tests und Versuchsreihen mit Flugzeugen der US Air Force sowie ihrer Ausrüstung und Waffen. Dazu zählen auch drei Tiefflugstrecken für Versuchsflugzeuge, die über den Berg Tehachapi verlaufen. Drei weitere Tiefflugstrecken für die C-130 der Air National Guard, die F-18 der US Navy und die Flugzeuge des US Marine Corps führen über den Berg.“

Im Hinblick auf die Radare unterlag die Err ichtung von WEA unterlag nur geringen Einschränkungen, bis schließlich 2005 das Verteidigungsministerium DoD und die FAA mehrere Windparkprojekte mit der Begründung stoppten bzw . verzögerten, die Rotorblätter der WEA könnten Radarechos hervorrufen.

Im Januar 2006 verabschiedete der Kongress ein Gesetz, das zu einer Untersuchung zu Interferenzen von WEA mit Radaranlagen durch das DoD führte.

In der Zw ischenzeit veröffentlichten das DoD und das Ministerium für Innere Sicherheit DHS ("Department of Homeland Security") eine vorläufige gemeinsame Stellungnahme zu den geplanten Windparkstandorten: „Gemäß der vorläufigen Stellungnahme des Gemeinsamen Büros des DoD/DHS zum Langstreckenradarprogramm sind sämtliche Windparks im Sichtfeld von Radaren der Luftstreitkräfte und der nationalen Sicherheit abzulehnen“. Zur gleichen Zeit richtete die Regionaldirektion Midw est der FAA Mitteilungsschreiben zum „vermuteten Risiko“ an die Windparkbetreiber, deren Standort „im Sichtfeld eines Radars“ lag, w obei die FAA mit der Definition dieses Begriffs jede WEA in einem Radius von 60 Meilen um ein Radarzentrum oder einen Radarturm erfasste. Mit einer solchen Definition befand sich ein Großteil der USA „im Sichtfeld von Radaren“, und diese vorläufige Stellungnahme hatte w eitreichende Auswirkungen. Die Entw icklung von WEA w urde in den gesamten USA eingefroren oder gestoppt, u. a. über ein Dutzend Anlagen im Midw est. (Siehe z. B. auch den Artikel vom 12. Juni 2006 „New Interference on the Horizon for U.S. Wind Pow er Development“ [D14], den Artikel „U.S. Senators Flex Muscles on Wind Pow er, Radar Issue“ [D15] und die Präsentation des DoD vom Juli 2006 „Long range radar joint program off ice (JPO)“ [D16], in der die vorläufige gemeinsame Stellungnahme dargestellt w ird.)

Diese Sichtw eise f indet sich auch in den Präsentationen des Idaho National Laboratory (INL) vom Juli 2006 „Wind Pow er & Radar Interaction Issues“ [D17] und von Steven Arenson des US Air Force Western Regional Environmental Off ice vom Juli/August 2006: „Wind Generated Energy Facilities: Potential Radar Impacts“ [D18].



Am 27. September 2006 veröffentlichte das DoD den Bericht „The Effect of Windmill Farms On Military Readiness“ [R20], der Störeffekte benennt ohne diese jedoch genau quantif izieren zu können. Zudem regt er die Definition genauer Entfernungskriterien und neue Methoden zur Dämpfung des Phänomens an.

Bis Ende 2006 scheint sich die Situation kaum geändert zu haben. Davon zeugt auch die Präsentation „Wind turbines…an emerging concern“ [D19] der FAA, die offenbar im Dezember 2006 verfasst wurde.

Anfang September 2007 w urde im USAF-internen Artikel „Air Force begins study to determine how wind turbines affect radar“ [D38] angekündigt, dass die USAF am 3. September 2007 in King Mountain (Texas) mit einer etw a zehntägigen Versuchsreihe mit einer Radaranlage der FAA in der Nähe eines großen Windparks begonnen habe. Hauptsächlich w erden bei Primärradaranlagen Erfassungsverluste von Zielen oberhalb von WEA befürchtet. Ende 2007 lagen die Ergebnisse dieser Versuche noch nicht vor – ZU ERGÄNZEN.

Im gleichen Monat w ird in einem anderen Artikel mit dem Titel „Feds eye w ind energy database“ [D39] in der Times Record News berichtet, die Abgeordneten hätten die Schaffung einer Datenbank unter der Verantwortung der FAA beschlossen. Diese soll Windenergieprojektieren alle Angaben für die Errichtung von WEA ohne jegliche Radarstörung geben, z. B. die genehmigungsfähigen Abstände, die Höhen, die am besten geeigneten WEA-Typen usw ..

Bei den Wetterradaren gibt es mindestens seit Ende 2005 eine enge Zusammenarbeit zw ischen dem Forschungszentrum für Wetterradare ARRC (Atmospheric Radar Research Center) der Universität Oklahoma und dem Betriebszentrum 88 für Doppler-Radare der Wetterüberw achung WSR-88D ROC (Weather Surveillance Radar 88 Doppler Radar Operations Center), das zum NEXRAD-Netz gehört und in Norman (Oklahoma) angesiedelt ist. Bei dieser Zusammenarbeit geht es um die Problematik der WEA-Störw irkungen auf Wetterradare. Die seither veröffentlichten Dokumente w erden in Kapitel 9.4 "Travaux entrepris et rapports publiés" analysiert.

Darüber hinaus hat die US-Regierung das Bundesinformationszentrum für Windenergiestandorte „Federal Wind Siting Information Center“ eingerichtet, mit dem die Entw icklung der Windenergie durch Bereitstellung nützlicher Informationen auf der folgenden Website gefördert w erden soll: http://www1.eere.energy.gov/windandhydro/federalw indsiting. Über die Navigationsleiste auf der linken Seite können über die Option „Radars“ Informationen über Interaktionen mit Radaren aufgerufen werden.



9.3 ERFAHRUNGSBERICHTE AUS DER PRAXIS

In den Erfahrungsberichten aus der Praxis f indet sich eine interessante Aussage des Leiters der Flugsicherung Prestw ick, Elliott Summers. Der Ende 2001 von Spaven Consulting veröffentlichte Bericht beruht im Wesentlichen auf der Erfahrungspraxis in Großbritannien (darunter auch der von Elliott Summers) und in anderen Ländern.

9.3.1 Aussage des Leiters der Flugsicherung des Internationalen Flughafens Prestwick, Elliott Summers, Januar 2001 [R04]:

Aus GB liegt unter anderem die Aussage des Leiters der Flugsicherung des Internationalen Flughafens Prestw ick (Glasgow ), Elliott Summers, vom 30. Januar 2001 vor.

Der Flughafen befindet sich 46 km südw estlich von Glasgow . Die Flugsicherung Prestw ick übernimmt rund um die Uhr Radarüberw achungsdienste in einem Luftraum der Klasse C (Radius 79 km). Das Gelände ist von über 850 m hohen Hügeln umgeben, der südw estliche Bereich erstreckt sich f lach bis zum Meer hin. Die Mindestsicherheitshöhe (MSA) beträgt 4.000 Fuß (1.220 m). Die Radarausrüstung besteht aus einem 1984 in Betr ieb genommenen Hybridgerät (Plessey Watchman und Sekundärradarausrüstung) vom Typ EN4000 (10-cm-Band) und 29-Zoll-Radarschirmen (73,6 cm). Zw ei Windparks befinden sich: • in Hare Hill, 20 WEA, Höhe 86 m (auf 700 m ü. NN), Entfernung 31 km auf 130° (SSO),

unter dem Anflugpfad der Landebahn 31. Radiale Rotationsgeschw indigkeit der Rotorblätter: 240 km/h;

• in Windy Standard, auf 145° (SSO), Entfernung 35 km, Anzahl der Anlagen unbekannt. Elliott Summers erklärt insbesondere Folgendes: „[…] die beiden Windparks sind auf den Radarschirmen gut zu erkennen. Der Standort Windy Standard wird regelmäßig und statisch immer an derselben Position angezeigt. Der von Hare Hill erscheint als Echo, das bis zu 2,7 km breit sein kann. Die mögliche Störfläche umfasst 30 km². Was darüber hinaus die „mobilen“ Störungen von bis zu 240 km/h betrifft, so treten diese wahrscheinlich aufgrund der Rotorblattrotation auf. Sie können zu der Fehlinterpretation verleiten, es handele sich um leichte Luftfahrzeuge. Das Radargerät ist so ausgerüstet, dass unerwünschte Festechos unterdrückt werden. Wegen des Doppler-Effekts werden WEA wie bewegliche Objekte angezeigt. Das Signalverarbeitungssystem enthält ferner Verfahren zur Erzeugung temporärer Erkennungsschwellen, mit denen auch die Radarechos von Helikoptern im Schwebeflug unterdrückt werden. Die Rotorblätter der WEA rotieren alle zwei oder drei Minuten über dem Azimut gegen die vorherrschende Windrichtung. Dadurch wird der Prozessor für die Kurzzeit-Schwellenwerte wieder aktiviert, der eine scheinbare Bewegung in einem begrenzten Bereich anzeigt, wenn sich die Rotorblätter wieder nach dem Wind aus einer anderen Richtung ausrichten. Durch den Einbau eines weiteren Prozessors könnten auch die durch die WEA lokal gestörten „Cells“ berücksichtigt werden, doch das hätte zweifellos zur Folge, dass eine „Lücke“ im Radarerfassungsbereich entstünde […]“.

9.3.2 Bericht von Spaven Consulting (12.2001) „Wind turbines and radar: operational experience and mitigation measures“ [R05]

Im ersten Teil dieses Berichts w ird die Art von Anomalien auf den Radarschirmen beschrieben. Die Ursache sind WEA in der elektromagnetischen Umgebung des Radars. Die Baugruppe mit Festzeichenunterdrückung MTI (Moving Target Indicator) beispielsw eise erkennt ab einer bestimmten Empfindlichkeitsschwelle nichtstatische Ziele und kann sie in Abhängigkeit von der Rotorblattstellung und anderen Faktoren auf dem Radarschirm darstellen. Ausgehend von einer genauen momentanen Position kann ein A mplitudenanstieg und eine Überdimensionierung des reflektierten Strahls (Radarecho) mit jeder



Antennenumdrehung festgestellt w erden. Dieses in seiner Häufigkeit kaum vorhersagbare Phänomen tritt deutlich häufiger auf und kann mit einem Empfang fester Radarechos gleichgesetzt w erden, die, wenn ansonsten alle anderen Faktoren gleich bleiben, von Unterdrückungssystemen mit geeigneten Filtern verarbeitet w erden können. Die zu diesen Phänomenen befragten Fluglotsen gaben an, dass sie die Störechos recht schnell w ie andere mögliche Festechos behandeln. Ohne ins Detail zu gehen kann festgestellt w erden, dass die Fluglotsen Störechos unterschiedlich behandeln, je nach dem ob sie sich innerhalb oder außerhalb eines „überw achten Luftraums“ befinden, denn „unbekannte“ Radarechos „innerhalb oder außerhalb des überw achten Luftraums“ können keine Luftfahrzeuge sein, da sie sich nicht mit dem üblichen Verkehrsverhalten von Luftfahrzeugen bew egen. Bevor ein Luftfahrzeug in einen überwachten Luftraum eindringen darf, muss dafür zuvor eine entsprechende Genehmigung erteilt w orden sein. Außerhalb des überw achten Luftraums sind Luftfahrzeuge nicht verpflichtet, mit der Flugsicherung Kontakt aufzunehmen. In einem anderen Abschnitt des Berichts w ird erwähnt, dass WEA in der Umgebung der normalen Anflug- und Abflugpfade der Flughäfen (Nahverkehrsbereiche SID und STAR) geringfügige Schw ierigkeiten im überw achten Luftraum verursachen können.

Im Bericht w ird außerdem auf den vom MoD und von der irischen Flugsicherungsbehörde vorgebrachten Fall der Sekundärradaranlagen eingegangen. Die Erfahrungen aus anderen Ländern (Nieder lande, USA usw .) zeigen jedoch, dass die Folgen der Interaktionen von WEA und Sekundärradaranlagen hinsichtlich Interferenz und Abschattung sehr gering sind, da sich die Merkmale der verstärkten, reflektierten elektromechanischen Wellen doch erheblich von den einfach reflektierten, nicht verstärkten Wellen der WEA unterscheiden.

Laut den Empfehlungen der CAA (britisches Pendant zur DGAC) im Jahr 2001 zu Hindernissen vor Radaren soll ab einer Entfernung von 4,6 km eine Neigung von 0,5 % von der Radarantenne eingehalten w erden (CAP 670, Teil B, Absatz 11.4.3.7.3).

Anschließend untersucht der Bericht die Situation an mehreren Radarstandorten in GB, aber auch in anderen Ländern (Niederlande, Dänemark, USA), bei denen sich WEA in der Nähe befinden. Nach einer Befragung der Betreiber, legt er die Art der Ausw irkungen auf die Radare und deren Bedeutung für die Eff izienz und die Luftsicherheit für jeden Standort dar. Der Tenor der Antw orten ist, dass die WEA keine bedeutenden Störungen hervorrufen. Im dritten Teil des Ber ichts w erden die bekannten Dämpfungstechniken für die unerw ünschten Effekte vorgestellt:

Amplitudenschwellwert Möglichkeit, nur solche Radarechos zu erfassen, die eine ausreichende A mplitude hinsichtlich der gew ünschten Erkennung (Unterdrückung von Regentropfen oder Vogelschw ärmen) aufweisen. WEA liegen über diesem Wert.

Entfernungs- und Azimutfilter (RAG) Mit diesem Verfahren werden die zu unterdrückenden „Cells“ oder „Cell-Gruppen“ ermittelt. Das RAG-Verfahren (Range Azimuth Gating) unterdrückt sämtliche Echos unerw ünschter „Cells“.

Konstante Falschalarmrate (CFAR) Mit diesem Verfahren, das auch unter der englischen Bezeichnung „Constant False Alarm Rate Detection“ bekannt ist, kann die Leistungsfähigkeit in störanfälligen Bereichen (Clutter) erhalten w erden. Das Verfahren beruht auf der Analyse der Echos aus einem Bereich (Cell). Dabei w erden die Signale mit denen aus vorhergehenden Antennenumdrehungen verglichen. Somit variiert die Erkennungsschw elle zeitlich (positiv oder negativ). Der Vorzug des Verfahrens besteht darin, dass es reflektierte Signale eines gesuchten Ziels (Luftfahrzeug mit niedriger Geschw indigkeit oder Helikopter im Schw ebeflug) berücksichtigen kann.



Doppler-Unterscheidung Radargeräte können bew egliche von statischen Zielen unterscheiden, in dem sie die Nichtüberschreitung einer bestimmten Radialgeschw indigkeit berücksichtigen. Dies erfolgt mit Hilfe des Doppler-Effekts durch Phasenverschiebungserkennung bei den reflektierten Radarpulsen. Ein Luftfahrzeug, das tangential zum Radarstrahl f liegt, w eist eine niedrige Radialgeschw indigkeit auf: Die meisten der anhand des Doppler-Effekts gemessenen Störw erte haben eine niedrigere Radialgeschw indigkeit als tangential vorbei f liegende Luftfahrzeuge. Dennoch führen WEA zu Problemen, da an den Rotorblattspitzen Geschw indigkeiten von bis zu 120 Knoten (220 km/h) erreicht w erden können.

Die MTI-Baugruppe Die MTI-Baugruppe zur Festzeichenunterdrückung analysiert aufeinanderfolgende Pulsreflexionen. So w erden statische Ziele erkannt, bei denen kein Doppler-Effekt auftritt. Es gibt auch adaptive MTI (sogenannte A MTI), die nicht nur statische Störsignale unterdrücken können, sondern auch solche, die sich geringfügig oder kaum w ahrnehmbar verändern. Dies erfolgt durch eine Analyse der Cells jedes Entfernungs-/Azimut-Datensatzpaars, das vorübergehend gespeichert und verglichen w ird.

Der Bewegtzeichenfilter (BZ) Der BZ beruht auf demselben Pr inzip w ie die MTI-Baugruppe, d.h. auf der Analyse einer Reihe aufeinanderfolgender Antw orten. Er kann eine große Anzahl von Filterungen für Ziele unterschiedlicher Geschw indigkeit erzeugen, w odurch Echos unterschiedlicher Geschw indigkeit unterschieden w erden können. Eine genaue Unterscheidung der Doppler-Werte erfordert eine sehr hohe Pulsfrequenz (PRF): Je größer diese ist, desto w eniger Unschärfen gibt es bei der Erkennung. Der BZ nutzt eine Vielzahl elektronischer Analysemöglichkeiten. Radare älterer Technik sind entsprechend sehr eingeschränkt.

Störsignalkarten Unveränderliche, punktuelle Störsignale (Gebäude, Türme, Antennen) können prognostiziert werden. Bei jeder Antennenrotation treten die gleichen Störsignale auf, die gespeichert werden können. Unerw ünschte Signale können herausgefiltert w erden, so dass sie nicht auf dem Radarschirm erscheinen.

Automatische Objektverfolgung Mit Hilfe ausgereifter Verfahren können Flugstrecken geortet w erden, indem die reflektierten aufeinanderfolgenden Signale so analysiert w erden, dass die Richtung und die Geschw indigkeit des bew egten Flugobjekts bestimmt w erden können. Bei der automatischen Objektverfolgung w erden also nur solche Objekte (auf dem Radarschirm) angezeigt, die die erforderlichen Kriterien aufw eisen; unerw ünschte bewegliche Ziele (Luftfahrzeuge) w erden unterdrückt. Auf dem Radarschirm w ird folglich kein „Bruttosignal“ angezeigt, sondern nur die Signalspur des bew egten Objekts. (Deren Länge gibt die Geschw indigkeit des Luftfahrzeugs an.) Die Plotextraktion auf dem Radarschirm kann so durchgeführt werden, dass die Signalspur in einem ungenügenden Radarerfassungsbereich durch die Geschw indigkeit und die Richtung extrapoliert w ird. Das Zielverfolgungsverfahren (Tracking) kann unerw ünschte Signalspuren in bestimmten Sektoren unterdrücken. In bestimmten vorab festgelegten Sektoren (Entfernung und Azimut) z.B. in Windparkgebieten können so auftretende Signalspuren entfernt werden. Die FAA berücksichtigt die Cells im Azimut von 0,75° (d.h. von 242 m Breite bis 10 nm - 18,5 km) und einer Entfernungsbreite von 1/16 nm - 115 m.

Antennenelevation Ein charakteristischer Fall ist der von Belfast: Die WEA-Störw irkung kann verhindert w erden, in dem der Winkel des Radarstrahls angehoben w ird. Diese Möglichkeit ist jedoch nur für die



Flugsicherung auf Luftstraßen geeignet, also für Luftfahrzeuge, die bereits in ausreichender Höhe f liegen.

Verhalten und Verwaltungspraxis bei Störungen Alle empfohlenen Maßnahmen zur Unterdrückung von Störwirkungen durch WEA werden von der britischen Luftfahrtbehörde CAA SRG (Safety Regulation Group) abgelehnt, da Radarechos echter Luftfahrzeuge (Helikopter und Flugzeuge geringer Geschw indigkeit) unterdrückt w erden könnten. Nichtsdestotrotz kommen auch in GB bestimmte Signalunterdrückungsverfahren zum Einsatz (Unw etterstörungen, Straßenverkehr). Durch diese Verfahren verschlechtert sich die Leistungsfähigkeit des Radars, Ziele mit ähnlicher Geschw indigkeit zu erkennen. Außerdem gleicht der Einsatz von Transpondern im radarüberw achten Luftraum die relative Leistungseinbuße der Primärradare aus: Luftfahrzeuge ohne Transponder sind innerhalb des überw achten Luftraums verboten. Problematisch bleibt allerdings der nicht überw achte Luftraum, doch die aktuell angew endeten Verfahren weisen ebenfalls diese Lücke auf. Die Flugverkehrsdienste NATS setzen bereits Plotextraktionstechnologien in Radaranlagen ein. Bei diesen Verfahren werden statische Ziele für einen bestimmten (variablen) Zeitraum unterdrückt. In mindestens einem Fall haben die NATS die Unterdrückung von Echos eines Windparks genehmigt. Der Windpark befand sich in der Umgebung eines Zivilf lugplatzes. Die Royal Air Force prüft jedes WEA-Projekt im Hinblick auf Rollbahnnähe, Luftstraßen und Instrumentenflugrouten. Auch der kumulierende Effekt mehrerer Windparks im direkten Radarsichtfeld w ird berücksichtigt. Die Genehmigung der WEA in Abhängigkeit von den Betriebsdaten beruht auf der Bewertung der Fachleute, wobei jeder Fall seine Besonderheiten aufweist. Der Fall des Stützpunkts St. Maw gan der Royal Air Force und anderer Militärf lugplätze lässt hoffen, dass die Errichtung von WEA in vielen Sektoren des brit ischen Staatsgebiets in Zukunft möglich ist.

Technische Umsetzbarkeit der Radarlösungen: Die Lösungen müssen auf Gutachten beruhen, die die Signalverarbeitung und die Technik selbst (Materialien, Form, Position, besondere Flugsicherungsverfahren usw.) prüfen.

Verfahrenstechnische Dämpfung: Zur Dämpfung sind verfahrenstechnische Maßnahmen möglich. Zw ei davon kommen (seit 2001) am Flughafen Prestw ick für WEA im unkontrollierten Luftraum zur Anw endung. Dabei geht es darum, den Luftverkehr um den Clutter-Bereich herum so zu organisieren, dass ein Mindestabstand von 5 Meilen zu diesem Bereich eingehalten oder das Radar im rückgestuften Modus betrieben w ird, wenn der Luftverkehr über den Clutter-Bereich oder in w eniger als 5 Meilen vom Clutter-Bereich geführt w ird. In der Regel sollte bei WEA im überw achten Luftraum kein besonderes Verfahren nötig sein, da nicht identif izierte Echos vernachlässigt werden können. (Es gibt jedoch Bedenken, dass Fluglotsen aufgrund der Störechos von Windparks im überw achten Luftraum nicht mehr in der Lage sind, den Standardabstand von 3 nm zw ischen den Flugzeugen zu gew ährleisten. Ein Nachw eis dafür wurde aber nicht erbracht).

Allgemein w erden im Bericht „Wind turbines and radar: operational experience and mit igation measures“ folgende Schlussfolgerungen und Empfehlungen formuliert:

1. In GB gibt es zahlreiche Beispiele für die Koexistenz von WEA und Radaren (Zivil- und Militärf lughäfen und Radarstationen). In den meisten Fällen sind die WEA seit vielen Jahren in Betr ieb und die Behörden haben keine besonderen Verbote oder Regelungen für sie erlassen.



2. Studien aus Dänemark, den Niederlanden und den USA zeigen, dass es technische Lösungen gibt, die mögliche Ausw irkungen von WEA auf Radare dämpfen können. Diese Technologien sind für die moderneren Radaranlagen geeignet.

3. In GB w erden Radare anders betrieben als in den Niederlanden oder Dänemark. Die Windenergiebranche möchte verstehen, warum diese Radare anders funktionieren und sich auf die Erfahrungen der Radarhersteller stützen, um ggf. die Modernisierung dieser Radare zu beantragen.

9.3.3 Bericht „Wind turbines and aviation interests - European experience and practice“ der STASYS Ltd (01.2003) [R06]

Autoren: P. Jago und N. Taylor; 95 Seiten.

Das Ziel dieser unter der Schirmherrschaft des DTI durchgeführten Studie w ar, die Lösungsansätze verschiedener europäischer Länder zu der Interaktionsproblematik von WEA und Radaren der zivilen und militärischen Luftfahrt zu beschreiben und festzustellen, ob diese Erfahrungen für GB genutzt w erden könnten und ob die Praxis in bestimmten Ländern auf GB übertragbar ist.

Der Bericht ist in drei Teile gegliedert:

a) Eine Beschreibung der europäischen Erfahrungen und Praxis zur Problematik der WEA und der Radaranlagen der zivilen und militär ischen Luftfahrt („Aerodrome Safeguarding“ und „Technical Site Safeguarding“) sow ie der geltenden gesetzlichen Vorschriften. Auch Tieff lüge und Such- und Rettungsflugeinsätze über Offshore-Windparks werden hier behandelt. Die umfassende Untersuchung w urde in Dänemark, Deutschland, den Niederlanden, Schw eden und Norw egen durchgeführt.

b) Eine Beschreibung der Erfahrungen und der Praxis in GB. c) Die Darstellung der w esentlichen Unterschiede und Verbesserungsmöglichkeiten des

britischen Systems mit dem Ziel, einen einschlägigen Text zur Aufnahme in die br itischen Richtlinien für die Bereiche Windenergie, Verteidigung und zivile Luftfahrt zu erstellen.

Der Bericht untersucht die verschiedenen Problemfälle, u.a. die Flughäfen Kopenhagen-Kastrup und Amsterdam-Schiphol.

Die Tabelle, in der die Vorschriften und Maßnahmen in verschiedenen europäischen Ländern zusammengefasst werden, w ird im vorliegenden Bericht in Anhang 8 w iedergegeben.

9.3.4 Verschiedene Erfahrungen mit Wetterradaranlagen in Europa

Diese Erfahrungen w erden im EUMETNET-Dokument „Impact of Wind Turbines on Weather Radars“ [R51] von Dezember 2006 auf der Grundlage der französischen Erfahrungen beschrieben.

Deutschland

Im Sichtfeld des Wetterradars von Rostock befindet sich südlich der dänischen Insel Lolland der Offshore-Windpark Nysted (72 WEA, Höhe 70 m, Entfernung zum Radar 48 km). Dieser Windpark ist auf dem Radarschirm deutlich zu erkennen (w ie übrigens auch die Schifffahrtsroute). Vor allem jedoch stört der Windpark häufig die Doppler-Signalverarbeitung des Radars bei bestimmten Ausrichtungen der rotierenden Rotoren.



In w eniger als 8 km Entfernung zum Radar von Emden liegt ein Windpark, der lokal die Niederschlagsberechnungen mit Echos von 30 bis 40 dBz stört. Doppler-Anomalien konnten jedoch nicht eindeutig nachgew iesen werden. Ein in 14 km Entfernung zum Wetterradar von Ummendorf (Börde) gelegener Windpark ruft die gleichen Echos mit ebenfalls variierendem Doppler-Verhalten hervor.

Dänemark

Das Wetterradar von Stevns (bei Sigerslev) w ird durch 5 WEA einer Leistung von 1,5 MW (Gondelhöhe 70 m, Rotorblatt länge 40 m) gestört, die in 1,8 bis 2,1 km Entfernung liegen. Durch den Blockiereffekt w erden die Niederschlagsmessungen in der Richtung der WEA stark verfälscht. Auf der folgenden Abbildung ist der Blockiereffekt in der Richtung 289 abgebildet, der die Niederschlagsintensität viel schw ächer anzeigt, als sie in Wirklichkeit ist.

Blocking, 289 gr. Blockiereffekt, 289 Grad mm precipitation Niederschlag in mm Azimuth Azimut

Niederlande

Das Wetterradar von Den Helder w ird durch 4 in 665 m bis 1,4 km Entfernung gelegene WEA gestört. Die beiden am nächsten gelegenen WEA (in Helsdeur) w eisen eine Gondelhöhe von 45 m und eine Rotorblatt länge von 25 m auf. Die beiden anderen sind etw as kleiner. Die Betreiber haben festgestellt, dass diese WEA, vor allem die ersten beiden, die Niederschlagsmessungen in ihrer Richtung durch Blockiereffekt stören. Siehe dazu auch die folgende Grafik:



Mean accumulation [mm] Mittlere Niederschlagsmenge [mm] Wind turbines at Helsdeur Windenergieanlagen in Den Helder Azimuth (deg) Azimut (Grad)

ZU ERGÄNZEN

9.4 DURCHGEFÜHRTE ARBEITEN UND V ERÖFFENTLICHTE BERICHTE

Vorbemerkung: Arbeiten, die sich speziell mit Offshore-Windparks und Seeradaren beschäftigen, werden nicht an dieser Stelle, sondern im Kapitel 10 „Probleme bei Radaranlagen der Seefahrt und Offshore-Windparks" behandelt, das diesem Sonderfall gewidmet ist.

Nachfolgend w erden zuerst die 2003 in GB von QinetiQ und Alenia Marconi Systems Limited erstellten Ber ichte beschrieben. Diese sind für das Verständnis des Problems von sehr großer Bedeutung. Anschließend w erden Arbeiten jüngeren Datums vorgestellt.

9.4.1 QinetiQ-Bericht „Wind farms impact on radar aviation interests - final report“ (September 2003) [R07]

Diese Studie w urde 2002 / 2003 unter der Leitung von Gavin J. Poupart auf Betreiben des DTI von QinetiQ, der Forschungsabteilung der brit ischen Streitkräfte, erstellt. Die Referenznummer lautet FES W/14/00614/00/REP - DTI PUB URN 03/1294.

Sie w urde aufgrund von Beschwerden gegen WEA erstellt, deren Echos auf Radarschirmen der Flugsicherung angezeigt w erden und dadurch die Leistungsfähigkeit der Radare beeinträchtigen. Bevor diese Studien durchgeführt wurden, gab es nur Spekulationen zu den Auswirkungen. Einige WEA in der Nähe von Flugplätzen können bei der Flugsicherung Probleme hervorrufen. Bei anderen hingegen, die ebenfalls in der Nähe von Flugplätzen errichtet w orden waren, traten keine besonderen Probleme auf!

Anmerkung: Ein Artikel über diese Studie und ihre Ergebnisse steht auf der Website der BWEA unter www.bwea.com/aviation/radar.html mit dem Titel „Wind Farms Impact on Radar Aviation Interests“ [D20] (Dokument von 2003). QinetiQ gab 2003 unter Verw endung



dieser Ergebnisse die Broschüre „Wind Energy – Radar Impact Assessment and Solutions“ [D21] heraus.

Im Abstract des Berichts w ird ein Interessenkonflikt zw ischen der Entw icklung der Windenergie als erneuerbarer Energieträger und der Gew ährleistung der operativen Flugsicherung hervorgehoben.

Die Hauptziele dieser Studie lauteten:

• Bestimmung der Ausw irkungen durch die Errichtung von WEA in der Nähe von Primärradaranlagen der Flugsicherung;

• Bereitstellung von notw endigen Informationen durch Zivil- und Militärbehörden sow ie durch die Windenergieverbände für die Erstellung von Leitfäden zu diesem Thema;

• Bestimmung des Einflusses der WEA-Auslegung auf die Störungen der Radaranlagen; • parallel dazu die Bestimmung des Einflusses der Radarsignalverarbeitung auf WEA-

Störw irkungen.

Der Berichts verw endet den Begriff „Radar Cross Section“ (RCS), auf Deutsch Radarquerschnitt. Er bezeichnet die Kapazität des Ziels zur Reflexion elektromagnetischer Energie in Richtung der Radaranlage und w ird in m² oder dB/m² (Verhältnis der reflektierten Energie zu der pro Flächeneinheit empfangenen Energiedichte) angegeben.

Bei einem „Ziel“, das eine perfekt reflektierende, große, sphärische Form aufw eist, entspricht der Radarquerschnitt der Frontf läche. Hingegen kann der Radarquerschnitt bei „Zielen“ mit komplexen Formen, auf die der Radarstrahl unter verschiedenen Winkeln trif f t, größer als die Frontf läche (z. B. ein Metallreflektor an einer Boje) oder auch viel kleiner sein (Stealth-Flugzeuge). WEA sind also dementsprechend Ziele mit sehr komplexen Formen, da die Größe der Frontf läche in Abhängigkeit von der Rotorblattrotation und der Ausrichtung der Achse zur Windrichtung variiert.

9.4.1.1 Grundlagen der Arbeiten von QinetiQ

Das Projekt von QinetiQ kann w ie folgt zusammengefasst w erden:

• Entw icklung der Softw are WHIRL zur Simulation der WEA-Ausw irkungen auf Radargeräte. Hierzu w urden WEA-Modelle im Maßstab 1/15 verw endet.

• Durchführung eines Prognoseverfahrens zur Bestimmung der Radarsignatur von vier WEA-Projekten.

• Überprüfung der Prognosen vor Ort und der Gültigkeit der Rechenmodelle. • Gült igkeitsprüfung der Prognosen und der Modelle anhand der vor Ort gew onnenen Daten.

9.4.1.2 Inhalt der Arbeiten

Im Abstract des Berichts w ird erläutert, dass moderne Radare nicht dafür ausgelegt sind, die Zw eifel gegen WEA durch die Filterung von Signalspuren auszuräumen, und dass diese Signalspuren folglich auf den Radarschirmen zu Verw echslungen führen können.

Als Grundlage für die CA D-Modelle w urden vier WEA-Typen herangezogen: eine Enercon E66 mit einem Rotordurchmesser von 66 m und einer Nabenhöhe von 80 m; eine Vestas V47 mit einem Rotordurchmesser von 47 m und einer Nabenhöhe von 52 m.

Die Daten w urden bei einer vertikalen Ausrichtung der Rotorblätter in 10°-Abschnitten in einem Halbkreis von 0° bis 180° gesammelt. Für die Radarfrequenzen in den Simulationen (verkleinerte Maßstäbe) w urden äquivalente Bänder ausgew ählt. Die realen Frequenzbänder betrugen 1 GHz, 1,067 GHz, 1,13 GHz und 1,2 GHz.



Die verw endeten oder als Modell herangezogenen Pr imärradaranlagen w aren die von der Royal Air Force betriebene Flugfeldanlage vom Typ Watchman im 3-GHz-Band und das Multiband-Pulsradar von QinetiQ im 3-GHz-Band, das mit den Radaren der britischen Flugsicherung vergleichbar ist.

Die Feldversuche w urden in Sw affham (Fahrzeugteststrecke) und Marham (Stützpunkt der Royal Air Force) durchgeführt.

Zuerst entw ickelte QinetiQ ein Computermodell zur Prognose des Radarquerschnitts und zum Verständnis der Interaktion zw ischen der reflektierten Energie vom Radar und der von den WEA.

Das Modell w urde in einer Phase mit echten Objekten im Vergleich mit Versuchen überprüft. Dabei w urden Daten unterschiedlicher Quellen erfasst.

• Messungen an der echten WEA Enercon E-66 in Sw affham (Norfolk) durch das mobile Radargerät (das Mult iband-Pulsradar bei 3 GHz, w ie Primärradaranlagen);

• Präzisionsmessungen des Radarquerschnitts eines Rotorblattmodells im Maßstab 1/15 im Prüflabor mit Korrektur des Maßstabsfaktors;

• Radarbilder der Anlage von Marham der Royal Air Force, ein Radar mit der WEA von Sw affham im Sichtfeld.

Die als Eingabew ert für das Modell verw endete Ausbreitungskennzahl w urde durch einen Ergebnisvergleich mit einem bereits geprüften öffentlichen Ausbreitungsmodell erfolgreich bestätigt.

Zusätzlich zum Test von Sw affham w urden Videosignale der Radaranlage von Prestw ick verwendet, die einen in der Nähe gelegenen Windpark auf dem Radarschirm anzeigten. Außerdem w urde eine Windparksimulation mit typisch ausgelegten WEA gestartet. Die Ergebnisse stützen die Zuverlässigkeit der Modellprognosen.

Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft die Übereinstimmung zw ischen der Messung an einem Rotorblattmodell im Maßstab 1/15 und der Simulation des Radarquerschnitts. Die Übereinstimmung ist hervorragend.

Measurement (Smoothed) Messwerte (geglättet) Prediction (Smoothed) Vorhersagen (geglättet)

Prognose vs Messung Rotorblattanstellwinkel: 0°, Frequenz: 1 GHz



Ein Größenvergleich für die Enercon-Anlage in Sw affham zw ischen der Softw areprognose und den Messungen der mobilen Testradarstation zeigt eine absolute Übereinstimmung der Posit ion der Spitzenw erte des Radarquerschnitts und der Verlaufsentw icklung. Was das Niveau anbelangt, ist jedoch an einigen Stellen eine um 4 bis 6 dB niedrigere Prognose der Radarquerschnittshöchstw erte festzustellen, w ährend das Ausgangsniveau in anderen Konfigurationen in der Prognose höher ist als in der Realität. Für beide Abw eichungen hat QinetiQ Erklärungen gefunden (andere Reflexivität der Rotorblätter und Nichtberücksichtigung der vielfachen Interaktionen mit dem WEA-Turm im ersten Fall, Überschätzung der Gondelreflexion im zw eiten Fall). Als Beispiele folgen zw ei Vergleiche zw ischen Prognose (schwarz) und Messw erten (grün):

Enercon Swaffham wind turbine, 0.0 degrees blade pitch, 0 degrees yaw, 3.05 GHz

Enercon-Windenergieanlage in Swaffham, 0,0 Grad Anstellwinkel, 0 Grad Gierwinkel; 3,05 GHz

Enercon (unleserlich) wind turbine, 5.0 degrees blade pitch, 50 degrees yaw, 3.05 GHz

(unleserlich) Enercon-Windenergieanlage in Swaffham, 5,0 Grad Anstellwinkel, 50 Grad Gierwinkel; 3,05 GHz

Time (seconds) Zeit (Sekunden) Measurement data Messwerte Predicted data Vorhersagen

Enercon-WEA in Swaffham, Anstellwinkel 0°, Gierwinkel 0°, 10,7 U/min

Enercon-WEA in Swaffham, Anstellwinkel 5°, Gierwinkel 50°, 22,5 U/min

Anschließend führte QinetiQ eine Empfindlichkeitsstudie durch, insbesondere zu:

• der Form des konischen Turms mit dem Hauptergebnis, dass mit größerem Konusw inkel der Radarquerschnitt sinkt;

• der Gondel mit dem Hauptergebnis, dass die Verw endung gekrümmter Oberflächen günstiger ist als ebene Flächen;

• dem Vergleich von drei verschiedenen Rotorblättern (Ergebnisse sind fast gleich).

QinetiQ zog unter Berücksichtigung der variablen Parameter der WEA und des Radars bestimmte Schlussfolgerungen:

• Radarempfindlichkeit (oder minimale Signalerkennungsschw elle): unveränderbar. • Form und Auslegung des WEA-Rotors: unveränderbar. • Mater ial des Rotors: im Allgemeinen Glasfasern. • Form und Auslegung des Turms: Verarbeitung durch Radarfilter möglich.



• Form und Auslegung der Gondel: Verarbeitung durch Radarfilter möglich. • Posit ion der WEA auf dem Gelände: Größerer Anlagenabstand als die Radarauflösung ist

von Vorteil; Abschattungseffekt berücksichtigen. • Elevation des Radarstrahls: Bei WEA variiert die reflektierte Energie in Abhängigkeit von

dieser Elevation, und die Erkennung bew eglicher Objekte in niedriger Höhe und großer Entfernung kann beeinträchtigt w erden.

• Operative Frequenz des Radars: unveränderbar. • Radarauflösung und -reichw eite: Fähigkeit zur Unterscheidung zw eier nahe beieinander

liegender Ziele. • System mit Festzeichenunterdrückung MTI (Moving Target Indicator) und gleichw ertige

Verfahren: Solche Systeme können ausreichen, um unerw ünschte Echos, z. B. von WEA, zu unterdrücken.

9.4.1.3 Softwaretools

Im QinetiQ-Bericht w erden mehrere Tools genannt, mit denen exakte Messungen vorgenommen w erden können:

• Der Radarquerschnitt eines „Ziels“ kann mit dem Softw aretool OCELLUS berechnet werden, das vom britischen MoD entw ickelt w urde. Es beruht auf der Nutzung der physikalischen Beugungseigenschaften. Mit diesem Tool w urden die Interaktionen von Rotorblättern aus verschiedenen Materialien analysiert, z. B. aus Metall (Leiter) oder Glasfaser (Dielektr ikum).

• NEMESIS ist ein ebenfalls vom MoD entw ickeltes Tool, das auf der Auflösung von Parabelgleichungen und Fourier-Reihen beruht, um die Beugungseffekte über den für die Radaranlagen verborgenen Geländeformen zu berechnen.

• Das QinetiQ-Tool WHIRL (Wind farms Having Interaction at radar Location) besteht aus WHIRL-COM und WHIRL-DIS und dient der Darstellung der OCELLUS- (Radarechos) und NEMESIS-Daten.

9.4.1.4 Zusammenfassung und Empfehlungen

QinetiQ erklärt in der Zusammenfassung: „Die wichtigsten Projektergebnisse lassen sich in folgenden Punkte zusammenfassen: • Bei der Konstruktion von Turm und Gondel sollte darauf geachtet werden, dass die

Radarsignatur möglichst klein ist. Der Radarquerschnitt von Turm und Gondel lässt sich durch entsprechende Formgebung effizient verringern.

• Große WEA weisen nicht unbedingt einen großen Radarquerschnitt auf: die Turmhöhe ist für den Radarquerschnitt nicht allein ausschlaggebend.

• Die einzige Möglichkeit, den Radarquerschnitt der Rotorblätter zu beeinflussen, scheint die Verwendung absorbierender Werkstoffe zu sein.

• Eine niedrige Erkennungswahrscheinlichkeit in einem dennoch großen Echobereich kann erreicht werden, indem man die WEA so errichtet, dass die Rotoren zumeist in einem Winkel von ± 90° zur Richtung des Radarstrahls stehen.

• Eine hohe Erkennungswahrscheinlichkeit in einem jedoch etwas kleineren Echobereich kann erreicht werden, indem die WEA so errichtet werden, dass die Rotoren zumeist in einem Winkel von ca. 0° oder 180° zur Richtung des Radarstrahls stehen.

Es wurde festgestellt, dass einige Radarquerschnittsberechnungen des Modells um 4 bis 6 dB niedriger liegen als die Messungen an den Spitzenwerten des Radarquerschnitts. Dies ist hauptsächlich zwei Faktoren geschuldet: • Erstens der Reflexivität der Rotorblätter. Diese sind nicht aus Metall, und im Modell wird

ihnen ein entsprechender Reflexionswert beigemessen. Dieser Wert beruht auf einer



Schätzung. Nach den Messungen zeigte sich, dass die Reflexivität der Rotorblätter größer war als prognostiziert.

• Zweitens werden im Modell die Effekte aus den vielfachen Interaktionen mit den Trägerteilen der WEA nicht berücksichtigt.

• Viele Auslegungsarten können zu Radarechos durch Mehrfachreflexion führen. Wenn dies nicht berücksichtigt wird, weichen die Prognosen von den Messwerten im Fall starker Echos durch eine Mehrfachreflexion ab.“

Die Empfehlungen des Berichts lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:

• Turm und Gondel müssen so ausgelegt sein, dass der Radarstrahl bei ihnen nicht auf ebene oder konkave Flächen trif f t.

• Die Gondel sollte aus reflektierenden, absorbierenden (teuer) oder auch leitenden (mit Auswirkungen auf interne Mechanismen) Materialien bestehen.

• Die Rotorblätter sollten möglichst nicht aus Glasfaser hergestellt sein.

9.4.1.5 Verschiedene Empfehlungen

• […] „die von den Radaren ausgesendeten Wellen bew irken, dass der Abschattungseffekt für den Radarstrahl hinter den WEA nur ca. 100 m erreicht.“

• Im Bericht w ird deutlich gemacht, dass die Rotorblätter, deren Form auf den Anforderungen der Turbine beruht, einen starken Einfluss auf die Radarsignatur der WEA haben. Daraus ergibt sich die Notw endigkeit, das Rotorblattprofil zu optimieren, um die Radarsignatur zu verkleinern und absorbierende Materialien einzusetzen. Die Anlagenhöhe stellt kein Problem dar.

• Unter schw achen Ortungsbedingungen, jedoch starker Streuung der Radarechos empfiehlt es sich, die WEA so zu errichten, dass die Vorderseite der Rotorblätter möglichst senkrecht zum Radarstrahl steht.

• Unter sicheren Ortungsbedingungen ohne störende Radarechos sollten WEA so errichtet werden, dass die Vorderseite der Rotorblätter in einem Winkel von 180° (0°) zum Radarstrahl steht.

• Die WEA sollten auf dem Gelände so errichtet w erden, dass die einzelnen Anlagen auf dem Radarschirm voneinander unterscheidbar sind (Cross-Range- oder Dow n-Range-Auflösung).

• Bei den Abständen zw ischen den einzelnen WEA sollten sich die einzelnen Anlagen nicht gegenseitig verdecken, damit die Filter der Radarsysteme optimal funktionieren.

• Es w ird keine allgemeingültige Empfehlung zum Gelände ausgegeben. Vielmehr muss jeder Fall einzeln geprüft w erden.

• Ist eine allein stehende WEA in einer kaum verschobenen Sichtlinie (Line of Site) zum Radar nicht zu orten, kann höchstw ahrscheinlich auch ein ähnlich ausgelegter Windpark nicht geortet w erden.

• Jeder Windpark w eist eigene Merkmale hinsichtlich der Radarsignatur auf. • Die Auflösung des Radarechos hängt vom Abstand zw ischen Radar und WEA sow ie von

der Radarstrahlbreite ab. Die Auflösung der Radarantw ort hängt von der Pulsbreite des jew eiligen Radars ab. Sie beträgt im Allgemeinen zw ischen 50 und 300 m.

• Stehen WEA in Sichtlinien mit einer Nullausrichtung (zum Radarstrahl), hängt die Erkennungsschw elle eines Windparks von der Eigenfrequenz des Radars, vom Abstand zw ischen Windpark und Beugungspunkt sow ie vom Abstand des Windparks von der Sichtlinie unterhalb des Horizonts ab.

• Eine direkte Sichtlinie zw ischen einem Windpark und einem Radar sollte möglichst vermieden w erden. Dies bedeutet jedoch nicht, dass in bestimmten Fällen Windparks außerhalb einer Sichtlinie nicht geortet w erden können.



Abschließend w ird im QinetiQ-Bericht hervorgehoben, dass in der Studie nur allein stehende WEA (single turbine) berücksichtigt w urden, die Beobachtungen jedoch durchaus denen entsprechen, die unabhängig vom QinetiQ-Bericht auf dem Flughafen Prestw ick (in Schottland) gemacht w urden. (Dort befindet sich ein Langstreckenradar zur Überw achung des Luftraums im Nordatlantik.) In seiner Umgebung gibt es einen Windpark. Es w ird auch betont, dass die durchgeführten Studien nicht pauschal auf alle Fälle von Radaren und WEA übertragbar sind.

QinetiQ ist sich aber auch bewusst, dass eine Studie zu einer allein stehenden WEA nicht ausreichend ist: „Die meisten Bedenken betreffen allerdings WEA-Gruppen. Daher müssen zukünftige Prüfungen mehrere WEA zusammen berücksichtigen“. Es w erden auch erste Empfehlungen zu Windparks formuliert:

« • „Der Abstand zw ischen den WEA muss auch im Zusammenhang mit der Cross-Range- und der Dow n-Range-Auflösung bedacht werden. Anmerkung: Die Unterscheidung zwischen echten Zielen und WEA ist sehr schwierig, wenn der Abstand zwischen den WEA kleiner als die Radarauflösung ist oder ihr entspricht.

• Die Positionierung der WEA muss so geplant w erden, dass der Länge und Breite des Abschattungsbereichs Rechnung getragen w ird“. »

Hinzuweisen ist ferner auf eine wichtige Stelle (Abschnitt E.1-2): Nur die zirkulare Polarisation von zivilen und militärischen Primärradaranlagen der Luftraumüberwachung ermöglicht die Erkennung erwünschter Ziele in einem komplexen meteorologischen Umfeld, z. B. einer Gewitterzelle (Clutter). Die Signalverarbeitungssysteme der Radare können dank der zirkularen Polarisation der Funkwellen (im Gegensatz zur einfachen linearen Polarisation) unerwünschte Echos – hier Wassertropfen – unterdrücken. Die Schlussfolgerung der Studie zur zirkularen Polarisation der Signale „scheint zu sein“, dass unerwünschte Echos von WEA zwar nicht vollständig unterdrückt, jedoch gedämpft werden können…

Posit iv hervorzuheben ist mit Blick auf den QinetiQ-Bericht, dass die Kenntnis der besonderen technischen und physikalischen Daten (Materialien bzw . Formengeometr ie) der Rotorblätter, des Generators, der Gondel, des Turms, der Ausrichtung der Sichtlinien usw . in jedem einzelnen Fall von großer Bedeutung ist, w enn Studien zur Genehmigung von Projekten (oder zur technischen Genehmigung bestehender Anlagen) hinsichtlich möglicher Interaktionen mit Radaren durchgeführt w erden sollen.

Hinw eis: Die ersten Ergebnisse w urden im März 2003 von Dr. John G. Gallagher von QinetiQ auf der Konferenz „UK Offshore Wind 2003“ in der Präsentation „Radar Impact Assessment“ [R08] vorgestellt.

9.4.2 Bericht von Alenia Marconi Systems Limited: „Feasibility of mitigating the effects of w indfarms on primary radar“ (Juni 2003) [R09]

Die Hauptziele dieser vom DTI f inanzierten und von Juni 2002 bis Mai 2003 durchgeführten Studie w aren: • die Bew ertung der Weiterentw icklungsmöglichkeiten ziviler und militärischer Primärradare

zur Dämpfung der WEA-Auswirkungen, im Rahmen des Budgets für dieses Vorhabens und • die Erstellung einer Liste mit Empfehlungen hinsichtlich der Errichtung von WEA in der

Nähe von Radaren.

Die Studie ging von Folgendem aus: Eine WEA w ird von einem Radar als Objekt mit drei Hauptbestandteilen erfasst: Turm, Gondel und Rotor. Stahltürme reflektieren einen Großteil der Radarsignale. Dies hat folgende Konsequenzen:



• Eine starke Reflexion kann das Radar „blenden“, so dass Luftfahrzeuge in der Nähe der WEA nicht mehr erkannt w erden können.

• Fluglotsen haben keine Informationen zu diesem „Blenden“ und zur Nichterkennung des Luftfahrzeugs.

• Die Rotorblätter der WEA rotieren und erzeugen also einen Doppler-Effekt an dem an das Radar zurückgesandten Signal. Die üblicherw eise in den meisten Radaren eingesetzten Techniken können die Radarantw orten von stationären oder mobilen Objekten unterscheiden, jedoch keine Doppler-Effekte von Rotorblattrotationen oder von f liegenden Flugzeugen.

• Die Fluglotsen erhalten ein unklares Bild und können nicht erkennen, ob es sich um eine WEA oder ein f liegendes Flugzeug handelt.

Es gibt zw ei Arten von WEA-Auswirkungen: • die Signalverzerrung, die durch einen großen Radarquerschnitt der WEA verursacht w ird,

ohne dass die Radarsignalverarbeitung eine Leistungseinbuße hervorruft; • die Ortung falscher Signale, die auf dem Radarschirm angezeigt w erden.

Auf dieser Grundlage stellten sich folgende Aufgaben: • das Einholen von Informationen der WEA-Hersteller und -Betreiber zu den Daten der

Windgeneratoren (Abmessungen, Materialien, Auslegung); • die Modellbildung der Turbinen zur Einschätzung der Störw irkung auf Radare in Bezug auf

die reflektierte Leistung, ausgedrückt als Radarquerschnitt, und den Doppler-Effekt; • das Einholen von technischen Daten zu den Radargeräten der Royal Air Force und der

britischen Flugsicherung; • die Bew ertung der tatsächlichen Auswirkungen von WEA auf die Leistungsfähigkeit dieser

Geräte; • die Auswahl der Filterverfahren und Einschätzung ihrer Leistungsfähigkeit zur Dämpfung

der WEA-Störw irkungen; • die Aufstellung der Kosten für die Implementierung dieser Filter in diesen Radaren.

Es ist anzunehmen, dass diese Ziele erreicht w urden. Die Kosten für die Implementierung der Verfahren und Techniken konnten jedoch nicht genau bestimmt w erden, da darin auch Maßnahmen enthalten sind, die WEA-Hersteller/-Betreiber und Radarbetreiber gemeinsam betreffen.

Die Modelle zeigten je nach Radaranlage und Testbedingungen sehr große Unterschiede bei der Signalverzerrung. Zwar sind nur einige w enige Radare von dieser Problematik betroffen, doch kann ihr genauer Prozentsatz nicht bestimmt w erden. Eine einfache Veränderung und Anpassung der Signalverarbeitung zur Ausblendung der WEA erbrachte keine zufriedenstellenden Ergebnisse und reicht auch nicht für die Anforderungen der Luftsicherheit aus. Das Problem scheint aktuell noch komplexer gew orden zu sein. Die Störsignale konnten gedämpft w erden, indem moderne Filter für äußerst anspruchsvolle Algorithmen in die Radargeräte eingebaut w urden.

Insgesamt zeigt der Bericht Folgendes auf: • WEA w erden immer größer gebaut und die Standorte liegen immer dichter beieinander. Die

Reflexion der verw endeten Materialien w ird in den von den Radaren verw endeten Frequenzbändern ebenfalls stärker.

• WEA verursachen hauptsächlich zw ei Störw irkungen: eine Variation des Doppler-Effekts beim reflektierten Radarsignal mit ähnlichen Frequenzen w ie die von Luftfahrzeugen und ein (unerw ünscht) hohes Reflexionspotential, w as zu begrenzten aber vielfältigen Auswirkungen auf den Signalverarbeitungsprozess führt. Werden sehr viele Signale reflektiert, ist unter bestimmten Umständen die Leistungsfähigkeit der Radare bei der



Ortung von Luftfahrzeugen beeinträchtigt. Das Ausmaß der Störw irkungen hängt von vielen Faktoren ab (Verkehrsdichte, Wetter, Höhe, Ausrichtung und Aerodynamik der Rotorblätter usw .). Daraus ergeben sich sogenannte „Flashs“ beim Radarquerschnitt. Da die Geschwindigkeit an jedem Punkt des Rotorblatts von der Nabe aus schwankt, erzeugen die Rotorblätter ein kontinuierliches Doppler-Frequenzspektrum. Bei ansonsten gleichbleibenden Bedingungen wird das Flugsicherungsradar die Bewegung der Rotorblätter orten und dies in den Signalverarbeitungsprozess aufnehmen. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, müssen bei den einzelnen Radaren Änderungen an den internen Signalverarbeitungsverfahren vorgenommen werden.

• Die Radare enthalten oft Doppler-Filter zur Signaldämpfung unbew eglicher Objekte. Aufgrund des Charakters der Rotorblattbew egung lassen diese Filter reflektierte Signale durch, so dass die Flugsicherung falsche Informationen erhält.

• Durch zusätzliche „Signalspur“-Filter im Radargerät kann diese Störung erfolgreich unterdrückt w erden. Entsprechende Filter w urden vor Kurzem entw ickelt und bei militärischen Radaren umgesetzt.

• Die vorliegende Studie kommt zu dem Schluss, dass die Radaranlagen so umgerüstet werden können, dass weiterhin optimale Luftsicherheitsbedingungen in der Nähe von Windparks gew ährleistet sind. Da jeder Fall Besonderheiten aufw eist, sind Änderungsumfang und entsprechende Kosten jew eils zu untersuchen. Bei einigen Anlagen sind keinerlei Änderungen erforderlich, bei anderen müssen jedoch umfangreiche Umrüstungen vorgenommen w erden.

• Dank der genauen Kenntnis von Radarmodell und -herstellungsverfahren und der Radarauslegung am Standort können diese Fragen untersucht und eine vernünftige Lösung gefunden w erden. Dies sollte für die Beteiligten zu einer ausreichenden Planungssicherheit für ihre Projekte führen.

Anmerkung: In diesem Bericht wurden nur Radare untersucht. WEA können jedoch auch Störwirkungen auf andere Geräte verursachen (Navigationsgeräte, Präzisionslandesysteme und auch militärisch genutzte Systeme). Dennoch ist das Ergebnis dieser Studie auch für andere Systeme geeignet und kann unter Berücksichtigung der jeweiligen technischen Daten angepasst werden.

Neben der Weiterentw icklung der Radare gibt es w eitere Bereiche, die bei der Planung eines Windenergieprojekts genau untersucht w erden müssen: • Standort des Windparks, • Änderung der WEA-Auslegung zur Verringerung der Radarsignaturen, • Änderung des Luftstraßenverlaufs in der Nähe von WEA, • Änderungen bei den Ausrüstungen betroffener Flughäfen, • neuer Standort für die betroffenen Radare • Errichtung neuer militärischer Radare zur Abdeckung der betroffenen Bereiche,

9.4.3 Bericht von SEI/QinetiQ „Investigation of the impact of wind turbines on the MSSR installations …“ (September 2004) [R10]

Diese Studie w urde von Windparkentw icklern unter der Leitung von Airtricity Developments Ltd. initiiert, die das Unternehmen QinetiQ beauftragten, die entsprechenden Untersuchungen zu möglichen Ausw irkungen von WEA in der Umgebung von vier MSSR-Sekundärradaranlagen (Monopulse Secondary Surveillance Radar) durchzuführen. Die gesamte Studie w urde von Sustainable Energy Ireland f inanziert.



Die vier Radare befinden sich an der Westküste der Republik Irland und dienen der Überw achung des Transatlantik-Flugverkehrs. Diese Radare w erden auch für die Überw achung von Flugplätzen eingesetzt.

Zw ei WEA w urden untersucht: eine kleine (Leistung 660 kW, Höhe 63 m, Rotordurchmesser 46 m) und eine große (Leistung 2 MW, Höhe 100 m, Rotordurchmesser 66 m)

Die WEA können die Ausbreitung von Radarw ellen und die Datenübertragung zw ischen MSSR-Anlagen und Luftfahrzeugen beeinträchtigen. Die Art der Interferenzen hängt von mehreren Faktoren ab, z. B. von der Ausrichtung der WEA, ihrer Radarsignatur (Radarecho oder -signatur), dem Gelände, der Posit ion und den Radardaten.

Die Ausbreitung von MSSR-Signalen um die terrestrischen Radare w urde in einem Radius von 30 km untersucht. Ausgewertet wurde die emittierte und reflektierte Strahlung an verschiedenen Höhenmesspunkten der WEA. Die jew eils empfangene Leistung w urde errechnet und verschiedenfarbig dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die emitt ierte Strahlung in Richtung der Ziele bei WEA interferenzanfälliger ist. Der Grund dafür ist, dass das reflektierte elektromagnetische Signal von Spezialf iltern verarbeitet w ird, die schwach reflektierte Strahlungen von Objekten in der Nähe von Radaranlagen unterdrücken sollen.

Der Bereich, in dem WEA Interferenzen mit der reflektierten Strahlung hervorrufen können, ist im Allgemeinen auf 5 km um das Radar begrenzt. Innerhalb dieses Kreises ist die Wahrscheinlichkeit von Störungen hoch.

Außerhalb sind lediglich Interferenzen auf die emitt ierte Strahlung möglich. Das bedeutet, dass der Transponder (Sekundärradaranlage) Fehlechos von der Radarantenne empfinge (w as dann ein Problem verursachen w ürde). Dies impliziert, dass sich der Transponder und die WEA im Hauptstrahl des Radars befinden, d. h. dass das Objekt im Bereich von ca. 4° in der Peilung der WEA liegt, die diese Interferenzen verursacht. In den problematischsten Fällen befand sich das Objekt in bis zu 10 km Entfernung zu den WEA. Der größte Teil der von einer WEA reflektierten Energie verbleibt im Erfassungsbereich der Radaranlage. Ein in der Nähe einer WEA befindliches Objekt (je näher, desto größer die Interferenz) muss also niedrig f liegen, um ein signif ikant gestörtes Signal zu empfangen.

Bei steigender Signalstärke verkleinern sich die benachbarten Radarbereiche, in denen die WEA zu Problemen führen, entsprechend.

Die Anomalien der typischen MSSR-Strahlung w urden geprüft, w enn sich ein reflektierendes Objekt (w ie eine WEA) im Hauptradarstrahl der MSSR-Anlage befindet. Es zeigte sich, dass der Abstand zwischen Radar und WEA für das Auftreten der Anomalie entscheidend ist.

In der Studie konnte auch nachgew iesen werden, dass die Anomalie auch bei großen WEA mit 45 m Rotordurchmesser zu vernachlässigen ist, wenn sie sich weiter als 5 km vom Radar befinden.

Bei größeren Entfernungen sind die Ausw irkungen nicht feststellbar, w eil der gestörte Frequenzbereich des MSSR ausgehend von den WEA einen großen Abschattungsbereich um die WEA erzeugt. Hinzu kommt, dass die Standardantenne mit einer sehr starken Dämpfung (etw a 27 dB) in einem 2°-Sektor um den Radarstrahl herum ausgestattet ist, w eshalb der Abschattungsbereich auch innerhalb des Hauptstrahls sein kann oder so gering ist, dass er nichtssagend ist.

Die Abschattung (Shadow ing) durch eine WEA ist untersucht worden, um herauszufinden, ob Risiken hinsichtlich der Radarabtastung und der Radarantw ort eines Ziels vorhanden sind. Die Ergebnisse legen nahe, dass ein von einer WEA verdecktes Ziel sich maximal 0,3° über den



Boden befinden müsste. Für ein Ziel in 1.000 m Höhe hieße dies, dass es weiter als 100 km von einer WEA entfernt sein müsste. In dieser Entfernung w äre dann kein Abschattungseffekt mehr messbar.

Zusätzlich zur Hauptstudie w urden auch Fallbeispiele untersucht. Dabei w urden die Windparks von Glenagh-Glencarly, Baroosky, Glanta Commons und Inagh Valley mit ihren möglichen Störw irkungen untersucht.

Der Windpark von Glenagh-Glencarly befindet sich etw a 18 km östlich des MSSR-Radars von Dooncarton. Interferenzen bei der reflektierten Strahlung treten bei tief f liegenden Zielen auf. Mit Wahrscheinlichkeit treten die Interferenzen bei der emittierten Strahlung bei Objekten in einem 4°-Bereich in Richtung eines Windparks in 10 km Entfernung und 300 m Höhe auf. In 600 m Höhe ist eine Interferenz unw ahrscheinlich, in 1.200 m Höhe sind keine Ausw irkungen mehr feststellbar.

Der Windpark von Baroosky liegt 16 km südlich des entsprechenden MSSR-Radars. Interferenzen bei der reflektierten Strahlung treten noch nicht einmal bei tief f liegenden Zielen auf. Mit Wahrscheinlichkeit treten w ie beim Windpark von Glenagh (4° um den Windpark herum) auch in 10 km Entfernung und 300 m Höhe Interferenzen auf; in 600 m Höhe sind sie unw ahrscheinlich, und in 1.200 m Höhe sind sie nicht mehr feststellbar. Gleiches gilt für den Park von Inagh Valley. Dies gilt auch für den Windpark von Glanta Commons, bei dem in 600 m Höhe bereits keine Ausw irkungen mehr feststellbar sind.

Die Ergebnisse dieser Studie können zur Ausarbeitung vereinfachter Richtlinien für die Windparkentw icklung in der Nähe von MSSR-Radarstationen im Westen Irlands beitragen. Die Studie zeigt, dass die Störw irkung eines Windparks hauptsächlich die Positionsbestimmung eines bew eglichen Ziels und dessen Radarantw ort betriff t.

Für die Ausarbeitung der einzelnen Richtlinien sind die Daten der irischen Flugsicherung IAA (Irish Aviation Authority) erforderlich, um die räumliche Nutzung für die einzelnen Radarstandorte ausführlich beschreiben zu können. Die IAA muss dann fallw eise über die Projekte entscheiden. Die Zustimmung der Windparkentw ickler zu den Richtlinien w ird die Zustimmung für neue Projekte begünstigen.

9.4.4 QinetiQ-Bericht „Design and manufacture of radar absorbing wind turbine blades“

(02.2005) [R11]

Dieser Bericht umfasst 61 Seiten und ist das Ergebnis einer gemeinsamen Arbeit von QinetiQ und dem schottischen WEA-Hersteller NOI. In der Studie w urde untersucht, w ie Rotorblätter für WEA mit radarabsorbierenden Materialien (RAM) konzipiert und hergestellt w erden können, um die Ausw irkungen von WEA – und insbesondere der Rotorblätter – auf Radare der Flugsicherung, Wetterradare und Radaranlagen der Seefahrt beträchtlich zu verringern.

Mit diesem Projekt w urden folgende Ziele verfolgt: − Bestimmung des Anteils eines Rotorblatts am Radarquerschnitt der gesamten WEA

anhand von Modellen; − Machbarkeitsprüfung einer angemessenen Reduzierung des Radarquerschnitts einer WEA

durch den Einsatz radarabsorbierender Materialien (RA M); − Nachw eis, dass Rotorblätter aus radarabsorbierenden Materialien hergestellt w erden

können, indem, mit minimalem Eingriff in die Strukturen, Stealth-Technologien in die durchgehenden Verbundw erkstoffe integriert w erden.



Folgendes w urde erarbeitet: • Es w urde eine Rechenmodellprognose für den Radarquerschnitt einer WEA mit Turm,

Gondel und 34 m lange, von NOI hergestellte Rotorblätter für die Frequenzen erstellt, die bei den Flugsicherungsradaren, Wetterradaren und Radaranlagen der Seefahrt eingesetzt werden. Mehrere Ausrichtungskombinationen des Rotors und Anstellw inkel der Rotorblätter w urden während der Rotation analysiert; der Schw erpunkt lag jedoch auf solchen Auslegungen, die möglichst starke Doppler-Echos beim Flugsicherungsradar erzeugen. Die Prognosen wurden mit der Software SPECTRE erstellt, einem Programm zur Berechnung des Radarquerschnitts, das vollständig von QinetiQ entw ickelt und getestet w urde. Die Softw are wurde so angepasst, dass auch die Rotorblattrotation in die Prognosen einbezogen w ird. Die CA D-Beschreibungen des NOI-Rotorblatts w urden auf der Grundlage technischer Zeichnungen erstellt, und die CAD-Softw are w urde so eingestellt, dass die Radarreflexivität der verschiedenen Rotorblattteile spezif iziert w erden konnte.

• Untersucht w urden die verschiedenen Zusammensetzungen der Materialien, aus denen ein NOI-Rotorblatt gefertigt ist, und es w urden die Methoden ermittelt, mit denen RAM in die einzelnen Bereiche integriert w erden können. Zu den vorhandenen Mater ialien zählen Vollplatten aus glasfaserverstärktem Epoxid (GFK) und GFK/Schaumstoff-Sandw ichplatten verschiedener Stärke. NOI stellte die Materialproben zur Verfügung. Ihre Radarw ellen-Eigenschaften wurden gemessen und anschließend als Eingabew erte für die RAM-Berechnung herangezogen. Diese Berechnungscodes w urden von QinetiQ entw ickelt und über mehrere Jahre hinw eg geprüft. Dabei w urde nach RAM-Konzepten geforscht, die die Strukturfestigkeit des Rotorblatts nicht beeinträchtigen. Dies w ar für das DTI ein sehr wichtiger Punkt und führte zu einer Projektanpassung nach der ersten Etappe.

• Die Radarquerschnittsprognosen w urden für ein Rotorblatt, dessen Oberfläche aus einem RAM-Material bestand, w iederholt. Der prognostizierte Reflexionsgrad für jeden RAM-Typ (der während der Konzeption des RAM herausgefunden wurde) wurde den geeigneten Stellen entlang des Rotorblatts zugew iesen, wobei die mit der Polarisation variierende Reflexivität und der Empfangsw inkel berücksichtigt w urden. Außerdem w urde untersucht, ob ein RAM-Material für Gondel und Turm sinnvoll w äre.

• Das NEMESIS-Modell zur Berechnung der Wellenausbreitung w urde für zwei geographisch repräsentative Lagen angew endet, um herauszufinden, w ie es um die Erkennungsw ahrscheinlichkeit einer WEA bei den verschiedenen Radartypen bestellt ist. Dies erfolgte sow ohl für herkömmliche als auch für RAM-Rotorblätter sow ie für zwei Gondel- und Turm-Konfigurationen aus Metall bzw . RAM-Mater ialien.

Schema eines Rotorblatts girder Gurt leading edge Blattvorderkante shear webs Schubstege trailing edge Hinterkante GRE GFK GRE / PS foam / GRE GFK/Polystyrolschaum/GFK GRE / PVC foam / GRE GFK/PVC/GFK



Der Bericht kommt zu folgenden Schlussfolgerungen:

• Bei einem 34 m langen Rotorblatt von NOI können die Vollplatten aus GFK und die GFK/Schaumstoff-Sandw ichplatten zu RAM-Material verändert w erden. Dabei w ird eine einzige Glasfaserschicht durch eine elektromagnetisch modif izierte Variante des gleichen Mater ials ausgetauscht. Eine Absorption von 20–30 dB (d. h., die reflektierte Energie liegt < 1 % der empfangenen Energie) kann leicht erreicht w erden, auch bei den niedrigen Betriebsfrequenzen der Flugsicherungsradare. Bei den meisten Materialien konnte eine Absorption von über 25 dB erzielt w erden, w obei eine solche Feinabstimmung der einzelnen Materialarten nicht für zw ingend erforderlich gehalten w urde, da die Veranschaulichung des Konzepts ja das Hauptziel w ar. Dieser RAM-Ansatz verursacht keine oder nur eine sehr kleine Strukturfestigkeitseinbuße beim Rotorblattmaterial. Er ist mit den von NOI (w ie auch der meisten anderen Rotorblatthersteller) verw endeten Herstellungsverfahren kompatibel und ist auch kostengünstig realisierbar.

• Die Radarquerschnittsberechnungen zeigen, dass die Oberflächenverarbeitung aus RA M-Mater ial bei 25 dB eine vergleichbare Reduzierung der Höchstw erte des Radarquerschnitts bringt. Das Ausgangsniveau des Radarquerschnitts (d.h. zwischen den Höchstwerten an den Vorder- und Hinterkanten) bleibt bei metallischen Türmen und Gondeln, die einen hohen statischen Radarquerschnitt aufw eisen, unverändert. Bestehen WEA vollständig aus RAM-Materialen, verringert sich das Ausgangsniveau des Radarquerschnitts sow ie die Interaktionen zw ischen den Rotorblättern und den anderen Teilen der WEA. Die Senkung des mittleren Radarquerschnitts deutlich unter 0 dBsm, also auf einen typischen Schw ellenw ert, den die Betreiber von Flugsicherungsradaren verwenden, scheint möglich zu sein, um Fehlechos und f liegende Flugzeuge zu unterscheiden.

• Die Reduzierung des Radarquerschnitts bei der Radarerkennung der WEA w urde für Fallbeispiele errechnet, in denen in die WEA vollständig aus RAM-Mater ialien bestand. Zw ar w urde bei einem Wetterradar eine leichte Verringerung der Erkennungsreichw eite festgestellt, für Radaranlagen der Flugsicherung und des Seeverkehrs w ar die Verringerung jedoch wesentlich höher prognostiziert worden. Für eine WEA im Windpark von Hare Hill in Schottland w urde errechnet, dass eine WEA mit RA M-Materialien vom Flugsicherungsradar des benachbarten Flughafens Prestw ick für die meisten Ausrichtungen der WEA nicht zu orten w äre.

RCS (dBsm) Radarquerschnitt (dB/m2) no RAM kein radarabsorbierendes Material RAM turbine WEA aus radarabsorbierendem Material Angle (deg) Winkel (Grad)

Flugsicherungsradar: Radarquerschnitt einer WEA mit RAM (Ausrichtung des Rotors: 90°)



Im Bericht w ird jedoch darauf hingew iesen, dass Rechenmodelle die Wirklichkeit nie vollständig abbilden können und dass Faktoren eine Rolle spielen, die nur schw er modellierbar sind, z. B. Stauchung und Krümmung der Rotorblätter. Dementsprechend w ird eine umfassende Demonstration einer realen Stealth-Windturbine empfohlen. Alle beteiligten Parteien (Entw ickler, Hersteller und Behörden) könnten so die Vorteile der Reduzierung des Radarquerschnitts durch den Einsatz von RA M ermessen.

Anmerkung: Leider stellte NOI Schottland Ende 2004 ihre Tätigkeit ein.

9.4.5 TNO-FEL-Bericht „Radar obstructions & wind turbines“ (Juli 2004) [R18]

In diesem 28-seit igen Bericht w ird auf Störw irkungen von Primär- und Sekundärradaranlagen durch WEA eingegangen, die aus Gittermasten statt Vollrohrtürmen sind.

Vorgeschlagen w urde die Entw icklung einer spezif ischen Software, mit der die Mehrfachreflexion aller Bauteile des Gittermasts (aus Rohren) geprüft w ird.

Incident field Einfallbereich Bistatic scattered field Bereich bistatischer Streuung Multiple forward scattered field Bereich der vielfachen Vorwärtsstreuung Forward scattered field Bereich der Vorwärtsstreuung figure 3.6: Possible multiple scattering paths in the framework mast, see text for details

Abbildung 3.6: Möglichkeiten der Streuung im Gittermast, Details siehe Text

Die w ichtigste Schlussfolgerung ist, dass bei den betrachteten Wellenlängen keine schwerwiegenden Interaktionen zw ischen den Rohren auftreten und dass folglich der Radarquerschnitt und die Abschattung in etw a denen eines Masts entsprechen, dessen Frontf läche aus der Summe der Rohrfrontf lächen besteht.

Bei einem 77 m hohen Mast w ird, wenn die WEA in 5 km Entfernung eines mit 1,3 GHz betriebenen Radars steht, die Erkennungsreichw eite um 9,8 % (bei 8,5 km Entfernung um 7,7 %) verringert. Der Ber icht w ertet ferner die Berechnungen des Winkelfehlers durch eine oder mehrere nahegelegene WEA bei Monopulsradaren aus.



9.4.6 RAF-Prüfbericht „The effects of w ind turbine farms on air defence radars - AWC/WAD/72/652/TRIALS“ (06.01.2005) [R46]

In diesem Bericht w erden die Ergebnisse zw eier Versuchsreihen mit einem als Primärradaranlage eingesetzten Radar T101 zur Bestimmung der Ausw irkungen von Windparks auf Radaranlagen der Luftverteidigung vorgestellt. Der erste Versuch fand am 28. und 29. Juli 2004 auf dem Stützpunkt der Royal Air Force Church Fenton statt. Dabei kreisten ein Transporthelikopter vom Typ Chinook HC Mk 2 und ein Turboprop-Trainingsflugzeug vom Typ Tucano T Mk 1 um einen in 49 km Entfernung gelegenen Windpark. Der zw eite Versuch w urde vom 14. bis 16. September 2004 im Süden von Wales durchgeführt. Flugzeuge vom Typ Haw k T Mk 1a, Tucano T Mk 1, BAe 125 Dominie T Mk 1a und Beechcraft King Air kreisten hier um einen in 57 km Entfernung gelegenen Windpark. Die Fluglotsen w urden dabei von Mitarbeitern des Radarherstellers AMS unterstützt.

Die Ziele der Versuche lauteten: • Bestimmung der Störw irkungen von Windparks auf die Leistungsfähigkeit der Radare

hinsichtlich Erkennungsw ahrscheinlichkeit, Zielverfolgung und Radarschirmdarstellung, • Prognose der Abdeckungseffekte, die durch einen vorhandenen Windpark geringer sind, • Erstellung eines Leitfadens für die Radarsystemplanung und die Anzeigenüberw achung.

Im Großen und Ganzen w urden diese Ziele erreicht, doch die von den WEA verursachten Clutter und die Abschattungseffekte w aren w eniger stark ausgeprägt als befürchtet. Allerdings wurde unabhängig von der Flughöhe auch ein beträchtlicher Sichtverlust des Radars über dem Windpark für Luftfahrzeuge mit kleinem Radarquerschnitt festgestellt. Darstellung der Verfolgung eines Hawk-Flugzeugs 10.000 Fuß über den WEA (siehe Abbildung unten). Die primäre Verfolgung ist für einen längeren Zeitraum deutlich unterbrochen.

Height (ft) Höhe (Fuß) Aircraft Direction of Travel Flugrichtung Hawl 10000 Hawk 10000



Azimuth (°) Azimut (°) CharlieHeight (SSR) CharlieHeight (SSR – Sekundärradar) CharlieHeight (Comb) CharlieHeight (Comb) Primary Height (Comb) Primärradar (Comb) Primary Height Primärradar Windfarm Boundaries Windparkgrenze North Nord South Süd

Schlussfolgerungen des Berichts: Die Errichtung von Windparks in mehr als 74 km Entfernung zu einem Radar sollte aus Sicherheitsgründen zunächst nicht automatisch genehmigt w erden. Vielmehr sind die möglichen Störw irkungen von Windparks im Sichtfeld von Radaren zu untersuchen, und zwar entfernungsunabhängig und unter Berücksichtigung des Kumulationseffekts mehrerer Windparks. Es w ird außerdem empfohlen, den Radarbetreibern die genaue Position der Windparks mitzuteilen und sie über mögliche Unterbrechungen bei der Zielverfolgung über den WEA zu informieren. Schließlich w erden weitere Versuche gefordert, um detailliertere Untersuchungen anzustellen und verschiedene Konfigurationen zu analysieren.

9.4.7 Versuchsbericht der Royal Air France « Further evidence of the effects of w ind turbine farms on AD radar » (12.08.2005) [R47]

In diesem Bericht w erden die Ergebnisse der geforderten w eiteren Versuchsreihen vorgestellt. Die Versuchsreihe fand vom 29. März bis zum 8. April 2005 in Clee Hill (Shropshire, Wales) statt. Im Sichtfeld eines Radars T101 befand sich in 57 km Entfernung ein Windpark mit 103 WEA vom Typ Mitsubishi 300, der von Flugzeugen vom Typ Haw k T Mk 1a, Tucano T Mk1 und BAe 125 Dominie T Mk1A überflogen w urde. Verschiedene Radarquerschnitte w urden somit abgedeckt.

Die Ziele der Versuche lauteten: • Aufzeichnung des Signal-Rohbilds in verschiedenen Betriebsmodi und für verschiedene

Flugzeugtypen in der Nähe der WEA; Aufzeichnung der Radardaten, so dass diese später ausführlich analysiert werden können,

• Vergleich der Ausgangswerte des Digitalkonverters für Flugzeuge und WEA an jeder T101-Datenempfangsleitung mit allen anw endbaren Permutationen von Verarbeitungsmethoden und Filtertechniken,

• Bereitstellung von Leitlinien zur Dämpfung der Ausw irkungen und Interferenzen zw ischen WEA und Radaranlagen der Luftverteidigung.

Im Großen und Ganzen w urden diese Ziele erreicht. Zw ar wurde das Problem des Erkennungsverlusts bei Flugzeugen mit kleinem Radarquerschnitt über einem Windpark bestätigt, doch es wurden auch Verbesserungsmöglichkeiten bei der Radarsignalverarbeitung aufgezeigt.

Die folgende Abbildung zeigt die Zielverfolgung eines Tucano T Mk1 mit einem „Normalradar“ während eines 100-minütigen Flugs, wobei die Mehrzahl der 103 WEA in Betrieb war. Die primäre Zielverfolgung ist in der Nähe der WEA erkennbar unterbrochen.



Eine der möglichen Lösungen, sofern keine anderen Probleme dieser Lösung widersprechen, ist die Elevation des Radarstrahls. Die folgende Darstellung zeigt das Ergebnis einer elektronischen Elevation des Radarstrahls um 3° bei der Zielverfolgung eines Flugzeugs vom Typ Hawk T Mk 1a, die trotz des Überflugs über WEA in einer Höhe von 6.000 bis 12.000 Fuß problemlos verläuft.

Primary PSR SSR SSR Combined Kombination (PSR und SSR) Clutter Cells Clutter-Cells

Eine beträchtliche Verbesserung lässt sich durch die Verringerung der Einheitsarbeitszellengröße auf die kleinste Radarauflösung erzielen (womit allerdings eine deutliche Erhöhung der Rechenlast einhergeht). Auf diese Weise lassen sich die



Störwirkungen einer WEA lokalisieren und die Auswirkungen auf die Ergebnisse der benachbarten Zellen minimieren. Außerdem ist bei Phased-Array-Radaren darauf zu achten, dass eine Störortung auf einem Radarstrahl die Empfindlichkeit auf den anderen Strahlen nicht beeinträchtigt.

Insgesamt empfehlen dieser Ber icht w ie auch der vorherige, die möglichen Störw irkungen von Windparks im Sichtfeld von Radaren entfernungsunabhängig zu untersuchen. Verschiedene Maßnahmen zur Verringerung der Störw irkungen durch WEA w erden empfohlen. Hierzu zählen die Verringerung der Arbeitszellengröße, eine größere Unabhängigkeit bei der Datenverarbeitung der einzelnen Radarstrahlen, die sinnvolle Nutzung der Radarstrahlpunkte mit geringerer Empfindlichkeit, die Verringerung der Ausw irkungen großer Radarquerschnitte auf den „Background Averager“ usw., aber auch die Empfehlung, Maßnahmen zur Reduzierung des Radarquerschnitts von WEA zu untersuchen.

9.4.8 Versuchsbericht der Royal Air Force „The effects of w ind turbine farms on ATC radar - AWC/WAD/72/665/TRIALS“ (10.05.2005) [R48]

In diesem Bericht w erden die Ergebnisse dreier Versuchsreihen mit einem als Primärradaranlage eingesetzten Radar vom Typ Watchman zur Bestimmung der Auswirkungen von Windparks auf Flugsicherungsradare vorgestellt. Der erste Versuch fand am 3. und 4. November 2004 auf dem Stützpunkt der Royal Air Force Valley (auf der Insel Anglesey, Wales) statt. Im Sichtfeld des Radars in 13 km Entfernung befanden sich die Windparks Rhyd-y-Groes (14 WEA vom Typ Bonus 400) und Trysglw yn (24 WEA vom Typ Bonus Mk III). Dabei umkreiste ein Helikopter vom Typ Bell Griff in HT1 die Anlagen. Der zw eite Versuch fand vom 23. bis 25. November 2004 in Shropshire im Süden von Wales statt. Im Sichtfeld des Radars in 57 km Entfernung befand sich in diesem Fall der Windpark Llandinam (103 WEA vom Typ Mitsubishi 300), der von mehreren Flugzeugen, einem Haw k T Mk1A, einem BAe 125 Dominie T Mk1A und einem Tucano T Mk1 sow ie einem Helikopter vom Typ Gazelle AH Mk1 umkreist w urde. Ein drit ter Versuch fand am 13. und 14. Dezember 2004 in Llanbister statt mit den gleichen Luftfahrzeugen am selben Windpark von Llandinam, diesmal in 8 bis 12 km Entfernung.

Folgende Ziele w urden mit den Versuchen verfolgt: • Bestimmung der Ausw irkungen von WEA auf die Primärradaranlagen der

Luftraumüberw achung im Hinblick auf die Erkennung von Luftfahrzeugen und deren Anzeige auf den Radarschirmen,

• Erstellung eines Leitfadens für die Radarsystemplanung und die Anzeigenüberw achung auf den Watchman-Radarschirmen.

Die befürchteten Störw irkungen w aren die Unterbrechung der Radarerkennung von Luftfahrzeugen über dem Windpark, Clutter oder Falschalarme durch die Rotorblattrotation und die Abschattung durch WEA.

Es wurde festgestellt, dass die Rotorblattrotation der WEA Reflexionen mit Doppler-Effekt verursachte, die durch den MTI-Filter nicht unterdrückt und auf dem Radarschirm als bewegliches Ziel dargestellt wurde (siehe die Foto unten).



Blade Returns (Orange & Yellow) Radarreflexionen des Rotors (orange und gelb) Structure Returns (Green - Background Video) Radarreflexion des Tragwerks (grün –

Hintergrundvideo)

Die Verringerung oder Unterbrechung der Erkennung von Luftfahrzeugen über Windparks wurde ebenfalls bestätigt. Dies zeigt das folgende Bild, das den Überflug eines Helikopters vom Typ Gazelle in einer Höhe von 2.000 Fuß bei günstigen Radarbedingungen (drei MTI-Filter, „Ground Clutter“ und „Moving Clutter“ aktiviert, Stillstand der WEA-Rotoren) zeigt.

Plot History Verlauf des Echos Current plot Aktuelles Echo Reduced Signal over Turbines Abgeschwächtes Signal über den WEA

Insgesamt empfiehlt der Bericht, zunächst die möglichen Störw irkungen von Windparks im Sichtfeld von Primärradaranlagen der Flughäfen entfernungsunabhängig und insbesondere in einer Radarentfernung von w eniger als 30 nm (~55 km) zu untersuchen. Dann sollten Flugsicherungsanlagen in einem Radius von 5 nm (~9,3 km) um einen Windpark nur eingeschränkt betrieben w erden und Radarbetreiber darauf achten, die drei Kanäle (Filtersysteme) des Watchman-Radars in diesem Bereich zu verwenden. Ferner sollten die



Radarbetreiber auf das Risiko hingew iesen werden, dass Radarechos von Luftfahrzeugen in diesem Bereich unterdrückt sein können. Für Flughäfen, auf denen das „Precision Approach Radar system „(PAR) installiert ist oder werden soll, empfiehlt der Bericht eine Prüfung von Windenergieprojekten in einem kegelförmigen Sektor von 25° auf beiden Seiten der Landebahnachse bis zu einer Entfernung von 25 nm (~ 46 km), bis spezielle Versuche zu diesem System durchgeführt w urden.

9.4.9 Artikel und Präsentationen zur Versuchsreihe 2005/06 des DTI unter Beteiligung von BAE Systems

Präsentation von BAE Systems „Resolving the Radar/Wind Farms Interaction“ [D22]

In dieser Präsentation, die im Mai 2005 auf der Konferenz ALL-ENERGY gehalten w urde, legt Geoff Butler (Wind Farm Business Manager) kurz die technologischen Vorschläge von BA E Systems dar, insbesondere den Prototyp des „Advanced Digital Tracker“ (ADT).

Artikel „BAE Systems wins contract for Windfarm radar mitigation“ (Juni 2005) [D23]

Dieser Artikel ist eigentlich eine Pressemitteilung von BA E Systems vom 13.06.2005, in der das Unternehmen den Erhalt eines Großauftrags mitteilt, mit dem die Verringerungsmöglichkeiten von Interferenzen zw ischen Windparks und Flugsicherungsradaren nachgew iesen werden sollen. Das britische Ministerium für Handel und Industrie (DTI) w ar der Auftraggeber. Ein Teil der Finanzierung w urde vom britischen Windenergieverband (BWEA) übernommen. Dieser Auftrag sah ferner eine Partnerschaft mit dem britischen Verteidigungsministerium MoD vor, um die Lösung von BA E Systems an einem mobilen Watchman-Radar der Royal Air Force zu testen.

Der derzeitige Stand ist, dass sich die britische Regierung der Errichtung von WEA in der Nähe ziviler und militärischer Flughäfen w idersetzt, da die WEA Interferenzen mit Radaren verursachen und möglicherw eise die Luftsicherheit gefährden können.

Vorstellung der von BAE Systems entw ickelten Technologie: Es handelt sich um einen Softw arefilter, mit dem die von einer WEA verursachten Interferenzen auf dem Radarschirm unterdrückt w erden können. Grundlage dafür ist eine bereits eingesetzte militärische Technologie zur Filterung störender Radarspuren in einer kritischen militärischen Situation, w ie z. B. bei der Flugbahnerkennung einer auf ein Schiff der Royal Navy abgefeuerten Rakete inmitten eines Bereichs von Fehlechos durch Wellen oder Meeresvögel.

Der zentrale Aspekt des Auftrags ist der Nachw eis, dass die Lösung auch für echte Flugsicherungsradare in der Nähe von WEA funktioniert, so dass auf den Einsatz defensiver Radare an Bord von Schiffen oder auf Computersimulationen verzichtet w erden kann. Das Radar soll in Wales an einem Standort eingesetzt w erden, an dem Versuche mit verschiedenen Windparks erfolgen können. Der Beginn einer w eiteren Projektphase w ar für Oktober 2005 geplant.

Artikel in Windpower Monthly (August 2005)

Im August 2005 w urde in Windpower Monthly [D24] in einer Kurznachricht berichtet, dass in Wales in der Nähe von Windparks Versuchsflüge unternommen w urden, die eine neue Technologie zur Unterdrückung der Störw irkungen von WEA auf zivile und militärische Radare der Luftraumüberw achung erproben. Diese Kurznachricht erwähnte insbesondere die Rotation der Rotorblätter, an deren Blattspitzen Geschw indigkeiten von bis zu 320 km/h gemessen w urden. Dies könnte auf dem



Radarschirm zu einer Verw echslung mit der Radarsignatur eines Flugzeugs führen. Ferner w urde berichtet, dass die Radartechniker von BAE Systems eine Vorrichtung mit Namen „Advanced Digital Tracker“ (ADT) entw ickelt haben, die zu Versuchszwecken in einem mobilen Watchman-Radar der Royal Air Force installiert w urde. Dieses w urde in der Nähe von vier Windparks mit WEA unterschiedlicher Größe und unterschiedlichen Typs eingesetzt. Mehrere Flugzeugtypen und andere militärische Luftfahrzeuge sollten das Gebiet überfliegen.

Artikel in Windpower Monthly: „Solution found to radar concern“ (11.2005) [D25]

In diesem Artikel w ird auf die w ichtigsten Versuchsergebnisse eingegangen. Grundlage w ar eine Pressekonferenz von Wing Commander Nicky Loveday [nach dem Abschluss der ersten Versuchsreihe]. Frau Loveday zufolge stellen die WEA/Radaranlagen-Interferenzen seit dieser Versuchsreihe für die Royal Air Force kein Problem mehr dar.

Sie erläuterte, dass dank der Versuche ein besseres Verständnis der Störw irkungen von WEA auf Radare erreicht w orden sei und das MoD daher seine Position zu Windparks geändert habe. Eine der Bedenken des MoD betraf den „toten Bereich“ über Windparks, in dem kleine Flugzeuge vom Radarschirm verschwanden. „Wir glauben jetzt, dass dies auf die Signalverarbeitungsverfahren im Radar zurückzuführen ist“, sagte sie. „Weitere Bedenken richteten sich auf die beträchtliche Abschattung im Umfeld der WEA. Auch dieser Effekt ist zum großen Teil auf die Verarbeitungsart der Clutter und der zurückgesandten Reflexionen zurückzuführen.“ Die Versuche haben gezeigt, dass die Abschattung geringer sei als anfangs angenommen. Die Clutter sind für Radare der Landesverteidigung ein geringeres Problem als für die der zivilen Luftfahrt, die größere Bedenken über die Clutter äußert. „Aus Sicht des MoD kann ich sagen, dass man [auf den Radarschirmen] selbstverständlich alles klar sehen möchte. Wir meinen, dass unsere Fluglotsen trotz Clutter arbeiten können, und daher ist das für mich überhaupt kein Problem“, so Frau Loveday.

Die von BAE Systems entw ickelten Lösungen bestehen aus drei einzelnen Softw are-Anw endungen, mit denen die Signalverarbeitung des Radars modif iziert w ird. Da keine der Anw endungen für sich allein eine angemessene Verringerung bew irkt, müssen sie alle drei kombiniert eingesetzt w erden. Dennoch könnte es auch eine einfache Lösung mit einem 100%-igem Ergebnis geben: Durch den Einsatz eines Zusatzradars mit E-Tilt-Technologie (elektronische Änderung des Elevationsw inkels) kann die Abschattung auf ein vertretbares Maß reduziert w erden.

Softw arelösungen haben allerdings den Nachteil, dass die Entw icklung mehrere Jahre in Anspruch nehmen kann, w ohingegen ein „E-Tilt“-Radar bereits kurzfristig eine Lösung bringen kann. „E-Tilt“-Radare können geographisch allerdings nicht überall eingesetzt w erden und sind teuer.

Abschließend sagte Frau Loveday zu, dass das MoD seine Einw ände gegen die in der Region Greater Wash geplanten Windenergieprojekte (die sich im Sichtfeld der Radaranlagen der Luftverteidigung in Trimingham (Norfolk) bzw. Staxton Wold (North Yorkshire) befinden) unter der Voraussetzung fallen lassen w ürde, dass sich die Windenergiebranche verpflichtet, vor der Inbetr iebnahme der Windparks eine der genannten Lösungen zu implementieren. Der Windenergiebranche riet sie, in den folgenden zw ei bis drei Jahren f inanzielle Mittel für Softw arelösungen aufzuwenden, da das Problem damit umfassender als mit einem Zusatzradar gelöst würde.



Meldung „BAE Systems reduces the perils of w ind farms“ von BAE Systems, Juli 2006 [D26]

In diesem unter www.bae-systems.com/fias2006/new s/news195.htm abrufbaren Artikel fasst BAE Systems die ersten Ergebnisse der Versuchsreihen zusammen, die 2005 und Anfang 2006 an einem Standort mitten in Wales in der Nähe von vier Windparks durchgeführt wurden.

Für die Versuche w urde ein militärisches Flugsicherungsradar vom Typ Watchman eingesetzt, und die Royal Air Force ließ verschiedene Flugzeuge in der Umgebung der Windparks f liegen. BAE Systems testete die Eigenentw icklung „Advanced Digital Tracker“ (ADT), die als einfacher Zusatzfilter („add-on“) für neue und vorhandene Radare vorgestellt w urde.

Laut BAE Systems w aren diese umfassenden Versuche von Erfolg gekrönt. Dies gilt insbesondere für einen der w ichtigsten Versuche, nämlich die Erkennung eines Haw k-Flugzeugs der Royal Air Force bei einem Flugmanöver mit hohem G-Faktor über dem Windpark Carno in der Unitary Authority Powys (Wales). BAE Systems w ies ergänzend darauf hin, dass die aufgezeichneten Daten die bis heute weltw eit größte Sammlung von Messergebnissen zu Windparks aus dem operativen Radarbetrieb bilden.

Diese Messungen w urden im Hinblick auf die Leistungsanforderungen im zivilen und militärischen Bereich analysiert. Ein unabhängiger Versuchsbericht zum ADT sollte im September 2006 veröffentlicht w erden.

BAE Systems erklärt, auch Versuche auf einem Regionalf lughafen mit einem anderen Radaranlagentyp unternommen zu haben.

ANMERKUNG: Das DTI hat bestimmte Einzelheiten zu den Versuchen im Artikel vom 07.06.2006 „RAF fly-pasts test new wind farm friendly radar systems“[D27] veröffentlicht, der unter http://www.gnn.gov.uk/content/detail.asp?NewsAreaID=2&ReleaseID=206152 abrufbar ist.

Dieser Artikel vermeldet, dass es zwischen dem DTI und dem BWEA eine Zusammenarbeit bei der Prüfung zweier Technologien gegeben habe, die von den Staatlichen Flugverkehrsdiensten NATS (National Air Traffic Services) und der Zivilluftfahrtbehörde CAA (Civil Aviation Authority) unterstützt wurde. Getestet wurden: – die Vorrichtung „Advanced Digital Tracker“ (ADT) von BAE Systems und – der Prozessor Sensis SPE-3000 von Selex S.I.

Der Bericht unterstreicht im Hinblick auf die WEA-Störwirkungen den Rotationseffekt der Rotorblätter und die Notwendigkeit, in einer komplexen Radarumgebung ein Flugzeug von ähnlichen durch WEA verursachten Bildern (Clutter) unterscheiden zu können.

Die w ichtigsten Ergebnisse dieser Versuchsreihe w urden auf der Konferenz BWEA 28 (siehe unten) vorgestellt. Die vollständige Ausw ertung der Versuchsreihe liegt hingegen noch nicht vor.

9.4.10 Richtlinie „CAP 764 - CAA Policy and Guidelines on Wind Turbines“ [R17]

Mit dieser Richtlinie der Zivilluftfahrtbehörde CAA sollten die betroffenen Akteure der Luftfahrt bei der Untersuchung von Fragen zur Windenergie unterstützt w erden, um in der gesamten Luftfahrtindustrie mehr Kohärenz bei der Prüfung möglicher Ausw irkungen geplanter Windparks zu gew ährleisten.

Folgende Punkte w urden festgelegt:



• Verpflichtungen der CAA − CAA ist verantw ortlich für die Sicherheitsvorschriften der zivilen Luftfahrt in

Großbritannien, insbesondere für die Flugplatzsicherheit und die sichere Luftraumnutzung sow ie für die Genehmigung der aeronautischen Ausrüstungen und Dienstleitungen.

• Störw irkungen von WEA auf die Luftfahrt − auf Primär- und Sekundärradaranlagen − auf Flugnavigationssysteme, z. B. UKW-Drehfunkfeuer (VOR) − auf die Flugsicherungsdienste − bei Offshore-Helikopter-Einsätzen − unter Berücksichtigung von Kumulationseffekten usw.

• Schutzmaßnahmen − Insbesondere w ird die Angabe von 30 km (oder mehr) um einen Flugplatz mit Radar

genannt. In diesem Bereich sind die Flugplatzverantw ortlichen am Bauantragsverfahren für einen Windpark zu beteiligen.

• Mögliche Maßnahmen zur Reduzierung der Störw irkungen − operative Maßnahmen durch Abstandsveränderungen zw ischen Flugzeugen oder

Einführung spezieller Verfahren in Windparkgebieten usw . − Änderungen an den Ausrüstungen (Bereiche ohne automatische Landebahneinw eisung,

Verwendung optimierter Signalverarbeitungsalgorithmen, nur Sekundärbetrieb usw .) auf Grundlage einer Risiko- und Handlungsanalyse.

• Verfahrensschritte bei der Windparkentw icklung − Vorberatungen − off izielle Beratungen − Umfragen („Call-in“) und mögliche Gutachten − evtll. Hinzuziehung von Beratern

In Anhang 7 w ird das vorgeschlagene Bew ertungsverfahren zur Ermittlung der WEA-Störw irkungen auf Radare beschrieben. • Mit diesem Verfahren soll ermittelt w erden, ob eine WEA theoretisch im Sichtfeld eines

Radars steht. Es handelt sich um einen vereinfachten Ansatz zur Berechnung des Radarquerschnitts auf der Grundlage der Aufgliederung der WEA in ihre Bauteile. Verwendung f inden dabei für die Strecke Radar WEA ein Rechenmodell zur Wellenausbreitung mit einer digitalen Datenbank des Geländes und für die reflektierten Echos eine Gleichung zum Übertragungsverlust im Freien („Lbr“) gemäß ITU-R P.525-2, in die auch die zusätzliche Dämpfung („Latt“) einbezogen w ird. Daraus ergibt sich folgende Gleichung:

Lbr (actual) = 103,4 + 20 log10 ƒ + 40 log10 dkm + (2 x Latt) – 10 log σ

Diese Richtlinie ist eigentlich ein Leitfaden.

9.4.11 Präsentation „Systems and Wind turbines“ von Navcom Consult (April 2006) [R21]

Eine von Dr.-Ing. Gerhard Greving am 04.04.2006 in Paris gehaltene 25-seit ige Präsentation.

Der Begriff Radarquerschnitt (RCS im Englischen) im Zusammenhang mit WEA w ird in dieser Präsentation für nicht anw endbar erklärt, da keine ebene Welle vorliege. Man könne aber einen „charakteristischen Radarquerschnitt“ errechnen (Navcom Consult sei z. B. dazu in der Lage).

Der Verfasser w eist darauf hin, dass das Doppler-Spektrum einer WEA stets symmetrisch sei, sodass es eine Möglichkeit gebe, WEA von anderen Zielen durch dieses Kriterium zu unterscheiden.



9.4.12 Vortrag „On the Concept of the Radar Cross Section RCS of Distorting Objects like Wind Turbines for the Weather Radar“ auf der Konferenz ERAD 2006 (09.2006) [R22]

In diesem vierseitigen Dokument von Gerhard Greving (NAVCOM Consult) und Martin Malkomes (Gamic GmbH) w ird das Thema der o. g. Präsentation w ieder aufgegriffen und auf den Sonderfall der Wetterradare übertragen.

In der Schlussfolgerung heißt es: „Anhand theoretischer und numerischer Ergebnisse w ird dargelegt, dass der Radarquerschnitt für auf Reflexionsflächen gelegene Objekte nicht aussagekräftig ist, z. B. für WEA über dem Boden. Die grundlegenden theoretischen Ursachen dafür liegen dar in, dass die Annahme der Erregung ebener Wellen aufgrund von Signalinterferenzen direkter und bodenreflektierter Signale nicht zutrif f t. Diese Interferenzen treten auch bei rückgestreuten („back-scattering“) Signalen auf. Die Doppler-Verschiebungskomponenten der reflektierten Signale w erden durch die Rückstreuung in das Doppler-Spektrum erheblich verringert. Auch auf rotierende Rotorblätter ist der stationäre Radarquerschnitt nicht anw endbar. Die Schutzabstände zw ischen WEA und Wetterradare sollten nicht auf dem Radarquerschnitt beruhen, da seine Relevanz und Richtigkeit in den Einzelfällen unsicher ist. In der Praxis stellt sich folglich offenbar heraus, dass allein auf dem Radarquerschnitt basierende Schutzabstände viel zu groß sind. Jeder Fall oder jedes Szenario muss durch geeignete Computersimulationen des Gesamtsystems analysiert werden. (Auf dieser Konferenz wurden noch w eitere Zahlen vorgestellt.) Außerdem w urde herausgestellt, dass auch moderne Signalverarbeitungsverfahren der Wetterradare zum Einsatz kommen sollten, um die Ausw irkungen der WEA berücksichtigen zu können und damit deren Akzeptanz beträchtlich zu verbessern.

Während dieser Konferenz hielt Gerhard Greving von NAVCOM Consult außerdem den Vortrag „Numerical Simulations of Environmental Distortions by Scattering of Objects for the Radar - SSR and Flat Roofs, RCS and Windturbines“ [R23], in dem er zw ei Ursachen möglicher Radarsignalverzerrungen nannte – große ebene Dachflächen aus Metall und WEA – und in diesem Zusammenhang erneut das Problem des Radarquerschnitts ansprach.

Field Strength Above Ground Feldstärke über Grund Source height 30 m, elevation angle 0° Höhe der Quelle: 30 m, Elevationswinkel 0° Field Strength [dBV/m] Feldstärke [dBV/m] Heigt above Ground [m] Höhe über Grund [m] dict. = 3000m Entfernung = 3000m Frequency: 5.84 GHz (C-band, λ = 0.053m) Frequenz: 5,84 GHz (C-Band, λ = 0,053 m) source pattern: Struktur der Quelle: pencil beam: Strahlbündel: Az. 1.0 el. 1.0° (3dB-width); 3 L -28dB Az. 1,0; El. 1,0° (3dB-Breite); 3 L -28dB



polarization: horizontal Polarisation: horizontal Radiated power normalized to 1V/m (0 dBV/m) at 5000 m for the main beam in free space

Strahlungsleistung des Hauptstrahls auf Freifläche bei 5000 m, normiert auf 1V/m (0 dBV/m)

Calculation Method: MoM Ground: ε(unleserlich)= 10, χ = 0.01 3/m

Berechnungsverfahren: Momentenmethode Grund: ε(unleserlich)= 10, χ = 0,01 3/m

Scattering of a Sphere above Ground Streuung einer Kugel über Grund Distance 5000m; var. source heights (h) Entfernung 5000 m, Höhe (h) der Quellen variiert sphere: diameter 0.28 m ka=16.5, σ/(χr²) = 1.0 height: 100m (fixed)

Kugel: Durchmesser 0,28 m ka=16,5; σ/(χr²) = 1,0 Höhe: 100 m (fest)

scattered field strength (co-polar) at the phase center of the source antenna

Gestreute Feldstärke (kopolar) am Phasenzentrum der Quellenantenne

Field Strength [dBV/m] Feldstärke [dBV/m] ground; el=0° Grund; El.=0° frequency: 5.64 GHz (C-band, λ = 0.053m) Frequenz: 5,64 GHz (C-Band, λ = 0,053 m) source pattern Struktur der Quelle: pencil beam: Strahlbündel: Az. 1.0°, eö- 1.0° (3dB-width); DL - 28 dB Az. 1,0; El. 1,0° (3dB-Breite); 28 L -28dB polarization: horizontal Polarisation: horizontal radiated power normalized to 1 V/m (0 dBV/m) at 5000 m for the main beam in free space

Strahlungsleistung des Hauptstrahls auf Freifläche bei 5000 m, normiert auf 1 V/m (0 dBV/m)

Calculation Method; MoM Berechnungsverfahren: Momentenmethode Ground: ε (unleserlich) = 10, χ = 0.01 (unleserlich)/m

Grund: ε (unleserlich)= 10, χ = 0,01 (unleserlich)/m

9.4.13 Bericht des US-Verteidigungsministeriums DoD, veröffentlicht am 27. September

2006: „The Effect of Windmill Farms On Military Readiness“ [R20]

Mit diesem 62-seitigen Bericht antw ortete das „Office of the Director of Defense Research and Engineering“ auf einen Antrag des amerikanischen Kongresses vom 6. Januar 2006, in dem dieser das amerikanische Verteidigungsministerium aufgefordert hatte, binnen 120 Tagen einen Bericht über die Störw irkungen von Windparks auf die militärische Verteidigungsbereitschaft sowie über die Technologien vorzulegen, mit denen Störeffekte auf militärische Anlagen gedämpft w erden könnten.

Im Bericht w erden die Ausw irkungen von Windparks auf die Luftverteidigung und die Raketenannäherungsw arnradare sow ie die sich daraus ergebenden möglichen Folgen für die militärische Verteidigungsbereitschaft behandelt. Nur diese spezif ische Thematik w ird hier angesprochen. Der Bericht beruht auf dem derzeitigen Wissensstand der Interaktionen zw ischen modernen WEA und den genannten Verteidigungssystemen.

Analysiert wurden auch die Ergebnisse der zahlreichen Radartests von Flügen in der Nähe von Windparks, die vom britischen Verteidigungsministerium durchgeführt w urden. Die Versuchsergebnisse zeigten, dass die heutigen WEA die operative Leistungsfähigkeit militärischer Radare der Luftverteidigung erheblich beeinträchtigen können und dass der Radarquerschnitt einer WEA zusammen mit der Doppler-Frequenzverschiebung durch die Rotorblattrotation die Unterscheidungsfähigkeit eines Radars zw ischen WEA und Flugzeugen beeinträchtigen kann. Außerdem w urde aufgezeigt, dass Windparks die Leistungsfähigkeit bei der Zielverfolgung durch Abschattungen und Clutter stören können.

Ferner w urden zwei Versuchsreihen aus den USA analysiert: 2002 in King Mountain, Texas, und 2004 in Tyler, Minnesota.



Die Analyse der US Air Force von 2004 w urde als „extrem vereinfacht und technisch fehlerbehaftet“ bewertet, da nach dieser Analyse keinerlei Beeinträchtigung des PAVE-PAWS-Radars in Upper Capedurch durch einen in Nantucket Sound geplanten Windpark zu befürchten sein soll. Der Bericht forderte dagegen sogar eine ausführlichere Studie zum Windpark und zur möglichen Interaktion mit der PAVE-PAWS-Anlage.

Anschließend w urden mehrere Dämpfungsmaßnahmen ausgew ertet, mit denen die Störw irkungen der WEA auf Radare der Luftverteidigung vermieden oder gar beseitigt werden können. Nachdem verschiedene Technologien aufgezählt w urden, darunter auch die Vorrichtungen zu den Signalverarbeitungsverfahren, erläutert der Bericht, dass die einzige nachgew iesene Dämpfungsmaßnahme zur vollständigen Vermeidung von Einbußen bei der Leistungsfähigkeit von Primärradaren der Luftverteidigung eine „Sichtfeldverringerungslinie“ sei, d. h. die Vermeidung der Errichtung von WEA im Sichtfeld der Radare der Luftverteidigung. Die Sichtfeldverringerungsmaßnahmen können umgesetzt w erden, in dem:

1) der Lösungsansatz des "freien Felds" angew endet w ird, indem die Entfernung zw ischen den Luftverteidigungsradaren und den WEA vergrößert w ird, 2) die Verdeckung durch das Gelände oder 3) das Geländerelief genutzt w ird.

Der Ansatz des „freien Felds“ w ird an Standorten mit f lacher Landschaft verfolgt, wo die WEA so weit von den Radaren der Luftverteidigung entfernt sind, dass sie außerhalb des Radarsichtfelds liegen. Die „Verdeckung durch das Gelände“ ergibt sich, w enn ein Höhenzug zw ischen Radar und WEA liegt und diese verdeckt. Der „Geländereliefeffekt“ ist eine Variante der Verdeckung und kann dort greifen, w o das Radar deutlich höher als die WEA gelegen ist.

Derzeit sind dies die einzigen genehmigten Dämpfungsmaßnahmen zur Vermeidung von Interferenzen zwischen WEA und Radaren der Luftverteidigung. Das DoD hat w eitere Forschungen zu Entw icklung und Untersuchung neuer Ansätze init iiert, die noch w eitere Versuche und Prüfungen vor der Genehmigung durch das DoD erfordern.

Die Schlussfolgerung des Berichts ist, dass Einzelfallanalysen durch die Luftfahrtaufsichtsbehörde FAA und das Gemeinsame Büro des Verteidigungs- und des Innenministeriums für Langstreckenradaranlagen JPO (Joint Program Office) nötig seien, um die möglichen Ausw irkungen auf lokale Luftverteidigungsanlagen zu bew erten und zu ermitteln, ob ein Windparkprojekt die Radarleistungsfähigkeit beeinträchtigen kann. Folglich muss sich der Windparkprojektierer vor der Errichtung der WEA an die FAA wenden, um eine Risikobew ertung zu beantragen. Außerdem muss er über das informelle Konsultationsprogramm Kontakt mit dem JPO aufnehmen, um die Namen der Standorte zu erfahren, für die es Probleme mit dem Radarsichtfeld gibt. Im Bericht w ird ferner festgehalten, dass die Stützpunkte und besonderen Einr ichtungen des DoD für die Verwaltung bestimmter Teile des zu verteidigenden Luftraums verantw ortlich sind. Die Windparkentw ickler müssen daher auch mit den lokalen Verantw ortlichen der Stützpunkte und Einrichtungen zusammenarbeiten, um Störw irkungen auf möglicherw eise betroffene Anlagen auszuschließen.

Schließlich w ird erklärt, dass die FAA für die Förderung und Gew ährleistung der allgemeinen, sicheren und eff izienten Nutzung des Luftraums der USA verantw ortlich ist. Das DoD hat deshalb der FAA die Aufgabe übertragen, die möglichen Störw irkungen von WEA auf Flugsicherungsradare zu untersuchen, die für das Luftraumüberw achungssystem der USA verwendet w erden.

Es folgt die Übersetzung der Schlussfolgerung des Abstracts:



„Angesichts der geplanten stärkeren Entwicklung der Windenergie in den USA müssen die bestehenden Standortauswahlverfahren sowie die Ansätze zur Dämpfung von Störwirkungen überarbeitet und verbessert werden, um die kontinuierliche Entwicklung dieses wichtigen erneuerbaren Energieträgers sicherzustellen und zugleich die nationale Verteidigungsbereitschaft zu gewährleisten. Das DoD unterstützt nachdrücklich die Entwicklung erneuerbarer Energien und ist bekanntermaßen einer der wichtigsten Windenergienutzer. Als einer der größten Energieverbraucher ist sich das DoD freilich der finanziellen Zwangslage bewusst, die durch die aktuell steigenden Energiekosten für alle Amerikaner entstanden ist, und es investiert weiter in die Entwicklung alternativer Energiequellen. Dennoch muss das DoD auch seiner Verantwortung gerecht werden, die nationale Verteidigungsbereitschaft zu gewährleisten. Deshalb gibt das DoD aufgrund dieser Studie die folgenden Schlussfolgerungen und Empfehlungen in Zusammenarbeit mit anderen Bundesbehörden zu den wichtigen Herausforderungen und Bereichen heraus, um die Errichtung von WEA zu ermöglichen und gleichzeitig die Verteidigungsbereitschaft zu sichern: • Obwohl WEA im Sichtfeld von Radaranlagen der Luftverteidigung die Erkennung und

Verfolgung von Flugzeugen oder anderen Flugobjekten mit Primärradaranlagen beeinträchtigen können, hängt das Ausmaß der Beeinträchtigung von der Anzahl und der Position der WEA ab. Wenn die Störwirkung nachweisbar die eindeutige Erkennung und Verfolgung von Zielen mit einer Primärradaranlage beeinträchtigt, wirkt sich dies negativ auf die Verteidigungsbereitschaft der US-Luftstreitkräfte aus.

• Die derzeitigen Dämpfungsverfahren zur vollständigen Vermeidung von Störwirkungen auf Radaranlagen der Luftverteidigung beschränken sich auf Verfahren, mit denen die Erkennung von WEA im elektromagnetischen Sichtfeld der Radare unterdrückt wird. Dies kann durch einen größeren Abstand zwischen WEA und Radar, die Verdeckung durch das Gelände oder den Geländereliefeffekt erfolgen und bedarf einer Einzelfallanalyse.

• Das DoD hat Projekte ins Leben gerufen, die zusätzliche Dämpfungsverfahren entwickelt sollen. Diese müssen vor der Umsetzung noch weiterentwickelt und geprüft werden.

• Die mit dem Frühwarnsystem des Radars auf dem Luftwaffenstützpunkt Cape Cod durchgeführte Analyse war zu vereinfacht angelegt und technisch nicht ausgereift. Eine detailliertere Analyse und die Bestimmung geeigneter Ausgleichskriterien für radargestützte stationäre Raketenfrühwarnsysteme sollten auf breiterer Basis erfolgen.

• WEA mit geringem Abstand zu militärischen Standorten für Schulungs-, Test- und Entwicklungszwecken sowie zu Schießständen können die Aufgaben des DoD in den Bereichen Schulung und Ausrüstung beeinträchtigen. Diesen negativen Auswirkungen sollte mit bestehenden Verfahren unter Einbeziehung der lokalen Behörden für Raumordnung und der Genehmigungsstellen für Entwicklungsprojekte begegnet werden.

• WEA mit geringem Abstand zu "Comprehensive Test Ban Treaty monitoring"-Standorten können die ordnungsgemäße Ausführung dieser Aufgabe stören, da sie das seismische Rauschen in der Umgebung verstärken. Zur Dämpfung dieser Auswirkungen müssen geeignete Abstandskriterien entwickelt werden.

• Die FAA zeichnet für die Förderung und Gewährleistung der allgemeinen, sicheren und effizienten Nutzung des Luftraums der USA verantwortlich. Das DoD überträgt der FAA die Aufgabe, die möglichen Störwirkungen von Windparks auf Radaranlagen der Flugsicherung (ATC) zu untersuchen, die für das Luftraumüberwachungssystem der USA verwendet werden. Das DoD unterstützt die FAA bei Bedarf bei allen von ihr hierfür ergriffenen Maßnahmen.

• Die Hauptaufgabe des National Weather Service (NWS) ist die Erstellung genauer Wettervorhersagen für die ganze Nation. Das DoD betraut den Wetterdienst NWS mit der Aufgabe, die möglichen Störwirkungen von Windparks auf Wetterradare zu ermitteln und geeignete Maßnahmen zur Dämpfung zu entwickeln. Das DoD unterstützt den NWS im Hinblick auf die Synergie der vom NWS entwickelten Dämpfungsmaßnahmen, die möglicherweise auch zu Verteidigungszwecken genutzt werden können.



Hinw eis: Auf der Website des „U.S. Department of Energy - Energy Eff iciency and Renew able Energy - Wind Pow ering“ (Energieministerium der USA – Energieeff izienz und Erneuerbare Energien – Windenergie) www.eere.energy.gov/windandhydro/w indpoweringamerica, die auch eine Rubrik „Frequently Asked Questions“ [D28] anbietet, w ird dieser Bericht kommentiert (mit dem offensichtlichen Ziel, die Windparkprojektierer zu beruhigen).

Auch im Artikel „Department of Defense Issues Report on Effect of Windmills on Radar“ [D29] der Kanzlei Stoel Rives vom 19.10.2006 w erden der Bericht und die Konsequenzen im Hinblick auf die Position des Militärs zu Windparkprojekten in der Nähe militärischer Einrichtungen zusammengefasst.

9.4.14 Vorträge auf der Konferenz BWEA 28 (Oktober 2006)

1) Vortrag von Julian Chafer, FRICS „MOD aviation and wind turbines“ [R24]

Autor: Julian Chafer, FRICS, Kabinettschef im brit ischen Verteidigungsministerium, 22 Folien.

Der Autor betont, dass WEAtatsächlich ein Problem für Radare darstellen und dies von der Windenergiebranche nicht in Abrede gestellt w erden sollte. Seiner Einschätzung nach bildet der Abstand zw ischen einem Radar und einer WEA kein Kriterium für die Bew ertung der tatsächlichen Störw irkungen. Folglich ist eine Einzelfalluntersuchung erforderlich (bei bis zu 70 km Entfernung in Großbritannien).

Das MoD nennt als Hauptprobleme:

bei zivil genutzten Radaren: die Radarechos der WEA, die Erzeugung von Fehlechos,

bei militärisch genutzten Radaren: die Abschattung hinter und über den Windparks (overhead obscuration). Die Auffassung des MoD:

Standardvorschriften sind nicht möglich, da Flugplätze und Radare spezif ische Besonderheiten aufw eisen. Das Ministerium untersagt die Errichtung von WEA, die die Flugsicherung in sicherheitsrelevanten Bereichen (Gleitpfad für den Landeanflug eines stark frequentierten Flughafens oder Gebiete für die Landesverteidigung) in beträchtlicher Weise stören können.

Er spricht sich nachdrücklich für den Schutz von Tieff lugzonen aus.

Im Gegenzug hätte das MoD eigentlich die Erneuerung zahlreicher Radare bzw . die Errichtung neuer Radare f inanzieren sollen, doch die dafür vorgesehenen Gelder w urden für den britischen Irak-Einsatz aufgew endet. Julian Chafer ließ klar erkennen, dass die allgemeine Weiterentw icklung der Radartechnik durch Signalverarbeitungssysteme „w ünschenswert“ und eine Kofinanzierung der brit ischen Radare denkbar sei (gekoppelte Radarsysteme, Verarbeitungssysteme, R&D usw .).

Abschließend forderte das MoD die Windenergiebranche auf, den ersten Schritt zu machen, versicherte aber, die Regierung w olle ein echter Partner sein. Chafer unterstützt auch die Implementierung eines Bew ertungsverfahrens in der Entw icklungsphase: Phase 1→ Bew ertung der Ausgangslage: Entw ickler Phase 2 → Vollständige Bew ertung des Projekts Phase 3 → Konsultation der zuständigen Behörden ( Investitionen erforderlich –

möglicherw eise kostenpflichtig)



Anmerkung: Julian Chafer hielt bereits am 25.05.2006 auf der All-Energy Conference einen Vortrag mit dem Titel „Wind turbines and military radar: where now? what next?“ [R49] (18 Folien), in dem er sich ausschließlich auf die Störw irkung von WEA konzentrierte und einige zusätzliche Anschauungsbeispiele aus den Versuchen der Royal Air Force einbrachte, die Ende 2004/Anfang 2005 stattgefunden hatten.

2) Vortrag des DTI „The Government View“ [R25]

Autor: Alan Smith, stellvertretender Leiter der Gruppe „Renew able Energy 2010 Target“ 14 Folien.

Das brit ische Ministerium für Handel und Industrie (DTI) ist für das Verkehrswesen, aber auch für die Erreichung der Ziele bei der Entw icklung erneuerbarer Energien zuständig (dies erklärt zw eifellos die große Aufmerksamkeit, die die britische Regierung dieser Frage w idmet).

Im Vortrag w urde die Rolle der Regierung bei der Entw icklung der Windenergie definiert: • Beseitigung gesetzlicher Hindernisse, die der Zielerreichung entgegenstehen, • Vereinfachung der Investitionen, • Interessenausgleich zw ischen den Windenergieentw icklern und den Radarbetreibern,

insbesondere bei militärischen Anlagen.

Nochmals erw ähnt w urden die verschiedenen Untersuchungsphasen und die groß angelegten Versuche, die von Juli 2005 bis Mai 2006 mit den Partnern BAE Systems und Selex (mit dem Hinw eis, dass Selex in der Zw ischenzeit nicht mehr dabei ist) durchgeführt w orden w aren.

Für Ende 2006 w urden neue Lösungen für die Luftraumüberw achung angekündigt (optimistischere Prognose als die des MoD).

Es w urde auch auf die Frage der Stealth-Technologien eingegangen. In diesem Zusammenhang liefen zw ei vom DTI f inanzierte Projekte, die Ende 2007 abgeschlossen sein sollen.

Schlussfolgerung des Ministeriums: Es gibt keine Patentlösung, vielmehr muss es eine Lösung für jeden einzelnen Standort geben.

Anmerkung: Die Zusammenfassung der Versuche vom Mai 2006 müsste inzwischen verfügbar sein.

3) Vortrag „Primary radar v Wind farms“ von HVR Consulting Services [R26]

Autor: Colin Trundle, 11 Folien.

HVR Consult ing Services Ltd ist ein halbstaatliches Unternehmen, das Untersuchungsverfahren zu Realisierungsmöglichkeiten von Windparks in der Nähe von Flugplätzen unter Wahrung ihrer Betriebssicherheit entw ickelt. Das Unternehmen hat sich auf Risikoanalysen und Risikomanagement spezialisiert und berät das britische Verteidigungsministerium.

Arbeitsgrundlage: Nationale Vorschriften der Zivilluftfahrt zur Betriebssicherheit von Einrichtungen der Luftfahrt (CAA SRG) CAP 760

Ziel: Ausarbeitung eines vom MoD, den NATS und der Zivilluftfahrt akzeptierten Lastenhefts, anhand dessen die Einhaltung der Vorschriften zur Betriebssicherheit der Anlagen in den einzelnen Fällen nachgew iesen w erden kann.



Klare Darstellung der Einschränkungen für die Entw icklung der Windenergie und Bew ertung der möglichen Vorteile der Implementierung von Dämpfungsmaßnahmen (Positionierung und Anlagendaten, ADT von BA E Systems, SELEX, Stealth-Materialien).

Safety Case Feststellungsverfahren zur Sicherheit Establish the Tolerable Level of Safety Festlegen eines akzeptablen Sicherheitsniveaus Prove the Design of the Mitigating Technology Beweis für das Funktionieren von

Dämpfungstechnologien Demonstrate the achieved level of safety in the operational environment

Aufzeigen des erreichten Sicherheitsniveaus vor Ort

“How much interference is acceptable?” „Wie viel Interferenz ist akzeptabel?“ “How well do they reduce the level of interference?”

„Wie stark dämpfen sie Interferenzen?“

Military “Fit for Purpose” Militär „Einsatzfähig/zweckdienlich“ Civilian CAP670 & derived safety requirements Zivil: CAP 607 und daraus abgeleitete

Sicherheitsbestimmungen

Phasen des vorgeschlagenen Konzertierungsverfahrens (noch nicht vom MoD und den NATS geprüft)

(Review safeguarding criteria) (Bewertung der Sicherheitsmaßnahmen) Windfarm near an Aerodrome? Windpark in der Nähe eines Flughafens?



Aerodrome rejects application due to safeguarding criteria

Flughafen lehnt Nutzung aufgrund der Sicherheitsmaßnahmen ab

Mitigating Technology installed on PSR Dämpfungstechnologie auf PSR installiert Safety Case Feststellungsverfahren zur Sicherheit Established the Tolerable Level of Safety Festlegen eines akzeptablen Sicherheitsniveaus Prove the Design of the Mitigating Technology Beweis für das Funktionieren der

Dämpfungstechnologie Demonstrate the achieved level of safety in the operational environment

Aufzeigen des erreichten Sicherheitsniveaus vor Ort

Bemerkungen: • Die Ergebnisse der Versuche vom Mai 2006 w urden noch nicht veröffentlicht. • Der Entw urf für das Verfahren bei Sicherheitsvorfällen muss noch vom MoD genehmigt

werden.

4) Vortrag „Stealthy Wind Turbines – Addressing the Radar Issue“ von QinetiQ [R27]

Autoren: Steve Appleton und James Branson, 25 Folien.

Ursachen für die Interaktionen zwischen WEA und Primärradaranlagen:

• WEA sind Bauw erke mit großem Radarquerschnitt (ca. das 50-fache eines Linienflugzeugs).

• Sie bestehen aus Materialien, die Radarw ellen teilw eise reflektieren. • Die Rotationsgeschw indigkeit der Rotorblätter ist fast so hoch w ie die eines kleinen

Zivilf lugzeugs, so dass die Echos von traditionellen Signalverarbeitungssystemen nicht ignoriert w erden können.

• Gondel und Turm sind Hindernisse für Signale (w egen der Höhe). • Der Radarquerschnitt variiert mit dem Anstellw inkel der Rotorblätter, der Ausrichtung und

der Rotation des Rotors.

Von QinetiQ herausgearbeitete Lösungen:

Für die Radare Für die WEA

•BAE Systems − Advanced Digital Tracker (ADT)

•Sensis −SPE 3000

• Zusatzradar −bei kleinen Windparks relativ teuer (grobe

Schätzung: 1 Mio. € pro Zusatzradar), Verschaltung der Radaranlagen erforderlich.

• Minimierung der Verdeckungseffekte (Abschattung) durch geeignete Positionierung, insbesondere durch Abstandsvergrößerung zwischen den Anlagen.

• veränderte Ausführung der Gondeln und Türme (facettiertes Profil o. ä.) − nicht auf die Rotorblätter übertragbar.

• Einsatz radarabsorbierender Materialien (RAM)

Gondel, Turm und Rotorblätter können kein zusätzliches Gewicht aufnehmen.

• Einsatz von RAM in den Rotorblättern durch Austausch von Materialien bei der Auslegung

Die Ingenieure von QinetiQ haben sich auf die Machbarkeitsstudie zum Einsatz absorbierender Materialien konzentriert. Schlussfolgerungen:



• Nach Meinung von QinetiQ f inanziell machbar (keine Schätzung); • Kombinationsmöglichkeit der Mater ialien mit den beim Bau der Rotorblätter verw endeten

Verbundw erkstoffen; • Geringfügige Änderung der mechanischen Eigenschaften; • Zusatzgew icht < 0,25 %; • Anpassungsmöglichkeiten an spezif ische Frequenzen; • Ergebnisse durch Tests mit Teilstücken eines Rotorblatts bestätigt.

Kommentare:

• Antennengew inn von 30 dB bei f=2,5 und 3 GHz (militärische und zivile Primärradaranlagen, aber keine Garantie für andere Radartypen, z. B. Wetterradare, bei denen andere Betr iebsfrequenzen verwendet werden).

• Die Hersteller müssen umfangreiche Änderungen an den Anlagen vornehmen. • Es kann zu beträchtlichen Verzögerungen bei der Markteinführung kommen. • Hohe Investitionskosten für Forschung und Entw icklung erforderlich. • Technisch nicht realisierbar: die Entw icklung eines für alle Radartypen tauglichen Geräts.

Von QinetiQ angebotene Leistungen:

• Fortsetzung der Studien zur Integration von Stealth-Materialien in die Rotorblätter. • Störw irkungsanalyse eines Windparks anhand von Modellen bereits in der Entw urfsphase

des Projekts.

5) Vortrag „Stealth Technology For Wind Turbines Addressing the Aviation and Marine Radar Issues“ von BAE Systems [R28]

Autor: Jon Pinto (Leiter des Elektromagnetischen Diensts); 12 Folien.

Der Autor beschreibt das Forschungsvorhaben STWT zur Anwendbarkeit von Stealth-Technologien auf WEA (Stealth-Materialien, Turbinenauslegung). An diesem (teilw eise) vom DTI f inanzierten Programm über 1,2 Mio. GBP beteiligten sich 2005 bis 2007 BAE Systems, die Universitäten Manchester und Sheff ield sow ie der Windenergieanlagenhersteller Vestas.

Beschreibung der Frequenzen und Reichw eiten sämtlicher Radartypen, die derzeit in Großbritannien betrieben w erden: • stationäre, mobile und Bordradare des Militärs • Radaranlagen der Zivilluftfahrt (Flugsicherung, Anflugkontrolle, Bordradar) • Wetterradare • Radaranlagen zur Überw achung der Seeschifffahrt • Radaranlagen zur Überw achung des Hafenverkehrs • Radaranlagen an Bord von Schiffen

Laut Studie sind Radare mit einer Betriebsfrequenz in den Frequenzbändern 2,7 bis 3,1 GHz und 9,1 bis 9,4 GHz störanfälliger für Windparks.

Radarquerschnittsverteilung für die einzelnen Bauteile einer WEA:

Bauteil % des Radarquerschnitts Turm 75 % Gondel 4 %



Rotorblätter 20 % Nabenverkleidung 1 %

Die Bauteile, die positiv durch andere WEA-Auslegung beeinflusst werden können, machen somit 80 % des Radarquerschnitts aus.

6) Vortrag „Advanced Digital Tracker solutions for radar“ von BAE Systems [R29]

Autor: Mike Butler (BSc, Mitglied der Institut ion of Electrical Engineers, Chartered Engineer), 16 Folien.

In diesem Vortrag w ird das von BAE Systems entw ickelte Gerät „Advanced Digital Tracker“ (ADT) vorgestellt.

Diese Vorrichtung ist ein externes Modul, das bereits an etw a 50 Standorten eingesetzt w ird.

Es besteht aus einem Digitalf ilter für die Signalverarbeitung von Pr imärradaranlagen, verarbeitet aber auch Informationen des gekoppelten Sekundärradars (nur bei zivilen Radaren einsetzbar). Der Vorteil zeigt sich bei zivilen Objekten (mit Transponder) w esentlich deutlicher als bei solchen ohne Transponder.

Anmerkung: Ab 2008 besteht in Frankreich eine Transponder-Pflicht.

Secondary Radar Sekundärradar Primery Radar Primärradar Transmit Übertragung Receive Empfang Video or Plots Video oder Echoanzeigen ADT ADT Filtered Plots Ausgewählte Echoanzeigen Combined plots, etc. Kombinierte Echoanzeigen usw. Display system Display-System Operator Betreiber

Die jüngste Versuchsreihe „Celt ic Storm“ w urde von BAE Systems, dem Verteidigungsministerium und der Royal Air Force nur mit Pr imärradaranlagen durchgeführt.



Dem Autor zufolge sollten die Ergebnisse der Versuche im Laufe des Herbstes 2006 veröffentlicht werden.

Es folgt ein Beispiel der Versuchsergebnisse von „Celtic Storm“, mit dem die positiven Effekte der ADT-Filterung veranschaulicht w erden.

Celtic Storm results - example Ergebnisse der „Celtic Storm“-Tests – Beispiel Radar video as a/c passes over wind farm Ausschnitt aus Radarvideo: Flugzeug über dem

Windpark Wind farm boundary Windparkgrenze Wind turbine interference (nicht lesbar) Interferenz der Windenergieanlage (nicht lesbar) Resulting output from ADT Ergebnisse des ADT

Vorteile des Advanced Digital Tracker laut BA E Systems:

• Die Ausrüstung greift nicht in das System ein und kann an sämtliche Pr imärradaranlagen angeschlossen w erden, ohne deren Betrieb zu stören (w ichtig für die Betreiber militär ischer Primärradaranlagen).

• Die Dämpfung ist relativ leicht vorführbar, was die Akzeptanz dieses Lösungsansatzes verbessern sollte.

• Das System kann an den WEA-Typ und die Positionierung des Windparks angepasst werden, so dass zukünftig neue Windparks oder WEA leichter errichtet w erden können (sofern die vorgegebenen Abstände eingehalten w urden).

• Die Informationen eines Sekundärradars können integriert w erden. • Der Radarbetreiber kann frei zw ischen den Betriebsmodi umschalten.

Bemerkungen:

• Das Militär, dem die Prototypen vorgeführt w urden, hat noch keine Stellungnahme zu den Verbesserungen und den technischen Materialeinschränkungen abgegeben.

• BAE Systems sagt zwar, das ADT sei mit allen Primärradaranlagen auf dem Markt kompatibel. Dies muss jedoch noch geprüft werden.

• Es w urden noch keine Zahlen genannt, mit denen die Verbesserungen durch den ADT beziffert werden.



7) Vortrag von Sensis “Addressing the problem of Wind Turbine Interference on Primary Radar” [R30]

Autor: Biggs, 24 Folien.

Bei Versuchen zu Cluttern testete Sensis das Gerät SPE-3000, das gemeinsam mit Selex entw ickelt w urde, um vorhandene Primärradaranlagen zu verbessern.

Das SPE-3000 ersetzt das System „Exciter, Receiver and Signal Processor (and Plot Extractor/Plot Filter)“ und ist daher keine Lösung für moderne Radare.

Ergebnisse der Clutter-Tests:

Wind Farm Windpark False Plots Falsche Echoanzeigen 1 in 42 scans 1 von 42 Tests 3 in 54 scans 3 von 54 Tests 0 in 55 scans 0 von 55 Tests 6 in 58 scans 6 von 58 Tests Plot Detection over the Wind Farm Echoerkennung über dem Windpark 9 out of 10 scans 9 von 10 Tests 7 out of 20 scans 7 von 20 Tests 14 out of 14 scans 14 von 14 Tests 11 out of 14 scans 11 von 14 Tests

Schlussfolgerungen:

Die Verbesserungen durch das SPE-3000 im Hinblick auf die Echoverlustrate konnten aufgezeigt w erden. Diese Rate konnte nicht auf Null reduziert w erden. Diese Verringerung entspricht jedoch der Rate eines bew aldeten Gebiets mit abw echslungsreichem Relief.

Es w urde beobachtet, dass die Echoverluste durch vertikale oder horizontale Verdeckung abnehmen, w enn der Abstand zw ischen den einzelnen WEA vergrößert w ird.

Anmerkung: Mehrere Teilnehmer bemerkten, dass das SPE-3000 erst sehr spät in die Arbeit der Forschungsgruppe einbezogen w urde (im Mai 2006, als die Clutter-Tests durchgeführt wurden).



8) Vortrag der Royal Air Force „Wind Turbines and Air Defence Radar“ [R31]

Autor: Leiter des Geschw aders Matt Wood (SO2 DACCS & Sensors), 34 Folien.

Matt Wood ist in der Abteilung Luftraumüberw achung und -kontrolle (Air Surveillance and Control System) tätig, deren Aufgabe es ist, den gesamten Luftraum über Großbritannien und Umgebung zu überw achen und gegen sämtliche nicht autorisierten und möglicherw eise gefährlichen Luftfahrzeuge vorzugehen.

In seinem Vortrag führt er aus, dass die allgemeine Überw achungskapazität seiner Einheit durch WEA vor allem dann beeinträchtigt w ird (oder beeinträchtigt werden könnte), wenn diese in großer Anzahl errichtet w erden.

Zw ischen Juli 2004 und Oktober 2005 w urde in Zusammenarbeit mit dem Verteidigungsministerium, BA E Systems usw . eine Versuchsreihe in Llandinam (103 WEA) durchgeführt.

Das w ichtigste Ergebnis besteht darin, dass ein Großteil der Abschattung und Verdeckung, die anfangs festgestellt w orden w aren, von der Signalverarbeitung abhängen und dass bei richtiger Verarbeitung keine operativen Störungen für den Betreiber auftreten sollten.

Die Teilnehmer fragten jedoch, w elche Kosten mit den entsprechenden Änderungen an den Radaren verbunden seien, um zu einem akzeptablen Ergebnis zu gelangen.

9) Vortrag von PagerPower „An Industry View of Technical Developments in Wind Farm Aviation Issues“ [R32]

Autoren: Charles Morelli, Bachelor of Engineering, Aviation Analyst und Mike Watson, Chartered Engineer, Mitglied der Institut ion of Electrical Engineers MIEE, 12 Folien.

Pager-Pow er ist ein Unternehmen unabhängiger Experten auf dem Gebiet der Flugsicherung. Ihre Dienstleistungen umfassen Machbarkeitsstudien für WEA/Radare in Großbritannien.

Das Unternehmen nahm nicht an den Versuchen teil, sondern beschäftigte sich mit den Möglichkeiten der verschiedenen auf dem Markt verfügbaren technischen Lösungen (BA E, Sensis usw .) und hebt die Bedeutung der Auslegung eines Windparks zur Verringerung der WEA-Störw irkungen hervor.

Zusammenfassung: Die Abstände zw ischen den WEA sollten vergrößert und die einzelnen Anlagen leistungsfähiger ausgelegt w erden, um den Bereich der vertikalen und horizontalen Verdeckung zu verringern.

Anmerkung: Pager-Pow er weist darauf hin, dass das Sensis-Gerät nicht an ein vorhandenes Radar angeschlossen werden kann, sondern eine Radarkomponente ersetzen muss. Es w äre also nur bei einem Austauschs des Radars verwendbar. Nur das ADT-Gerät von BAE Systems kann an alle Pr imärradare angeschlossen w erden (eventuell mit Ankopplung an ein Sekundärradar).

10) Vortrag von Met Office „Wind Turbines and Air Defence Radar“ [R33]

Autoren: Gordon Hutchinson, Teamleiter der Abteilung Remote Sensing, und Rebecca Miles; 14 Folien.



Die Autoren stellen die Aufgaben von Met Office, die verw endeten Radare und die Funktionsw eisen vor. Danach benennen sie die durch WEA verursachten Verschlechterungen der Radarergebnisse und die verschiedenen Konzertierungsbereiche bzw . Verbotszonen je nach WEA/Radar-Entfernung.

Anmerkung: Aus dem Vortrag w ird nicht hinreichend deutlich, ob die beschriebenen Effekte tatsächlich festgestellt w urden, ob sie sich nur aus theoretischen Berechnungen ergeben oder ob sie anhand der Ergebnisse hochgerechnet w urden.

9.4.15 NATS-Bericht (12.2006) „Options for mitigating the impact of w ind turbines on

NERL's primary radar infrastructures“ [R34]

Dieser 108-seitige Bericht einschließlich Anhänge w urde von der Sicherheitsabteilung („Safeguarding Office“) der britischen Flugverkehrsdienste NATS (Website: www.nats.co.uk) verfasst. Die NA TS sind für die Flugsicherung auf den 15 größten Flughäfen Großbritanniens zuständig. Ferner übernehmen sie im Auftrag der CAA die Überw achung der Luftstraßen im britischen Luftraum. Die für die Luftstraßen zuständige Abteilung ist die NERL (NATS En Route Limited). Die von NERL eingesetzten Pr imärradaranlagen sind vom Typ Raytheon ASR 10/23SS. So führt der Bericht die von Raytheon Canada Limited vorgeschlagenen Lösungen zur Dämpfung der WEA-Störw irkungen auf Radare auf.

Die folgende Tabelle ist dem Anhang 1 (Raytheon-Bericht vom 17.07.2006) entnommen. Sie enthält eine Zusammenstellung der verschiedenen vorgeschlagenen Dämpfungstechniken und der erw arteten Effekte.

Rad ar-Däm pfun gs-

techniken Beschreibung

Ausw irkung auf d ie

verm inderte Erkennung


unerw ünschte Erkennung

VERFÜGBAR ALS ASR BASELINE

Funkf requenzbereich ST C*

Verm indert die Am pli tude der Echos in e iner benutzerdefinierten Reichwei te/einem benutzerdefiniertem Azim utbereich

Keine Erhebl ich

RAG**-An zeige Unterdrüc kt d ie in einer benutzerdefinierten Reichwei te/einem benutzerdefin iertem Azim utbereich generierten Plots

Keine SCH WE R WIEGEND

T rack In i tia tion Inhibi t

Unterdrüc kt da s Au slö sen von Signalspuren in einer benutzerdefinierten Reichwei te/einem benutzerdefin iertem Azim utbereich

Keine SCH WE R WIEGEND

Veloci ty Edi ting Unterdrüc kt d ie Signalspuren auf Grundlage der Geschwindigkei t in e iner benutzerdefinierten Reichwei te/einem benutzerdefiniertem Azim utbereich

Keine Erhebl ich

VERFÜGBAR MIT ASDP (Advanced Data Signal Processor)

Verbesse rte C FAR Unterdrüc kt g roße Punkt zie le, die vom CFA R-Durch schni tt abweichen, um die Abschattung seffekte zu ve rringern

Erhebl ich Keine

* STC = Sensibility Time Control - ** RAG = Range Azimuth Gating

*** CFAR = Falschalarmrate



Rad ar-Däm pfun gs-

techniken Beschreibung


verm inderte Erkennung


unerw ünschte Erkennung

Erwei terter T rac ker Nutzung von hochentwickel ten T racking-Verfahren zur Verbe sserung der O rtung in Windparks und zur Unterdrü c kung unerwün schter WEA-Echo s

Keine (kann a l lerd ings m ögliche Signalverluste bei den Windparks verh indern)

SCH WE R WIEGEND

Doppler-Clutter-Anzeigen

Wenn aktiv, kom m t es zu Doppler-Clutter-Anzeigen zur Unterdrüc kung von WEA-Doppler-Echos

Erhebl ich SCH WE R WIEGEND

Concurrent Beam Verarbei tet sowohl Hoch- a ls auch T iefzielsignale, um die Erkennung in der Nähe von Windparks zu erhöhen

SCH WE R WIEGEND Erhebl ich

9.4.16 TNO-Vortrag (04.2007) „Radar Performance Degradation due to the Presence of Wind Turbines“ [R19]

Dieses dreiseitige Paper gehört zu der Präsentation, die Arne Theil und Lucas J. van Ew ijk von der niederländischen TNO auf der IEEE-Konferenz „RADAR 2007“ (17.-20.04.2007) gehalten haben.

Darin geht es um die Radarreichw eitenverringerung im Abschattungsbereich einer WEA.

In den Simulationen w urde eine WEA in einem Modell als parallelepiped-ähnliche Gondel mit einer Frontf läche von 10 × 6 m² und einem zylindrischen Turm von 5 m Durchmesser und 100 m Höhe abgebildet. Die Rotorblätter w urden nicht berücksichtigt, da der Verbundw erkstoff, aus dem sie bestehen, für die Radarw ellen w eitgehend durchlässig ist. Verwendet wurde ein S-Band-Radar (3 GHz) in einer Höhe von 20 m. Das Ziel (eine Gondel, die die problematischste geometrische Form aufw eist) lag im Radarsichtfeld, so die Annahme.

Diagramm 1 zeigt die Verringerung der Radarreichw eite in Abhängigkeit von der Entfernung des Ziels für Hindernisse in verschiedener Entfernung: 3 km (■), 4 km (o) und 5 km (x)***. So ist z. B. erkennbar, dass sich die Radarreichw eite von 100 km auf 66,1 km verringert (-33,9 %), wenn eine WEA 4 km vom Radar entfernt ist. *** Zu beachten ist, dass im gleichen Text unter den Abbildungen von Entfernungen von 4, 6 und 8 km die Rede ist…



Diagramm 2 zeigt die Verringerung der Radarreichw eite für ein Ziel, das konstant in 300 m Höhe f liegt. In 4 km Entfernung vom Radar befindet sich eine WEA. Die Spitze im Kurvenverlauf entsteht durch den Abschattungseffekt der Gondel. In weniger als 11 km Entfernung verdeckt die WEA das Ziel nicht (das Ziel liegt höher als die Gondel). Ab etw a 16 km w ird die Verringerung der Radarreichw eite allein durch den Turm verursacht.

Detection range reduction (%) -> Reduzierung der Erkennungsreichweite (%) -> Target slant range (km) -> Schrägentfernung zum Ziel (km) -> Detection range reduction (%) -> Reduzierung der Erkennungsreichweite (%) -> Target ground range (km) -> Reichweite Grund – Ziel (km) ->

Im Paper w ird auch auf Azimutfehler bei Sekundärradaren, fehlerhaft angezeigte Flugrouten und Phantomechos (nicht quantif iziert) eingegangen.

Hinw eis: In diesem Dokument w ird auf einen Artikel Bezug genommen, der im April 1999 auf der IEEE-Konferenz zu Radaren von L. Vinagre und K. Woodbridge mit dem Titel „Secondary Surveillance Radar Monopulse Target Azimuth Error Estimation due to Obstacle Shadow“ (Schätzung des Azimutfehlers aufgrund einer Hindernisabschattung bei der Zielverfolgung mit MSSR-Anlagen) vorgestellt w urde. Die Konferenz fand in Waltham, Massachusetts, USA, statt.

9.4.17 Sensis-Vortrag (04.2007) « Wind Farm Clutter Mitigation in Air Surveillance Radar » [R35]

In diesem zw eiseitigen Paper von Jim Perry und Andy Biss von der Sensis Corporation, das am 18.04.2007 auf der IEEE-Konferenz RADAR 2007 vorgestellt w urde, werden die derzeit bekannten Dämpfungsmaßnahmen aufgelistet. Siehe hierzu die folgende Tabelle:

Verfahren Wirkung

MTD-Verarbeitung Verringert die Anzahl der Rotorblattechos durch Aufteilung des Rotorspektrums in kleine Doppler-Inkremente.

CFAR-Verarbeitung Verringert die Anzahl der durch die WEA entstehenden Falschalarme In jedem Doppler-Filter w ird die A mplitude gemessen und es w erden individuelle Filterschwellen zur Unterdrückung der WEA-Echos festgelegt. Die Schw ellen w erden bei jeder Azimutmessung aktualisiert.

Erhöhte Systembandbreite

Verringert die Größe der Rangecell, so dass mehr Cells zw ischen den WEA integriert w erden können. Erhöht die Zielerkennung zw ischen den WEA



Verfahren Wirkung

Hochauflösende Clutter-Anzeige

Erstellt eine hochauflösende Stördatenabbildung für jeden Doppler-Filter. Verbessert die Erkennung zw ischen den WEA.

Plot- und Track-Filter Verringert die Anzahl der Falschalarme durch Niedrig-Plot-Detection-Durchbrüche und andere Bodenechos.

Plot-Detection-Unterdrückungsbereic

h Unterdrückt alle Plots innerhalb eines bestimmten Bereiches.

RAG-Anzeige (Range and Azimuth Gating)

Ermöglicht einzigartige Unterdrückungsalgorithmen (Beschleunigungssperren, Plot-Unterdrückung-Algorithmus, Niedr ig-Plot-Detection-Algorithmen) nur im Windparkbereich durchzuführen; die normale Funktionsfähigkeit außerhalb der Windparkgebiete bleibt erhalten. Verringert die Anzahl der Falschalarme und gew ährleistet die Plot-Detection über den Windparks.

Track Init iation Inhibit Verhindert die Auslösung von Signalspuren im Windparkbereich, lässt aber Plots durch und erlaubt Plot-Gruppierungen

Sensitivity Time Control

Minimiert die Radarempfindlichkeit bei kurzer Reichw eite zur Begrenzung der durch WEA-Echos erzeugten Echoamplitude, ohne die Zielerkennung zu beeinträchtigen.

Nutzung von Sekundärradar / IFF

Plots* Ermöglicht kontinuierliches Tracking in den Windpark-Gebieten, bei Verlust der Primärplots.

Neuauslegung des Radarempfängers zur

Vergrößerung des Dynamikbereichs

Verringert die Notw endigkeit von STC bei kurzer Reichw eite. Verringert die Ausw irkung von Reflexionen im Empfänger und Prozessor.

* Obwohl der Watchman über ein Integriertes Sekundärradar (SSR) verf ügte, wurden die Tests nur mit Hilf e des Primärradars durchgef ührt, um richtig beurteilen zu können, wie sich das Upgrade-Kit auf das Watchman-Radar auswirkt. Während der Tests wurden keine Korrelations-, Mosaiküberlagerungs- oder andere Primär-/Sekundärkombinationsv erfahren verwendet.

Legende der in der Tabelle verwendeten Akronyme:

− MTD = Moving Target Detector, Baugruppe mit Festzeichenunterdrückung − CFAR = Constant False Alarm Rate, Falschalarmrate − PoD = Probability of detection, Entdeckungswahrscheinlichkeit − FFE = Freund-Feind-Erkennung − STC = Sensibil ity Time Control, zeitabhängige automatische Verstärkungsregelung

9.4.18 Vortrag „Seeing Through the Spin“ von Vertretern der Royal Air Force und des MoD auf der All-Energy’07- Konferenz (05.2007) [R50]

Dieser Vortrag von 15 Folien w urde im Mai 2007 in Aberdeen auf der All-Energy’07-Konferenz von Group Captain Maurice Dixon (Oberst der Royal Air Force, Teamleiter des integrierten Projekts Bodengestützte Systeme) und Wing Commander Trevor Catmull (Oberstleutnant im MoD, Abteilung Terrorismusbekämpfung und Inlandseinsätze) gehalten.

Nach der Vorstellung der Aufgaben und Standorte der Radaranlagen w ird auf Folie 11 die Problematik Radar und WEA dargestellt. Auf den folgenden Folien w erden die durchgeführten und laufenden Studien beschrieben und die möglichen Dämpfungsmaßnahmen beschrieben.



Anmerkung: Dieser Vortrag enthält im Hinblick auf die bei der BWEA28 gehaltene Präsentation keine großen Neuerungen.

Ein Beispiel der aktuellen Bedenken der Royal Air Force w ird im Artikel vom August 2007 „Wind farm may disrupt radar at RAF base warns MoD“ w iedergegeben [D35]. Diesem Artikel zufolge hat das MoD darauf aufmerksam gemacht, dass ein Windpark mit fünf je 85 m hohen WEA, der in Gathercauld im Osten Schottlands errichtet w erden sollte, gravierende Interferenzen mit den Funksignalen des Royal Air Force-Stützpunkts in Leuchars verursachen könnte. Das Projekt w urde deshalb nicht genehmigt.

9.4.19 Arbeiten aus den USA vom ARRC und dem WSR-88D-Betriebszentrum

Seit über zw ei Jahren kooper ieren in Oklahoma das Universitätslabor und Forschungszentrum für Wetterradare ARRC (Atmospheric Radar Research Center) und das WSR-88D-Betriebszentrum für Doppler-Wetterradare (Weather Surveillance Radar 88 Doppler Radar Operations Center), um die WEA-Störw irkungen auf Wetterradare zu dämpfen, insbesondere mit Hilfe fortgeschrittener Signalf ilterverfahren.

Informationen über die Arbeiten der beiden Einrichtungen sind auf der jeweiligen Website nachzulesen: http://arrc.ou.edu/turbine und www.osf.noaa.gov/w indfarm/windfarm_index.asp. Darüber hinaus veranstaltet der Beratende Technische Ausschuss des NEXRAD-Netzes (Technical Advisory Committee, TAC) pro Jahr zwei Kolloquien. Die Themen, Protokolle und zahlreiche Präsentationen sind unter folgender Adresse abrufbar: www.roc.noaa.gov/app/TAC.

Es folgt eine Auswahl der veröffentlichten Arbeiten in chronologischer Reihenfolge: • Präsentation des A RRC, 16 Folien (Robert Palmer und Brad Isom) (19.10.2005):

„Mitigation of Wind Turbine Clutter on the WSD-88D Network“ [R52] • Präsentation des ARRC, 31 Folien (Robert Palmer und Brad Isom) (10.02.06): „Mitigation

of Wind Turbine Clutter on the WSD-88D Network“ [R53] • Präsentation des WSR-88D-Betriebszentrums, 28 Folien (Timothy L. Wiegman)

(29.08.2006): „Introduction to the nature and extent of wind turbine clutter - meteorological and climatological aspects“ [R54]

• Präsentation des ARRC, 36 Folien (Robert Palmer und Brad Isom) (29.08.2006): „Signal Processing Research for Wind Turbine Clutter (WTC) Mitigation“ [R55]

• Präsentation des ARRC, 20 Folien (Robert Palmer und Brad Isom) (11.2006): „Mitigation of Wind Turbine Clutter on the WSR-88D Radars Using Spectral Processing and Non-Linear Filtering“ [R56]

• Präsentation des ROC, 26 Folien (Richard Vogt) (01.11.2006): „Wind Farms and Weather Surveillance Radars“ [R57]

• Gemeinsames Diskussionspapier des ROC und ARRC, 7 Seiten: „Impacts of w ind farms on WSR-88D operations and policy considerations“ (01.2007 – Konferenz American Meteorological Society) [R58]

• Präsentation des ROC, 21 Folien (Don Burgess) (27.03.2007): „Impacts of Wind Farms on WSR-88D and Forecast Operations - Interim Report to the TAC“ [R59]

• Präsentation des ARRC, 17 Folien (Robert Palmer und Brad Isom) (04.2007): „Update of Wind Turbine Clutter Study at the University of Oklahoma“ [R60]

• Gemeinsames Diskussionspapier des ROC und ARRC, 16 Seiten: „Weather radars and wind farms – working together for mutual benefit“ (06.2007 – Konferenz WINDPOWER 2007) [R61]



• Gemeinsames Diskussionspapier des ROC und ARRC, 9 Seiten: „Characterization and mitigation of w ind turbine clutter on the WSR-88D network“ (08.2007 – 33. Radar Meteorology-Konferenz) [R62]

Inzw ischen sollten w eitere Informationen des Kolloquiums des Beratenden Technischen Ausschusses des NEXRAD-Netzes vom Oktober 2007 verfügbar sein.

Andere Dokumente: • Ein Artikel über diese Aktivitäten w urde im Dezember 2006 in The Newsletter of the Buffalo

Forecast Office (Wetterzentrale Buffalo) unter dem Titel „The Effect of Wind Pow er Farms on the Weather Radar“ veröffentlicht [D40].

• Der Präsentation [R57] von Robert Palmer und Brad Isom vom November 2007 anlässlich des Kolloquiums des Beratenden Technischen Ausschusses des NEXRAD-Netzes ging eine Präsentation mit dem gleichen Titel [D41] voraus, die in einer Sitzung des Program Management Committee (PMC) des NEXRAD-Netzes im Oktober 2006 gezeigt w urde und den gleichen Inhalt hatte, mit allerdings mit zw ei Folien w eniger.

• Darüber hinaus ist eine Präsentation von Richard J. Vogt mit 167 Folien und dem Titel „NEXRA D Radar Line of Sight Maps“ (Karten zu den Radarsichtfeldern der NEXRAD-Anlagen), die Karten der von den NEXRAD-Radaren abgedeckten Gebieten enthält, unter folgender Internetadresse abrufbar: www.roc.noaa.gov/windfarm/RadarLOS.pdf.

Zusammenfassung der w ichtigsten Darstellungen:

• Die Präsentationen von Robert Palmer und Brad Isom (ARRC). Die erste Präsentation von Oktober 2005 [R52] enthält eine Zusammenstellung der Beobachtungen mit dem NEXRAD-Radar in Dodge City in Kansas (KDDC) im Hinblick auf einen Windpark mit 170 WEA in 25 nm (~45 km) Entfernung. Dieser ist sehr deutlich auf den Radarschirmen zu erkennen und verursacht starke Störechos. Auf der Grundlage der Radardaten der Stufe 1 vom Juni, August und dem 20. September 2005 w urde ein erster Versuch mit „elliptischen“ Hochpassfiltern durchgeführt. Die Echos der WEA konnten jedoch aufgrund ihres Doppler-Spektrums nicht gut unterdrückt w erden. In der zw eiten Präsentation vom Februar 2006 [R53] w erden diese Radarbeobachtungen aufgegriffen. Mit Hilfe von Simulationen konnte jedoch inzw ischen ein besseres Verständnis des Doppler-Spektrums erreicht w erden. Zudem w ird die baldige Entw icklung eines Modells für elektromagnetische Echos einer WEA im Sichtfeld eines Radars der nächsten Generation angekündigt. Außerdem ist die Erfassung einer neuen Reihe von Daten mit dem System RV P8 geplant, das vor kurzem im KDDC installiert w urde. Die Präsentation von August 2006 [R55] stützt sich auf die Daten von September 2005 und auf andere Daten der Stufe 1, die Ende März 2006 erfasst wurden. Für die Daten einer einzigen WEA w urden verschiedene nicht lineare Filtermethoden angew andt, w obei der Vorteil ausgenutzt w urde, dass Störechos größeren Veränderungen in der Zeit unterw orfen sind als Wetterphänomene. Die ersten Ergebnisse sind ermutigend. In der Präsentation vom November 2006 anlässlich des Kolloquiums des TAC [R56] w ird erneut auf die Auswirkungen der Störechos von WEA auf Daten der Stufe 2 eingegangen. Es w ird betont, dass seit der Aktualisierung der „Open Radar Data Acquisition“ (ORDA) eine Verarbeitung des Doppler-Spektrums möglich ist. Auch die nicht-lineare Filterung der Radardaten vom März 2006 w ird unter Berücksichtigung der räumlichen Ausbreitung des Doppler-Spektrums w ieder aufgenommen. Schw ierigere Clutter-Fälle, Mehrfachreflexionen von Echos sind noch zu untersuchen. Die Präsentation vom April 2007 vor PMC des NEXRA D-Netzes [R60] stützt sich auf die KDDC-Versuche vom März und Juni 2006, um die Interaktion zw ischen den WEA-Echos und den Niederschlagssignalen aufzuzeigen. Anschließend w ird von einem 3D-



Interpolationstest (mit dem 1971 von Roland Hardy entw ickelten multiquadratischen Verfahren) berichtet. Die Ergebnisse sind zwar interessant, eine Auflösungseinbuße ist allerdings feststellbar. Das dritte Thema bilden die Radardaten aus den im November 2006 durchgeführten Tests mit dem Radar in Great Falls, Montana (KTFX), bei denen sich die Situation schw ieriger darstellte als für die Daten des KDDC. Mit diesen neuen Daten ergeben sich interessante Leistungen bei der nicht-linearen Filterung. Die Präsentation kündigt an, dass für zukünftige Arbeiten ein Interpolationsschema integriert w erden soll, das die dreidimensionale Kontinuität des Doppler-Spektrums nutzt.

• Präsentationen von Timothy L. Wiegman (ROC) von August 2006 [R54] Hier w erden die Art und das Ausmaß der Problematik beschrieben. Fünfzig Standorte des NEXRAD-Netzes haben sich an dieser Studie beteiligt. Bei acht Anlagen w aren zu bestimmten Zeiten WEA-Echos zu verzeichnen, bei vier traten ständig Störechos auf. In der Schlussfolgerung heißt es, dass die Bedingungen, unter denen der Clutter-Effekt der WEA die größte Störw irkung entfaltet, bestimmt und die Dämpfungstechniken verfeinert w erden müssten.

• Präsentationen von Richard Vogt (ROC) am 1. November 2006 [R57] Nach einer Bestandsaufnahme der Situation mit Hilfe von Fotos von auf Radarschirmen angezeigten Störungen nennt Richard Vogt die verschiedenen Dämpfungsmaßnahmen: Verbotszonen, Clutter-Unterdrückung (funktioniert nur bei stationären Objekten), größerer Mindestelevationsw inkel. Bei allen Möglichkeiten kommt es jedoch zu beträchtlichen Datenverlusten. Eine andere Gegenmaßnahme besteht in der Nutzung von Zusatzradaren, so dass die Wetterbedingungen aus einer anderen Perspektive betrachtet w erden können... Die WEA müssten allerdings in mindestens 25 nm (45 km) Entfernung zu den Wetterradaren stehen. Die Möglichkeit einer Einzelfallprüfung ist damit allerdings nicht aufgehoben. Das ROC holt derzeit Stellungnahmen der FAA und des interministeriellen Funkfrequenzvergabeausschusses IRAC ( Interdepartment Radio Advisory Committee) ein sow ie in Einzelfällen auch Studien zu Militärstützpunkten. Es bew ertet die Ausw irkungen geplanter Windparks auf den operativen Betrieb von Wetterradaren und entw ickelt eine graphische Beschreibung von Bereichen, in denen die Interferenzen von WEA mit Wetterradaren w eniger ausgeprägt sind. In Zusammenarbeit mit der Universität Oklahoma untersucht das ROC quantitativ die Auswirkungen auf das Radar von Dodge City. Es f inanziert die Erforschung neuer Signalverarbeitungsverfahren, um das charakteristische Echo von WEA erkennen und unterdrücken zu können. Gleichzeitig sollen aber w eiterhin Wetterdaten empfangen und verarbeitet w erden können.

• Diskussionspapier von ROC & ARRC von Januar 2007 [R58] Der Inhalt dieses Papers – einer der Autoren ist Richard Vogt – ähnelt im ersten Teil stark Vogts Präsentation vom 1. November 2006. Insbesondere w ird nochmals auf den erw ünschten Abstand von 45 km zw ischen WEA und Radaren eingegangen. In der Folge w erden die vom A RRC mit Spektralverarbeitungsverfahren erzielten Ergebnisse vorgestellt. Dank der letzten Verbesserung der „Open Radar Data Acquisition“ (ORDA) können nun auch fortschrittliche Signalverarbeitungsalgorithmen in Echtzeit implementiert w erden. Hervorzuheben ist hierbei die Berechnung des Doppler-Spektrums. Ein w eiterer wichtiger Versuch w urde im März 2006 in Dodge City (Kansas) mit dem dortigen Wetterradar WSR-88D durchgeführt. Der nächste Schritt bei der Verringerung der Störw irkungen ist die Entw icklung eines Algorithmus’, mit dem das Doppler-Spektrum des WEA-Störechos automatisch unterdrückt werden kann. Dabei soll die Kontinuität der Entfernung und des Azimuts des Wetterechos genutzt w erden.



• Diskussionspapier von ROC & A RRC von Juni 2007 auf der Konferenz WINDPOWER 2007 [R61] Mit diesem Beitrag w urden mehrere Ziele verfolgt: − Information der Windenergiebranche über die Aufgaben und Standorte der NEXRA D-

Radare, − Bereitstellung grundlegender Informationen über deren Funktionsw eise und mögliche

WEA-Störw irkungen, − Wunsch der NEXRA D nach einer Zusammenarbeit, − Präsentation des NEXRAD-Programms zur Dämpfung der Störw irkungen von

Windparks. Im letzten Teil w ird hervorgehoben, dass es bei den Wetterradaren eine andere Problematik als bei den Flugsicherungsradaren gibt und auch die Gegenmaßnahmen verschieden sind. Für die NEXRAD-Radare sind nicht-lineare Filterverfahren mit Berechnung des Doppler-Spektrums und Ausw ertung der räumlichen Kontinuitätseigenschaften von Wetterechos sehr vielversprechend. Neue Rechenkapazitäten w erden die Berechnung des Doppler-Spektrums in Echtzeit ermöglichen.

Distance from KDDC (km) Entfernung von KDDC (km) Range Spectrum 30-Mar-2006 21:03:08 Reichweitenspektrum 30 März 2006 21:03:09 Radial Velocity (ms-1) Radialgeschwindigkeit (ms-1) Turbines Windenergieanlagen Weather Wetter

Es ist allerdings schw ierig, Störechos zu unterdrücken, ohne eine Verzerrung der auszuwertenden Wetterechos hervorzurufen. Zw ar sind die heute verwendeten mult iquadratischen 3D-Interpolationsverfahren eff izient, doch derzeit geht noch ein Teil der Wetterdaten, der mit den Echos der WEA vermischt ist, bei der Verarbeitung verloren.

• Diskussionspapier von ROC & ARRC von August 2007 auf der 33. "Radar Meteorology"-Konferenz [R62]



Nach der Situationsbeschreibung w ird auf die Ergebnisse der verschiedenen Tests eingegangen, die im März 2006 in Dodge City und vom 28. November bis zum 1. Dezember 2006 in Great Falls, Montana, durchgeführt wurden. Die WEA standen näher am Radar und es gab Mehrw egeffekte der zurückgestrahlten Echos. Die in vorhergehenden Dokumenten dargelegten Filterverfahren zeigten ihre Tauglichkeit für die Anw endungen. Die Untersuchung zeigte, so die Schlussfolgerung, dass WEA-Störechos unübersehbar Auswirkungen auf NEXRA D-Radare haben. Die Einzigartigkeit und Unvorhersagbarkeit des Doppler-Spektrums erschw eren dessen Unterdrückung mit Spektralverarbeitungsverfahren, bei denen Wetterechos nicht verzerrt werden. Es w erden auch alternative Verfahren w ie die multiquadratische Interpolation untersucht, um die beeinträchtigten Daten durch Schätzw erte des tatsächlichen Wettersignals zu ersetzen. Diese erw iesen sich als sehr eff izient, es sind jedoch w eitere ergänzende Versuche in dieser Hinsicht erforderlich.

9.4.20 Arbeiten der EADS-Deutschland GmbH

Die EADS Deutschland GmbH hat ihr Know-how im Bereich Radare entw ickelt, sowohl im Bremer "Labor für Signaturtechnik“ (Andreas Frye) als auch in der Abteilung "Defence Eletronics". Im Bremer Labor w urden mehrere Gutachten für deutsche aber auch französische Standorte erstellt (z.B. eine „Studie zur Störung des Wetterradars von Abbeville durch den Windpark von Gueschart" von November 2005). Die Abteilung "Defence Electronics" hat ein neues Radarsystem für die Flugsicherung mit Namen ASR-S zur militärischen oder zivilen Nutzung entw ickelt, das eine verbesserte Unterdrückung von Fehlechos ermöglicht. Sie untersucht u. a. auch die Doppler-Störw irkungen und w urde vom BMU mit einer Studie zur verbesserten Koexistenz von WEA und Radaren beauftragt – siehe Vortrag von Patrick Perez „WEA – Radar: Problematik und Verbesserungspotential“ anlässlich des „Radar-Windenergie“-Workshops der deutsch-französischen Koordinierungsstelle für Windenergie am 27.11.2007 [R66].

9.5 AKTIVITÄTEN, DERZEIT IN EUROPA UND IN DEN USA UNTERSUCHTE LÖSUNGEN

9.5.1 Windenergieanlagen

Zu erwähnen ist insbesondere das Projekt „Stealth Technology for Wind Turbines“ (Stealth-Technologien für Windenergieanlagen; vgl. die Website www.stwt.org.uk), in dem WEA mit „Stealth“-Eigenschaften für sämtliche Radartypen entw ickelt w erden sollen. Dieses teilw eise vom DTI f inanzierte Projekt mit einem Volumen von 1,2 Mio. GBP w urde im November 2005 unter der Leitung von BA E Systems Advanced Technology gestartet. Beteiligt w aren die Universitäten Manchester und Sheff ield sow ie der Windenergieanlagenhersteller Vestas (mit seiner Sparte Vestas Blades UK Ltd). Das Projektende ist für Oktober 2007 vorgesehen.

QinetiQ hingegen w irbt stark für seinen Ansatz, radarabsorbierendes Material (RA M) einzusetzen. Siehe dazu auch den Beitrag auf der BWEA 28-Konferenz mit dem Titel „Stealthy Wind Turbines – Addressing the Radar Issue“ [R27].

9.5.2 Radaranlagen

QinetiQ und vor allem auch BAE Systems setzen ihre Studien fort, um leistungsfähige Signalverarbeitungsverfahren zu entw ickeln, mit denen Echos und Störungen von WEA eff izient gefiltert w erden können (Entw icklung des ADT). BA E Systems hat beispielsw eise im September 2006 die Broschüren „Radar and Wind Farms – Assessments and Studies“ [D30] und „Radar and Wind Farms – Interactions and Solutions“ [D31] veröffentlicht.



Nach dem SPE 3000 loten SELEX und Sensis andere Möglichkeiten aus, vgl. das Sensis-Diskussionspapier vom 18. April 2007 „Wind Farm Clutter Mitigation in Air Surveillance Radar“ [R35].

In Kontinuität der unter [R52] [R62] vorgestellten Arbeiten entw ickelt das Forschungszentrum für Wetterradare ARRC (Atmospheric Radar Research Center) der Universität Oklahoma in den USA gemeinsam mit dem Betriebszentrum für Doppler-Wetterradare (Weather Surveillance Radar 88 Doppler Radar Operations Center) ausgereifte Filterverfahren für Wetterradare zur Minimierung der durch WEA verursachten Störechos.

Wie bereits angeführt haben in Deutschland EA DS Defence Eletronics und das BMU für 2008 eine Studie mit neuen Lösungsansätzen sowohl für die Radar- als auch für die WEA- bzw . Windparkauslegung geplant (siehe [R66]).

Verschiedene Wege w erden für die Radare erprobt: • Einsatz des "Sensitivity Time Control" auf dem Antennendiagramm, • Bildverarbeitung durch die Erkennung von Formen, • Verbesserung der Doppler-Auflösung, • adaptative Zielverfolgung, • usw .

Diese Arbeiten werden auch für WEA Folgendes untersuchen: • Störpotentialanalyse für die Radarsignale, • Entw icklung und Prüfung von dynamischen funktechnischen Modellen von WEA, • Absorptionssysteme der elektromagnetischen Wellen für die WEA.

ZU ERGÄNZEN, sow ohl für die Arbeiten zu WEA w ie zu Radaren.



10. PROBLEME BEI RARANLAGEN DER SEEFAHRT UND OFFSHORE-WINDPARKS

Verwendbare Studienberichte und Präsentationen:

[R37] Bericht von N. Ward und A. J. Grant der Seezeichenverwaltungen von Großbritannien und Irland (07.2004): „The Effects of Wind-farms on Marine Radio Systems“ (Ausw irkungen von Windparks auf den Seefunk)

[R38] MCA-QinetiQ-Bericht (15.11.2004): „Results of the electromagnetic investigations and assessments of marine radar, communications and positioning systems undertaken at the North Hoyle w ind farm by QinetiQ and the Maritime and Coastguard Agency“ (Ergebnisse der elektromagnetischen Untersuchungen und Bew ertungen der Radar-, Kommunikations- und Posit ionsbestimmungssysteme auf See in der Nähe des Windparks North Hoyle, durchgeführt von QinetiQ und der britischen Küstenw ache MCA)

[R39] MCA-Bericht (05.2005): „Offshore Wind Farm Helicopter Search and Rescue Trials Undertaken at the North Hoyle Wind Farm“ (Search and Rescue mit Hubschraubern an Offshore-Windparks – Tests am Windpark North Hoyle)

[R40] Bericht von BWEA/ MARICO Marine (04.2007): „ Investigation of Technical and Operational Effects on Marine Radar Close to Kentish Flats Offshore Wind Farm“ (Erforschung der Ausw irkungen auf Technik und Betrieb von Marineradaren in der Nähe des Offshore-Windparks Kentish Flats)

[R65] CETMEF-Präsentation (27.11.2007): „Problématique de la cohabitation des éoliennes avec les radars et autres systèmes de radionavigation marit imes et f luviaux“ (Problematik der Koexistenz von Windenergieanlagen und Radaranlagen sow ie anderen Funksystemen der See- und Binnenschifffahrt)

Andere Dokumente

[D33] Artikel im Boston Globe (17.12.2005): „Sneak attack on w ind farm“ (Überraschungsangriff auf Windpark)

[D34] Artikel in Médiaterre (14.08.2006): „Nouveau projet de ferme éolienne offshore dans le Massachusetts“ (Neues Offshore-Windparkprojekt in Massachusetts)

Richtlinien und Leitfäden

[R41] Mitteilung der britischen MCA (09.2004): „MGN 275 (M) - Proposed UK Offshore Renew able Energy Installations (OREI) - Guidance on Navigational Safety Issues“ (Geplante britische Offshore-Erneuerbare-Energien-Anlagen (OREI) – Richtlinie zu Sicherheitsfragen für die Schifffahrt)

[D42] MCA-Entw urf (08.2005): „Interim Guidance to mariners operating in the vicinity of UK Offshore Wind Farms“ (Vorläufige Richtlinien für Seeleute bei Manövern in der Nähe von britischen Offshore-Windparks)

[R42] Formular der britischen MCA (03.2006): „WINDFARM: “SHIPPING ROUTE” Template“ (Ungefähre Vorgaben für Schifffahrtsrouten in und um Windparks)

[R64] DTI-MCA-Handbuch (12.2005): „Guidance on the assessment of the impact of offshore wind farms“ (Leitlinie für die Bew ertung der Auswirkungen von Offshore-Windparks)



Kommentare zu diesen Dokumenten

Generell ist die Störw irkung von WEA auf Radare der Seefahrt geringer als auf die der Luftfahrt, w eil der Radarquerschnitt der Schiffe größer ist als der von Luftfahrzeugen. Wenn jedoch kleinere Schiffe geortet w erden sollen, ist ihr Radarquerschnitt relativ klein.

Es kann w ieder zu Blockierproblemen des Radarstrahls für Ziele kommen, die vom Radar aus gesehen hinter einem Windpark liegen, sow ie zu einer Abschattung für Ziele, die sich in der Nähe oder innerhalb eines Windparks bew egen. Es gilt das gleiche w ie für Luftverkehrsradare: Wellenreflexionen an den WEA können „Spiegelbilder" auf den Radarbildschirmen erzeugen.

In Großbritannien hat die Meeres- und Küstenschutzbehörde MCA (Marit ime and Coastguard Agency) eine Seite ihrer Internetpräsenz zu Schiffsmanövern in der Nähe von Windparks gew idmet: www.mcga.gov.uk/c4mca/mcgasafety_information/nav-com/offshore-renewable_energy_installations.htm Auf dieser Seite f inden sich auch die Referenzen [R37], [R39], [R41], [D42], [R42] und [R64], die zum Dow nload bereitgestellt sind.

Der DTI/MCA-Leitfaden [R64], der die Methodik zur Analyse der Risiken durch Offshore-Windparks für die Sicherheit der Seefahrt nennt, richtet sein Interesse besonders auf den Risikofaktor der Radarstörungen, ohne jedoch konkrete Zahlen zu nennen.

Die Dokumente [D42] und [R42] geben die einzuhaltenden Abstände für die Schifffahrt um Offshore-Windparks herum angesichts insbesondere der Radarstörungsproblematik w ieder.

BESTANDSAUFNAHME IN FRANKREICH

Das CETMEF (www.cetmef.equipement.gouv.fr) stellte am 27.11.2007 auf dem « Radar-Windenergie »-Workshop der Koordinierungsstelle für Windenergie die Ergebnisse einer theoretischen Studie vor, die 2007 vom ONERA erstellt w urde (siehe Referenz [R65]).

CROSS-Radare, Radaranlagen der Häfen und der Binnenschifffahrt: • Der Sichtw inkel ist fast horizontal und führt unw eigerlich zu Verw echslungen bei den

georteten Schiffen und der WEA. • Die fehlenden Doppler- und VCM-Analysen bei der Signalverarbeitung bew irken, dass die

Rotorblattrotation keine Clutter hervorruft. • Die Azimutgenauigkeit des Keulenbereichs bew irkt, dass die Auswirkungen einer einzigen

WEA (oder einer WEA-Reihe) getrennt geprüft w erden.

Die Radarstörungen führen zu einem lokalen „Blenden“ des Radars um die WEA herum: • Verdeckung der Ziele hinter der WEA: v.a. durch den Turm; die Rotorblätter verdecken nur

wenig (durchschnittliche Dämpfung von 0,3 dB hin und zurück). • Auftreten von Störzielen durch das starke WEA-Echo: Echo durch die Nebenkeulen der

Antenne ( Winkelverschiebung) und Mehrw eg-Effekt (hauptsächlich zeitliche Verschiebung).

Daher w urden Vorsichtsmaßnahmen für die Radaranlagen des Überw achungs- und Rettungsdienstes CROSS empfohlen: • völliges Verbot von WEA in einem Umkreis von 5 km um die Radaranlagen und ein

Interessenbereich zw ischen 5 und 20 km, • Errichtung von WEA in mehr als 1,5 bis 2 km von Seeschifffahrtsstraßen entfernt.

In der Tat bilden der Innenbereich des Windparks sowie die Randfläche von 1,5 bis 2 km Breite



einen Bereich, in dem die Erkennungs-/Lokalisierungs-/Identifizierungsleistungen des Radars beeinträchtigt sind.

Für Hafenradare w ird eine Verbotszone von WEA bis zu 10 km w eit im gesamten operativen Bereich des Radars mit einer Erw eiterung um 6° beider Winkelgrenzen dieses Sektors vertreten.

Das französische Zentrum für Luft- und Raumfahrt ONERA hat ebenfalls Störungen untersucht, die bei Peilern im VHF-Band aufgetreten sind. Sie treten in Form von Winkelanzeigefehlern durch WEA auf, die nahe an der direkten VHF-Wellenstrecke stehen. Sie entstehen beim Peiler hauptsächlich durch die Interferenz der vorhandenen elektromagnetischen Felder auf der direkten Wellenstrecke (Schiffssignale/Peiler) und den Mehrw egeffekt der Stufe 1 (Schiffssignale/WEA/Peiler). Folglich w ird die Auffassung vertreten, dass zur Wahrung der Genauigkeit der Winkelmessung des Doppler-Peilers (~ 0.3°) keine WEA in w eniger als 500 m der Seeschifffahrtsstraße und des Peilerstandorts errichtet w erden dürfen.

Das ONERA-Zentrum untersuchte auch mögliche Störungen der DGPS. Es w ird hier empfohlen, dass zur Vermeidung von Fehlern beim Posit ionskorrektursignal durch Mehrw egeffekte Satellit/WEA/GPS-Empfänger die WEA mehr als 1.200 m vom Schiff oder von der Referenzstation entfernt sein müssen.

Die ANFR bereitet einen Ber icht zu den Störw irkungen der WEA auf Radare und andere Funknavigationssysteme der See- und Binnenschifffahrt vor, der an die beiden ersten Berichte anknüpft. Dieser Bericht mit den Arbeiten des ONERA w ird Anfang 2008 verfügbar sein.

ZU ERGÄNZEN



11. AKTUELLER STAND DER GESETZLICHEN VORSCHRIFTEN UND DER VERWALTUNGSPRAXIS UND ZUKÜNFTIGE ENTWICKLUNGEN IN EUROPA UND DER WELT

Die Tabelle, in der die Vorschriften und Maßnahmen der verschiedenen europäischen Länder zusammengefasst sind, ist im vorliegenden Bericht in Anhang 8 aufgeführt.

Informationen zur aktuellen Situation in den verschiedenen Ländern erhalten Sie im Kapitel 9.2 "Bestandsaufnahme der Problematik nach Land oder Institut ion"

ZU ERGÄNZEN

12. ZUSAMMENSTELLUNG DER DERZEITIGEN SITUATION

Störw irkungen von WEA auf Radare sind ein Problem, das in vielen Ländern der Welt festgestellt w urde.

Obw ohl Großbritannien nicht die höchste Dichte an Windparks aufw eist, haben gerade dort die mit der Flugsicherung betrauten (zivilen und militärischen) Stellen zu einem sehr frühen Zeitpunkt reagiert. Auch hat das zuständige Ministerium (DTI) seit 2001 in Abstimmung mit der BWEA Forschungsvorhaben angestoßen, die auf die Erkennung und das Verständnis des Phänomens sow ie auf mögliche Lösungen abzielen (vgl. zu diesem Thema den Abschnitt „New and renew able energy programme“ (Programm für neue und erneuerbare Energien) im jüngsten Jahresbericht des DTI [D32]. Die Schlussfolgerungen w erden am Ende des Kapitels 6.2.1 w iedergegeben).

Nach zahlreichen sow ohl theoretischen als auch praktischen Arbeiten haben Einrichtungen wie QinetiQ und BAE Systems beträchtliche Fortschritte erzielt. Dies betrif f t nicht nur die Modellbildung des Phänomens, sondern auch Möglichkeiten zur Verringerung der Radarsignatur von WEA und die Signalverarbeitung, mit der die „Clutter“ der WEA zum großen Teil herausgefiltert (unterdrückt) werden können. Es scheint allerdings, als habe man sich bei den Studien und Versuchen in Großbritannien auf die Radaranlagen der Flugsicherung konzentriert und Störw irkungen auf Wetterradare deutlich w eniger untersucht.

Auf Frankreich übertragen empfiehlt es sich, dort einen Nutzen aus den gesammelten Erfahrungen zu ziehen, wenn die Ähnlichkeiten bei den Radaren, den Verarbeitungsverfahren und der Betriebsw eise groß genug sind (WEA w eisen sow ieso überall die gleichen Parameter auf). Die Aufmerksamkeit sollte auf Aspekte zu gerichtet werden, bei denen die Unterschiede zu anderen Ländern so groß sind, dass die Erfahrungen nicht oder nur schlecht übertragbar sind.



ANHANG 1: STANDORTE UND LEISTUNGSFÄHIGKEIT DER PRIMÄRRADARANLAGEN DER DGAC

Quelle: DSNA-DTI ; revue technique Nr. 60 vom Mai 2001; Artikel „STAR 2000: Radar primaire nouvelle génération“ (Primärradaranlagen jüngster Generation), ergänzt durch den DNA-Newsletter Nr. 104 von Mai 2004 und den DSNA-Bericht 2005 (Teil zu den technischen Realisierungen).

Radarstation Blagnac Blotzheim Mérignac Nizza Satolas Vitrolles Straßburg Orly 1 Roissy 1 Danmartin Aufgabe Landeanflug Landeanflug Landeanflug Landeanflug Landeanflug Landeanflug Landeanflug Landeanflug Landeanflug Landeanflug

Flughafen Toulouse Basel-Mühlhausen Bordeaux Nizza Lyon Marseille Straßburg Orly CDG Orly + CDG

Radartyp STAR 2000 TRAC

2000 TRAC 2000 STAR 2000 TRAC 2000 TRAC 2000 STAR

2000 TA 10 M-TD TA 10

M-TD TRAC 2100 Inbetriebnahme Apr 04 Apr 00 Jul 94 Ende 06 Jun 94 Ende 06 Sep 00 Dez 95 Apr 00 Sommer 98

Anzeige Reichweite (in

NM) 80 80 80 60 80 80 60 60 60 90

Rotations-geschwindigkeit 12 15 15 15 12 12 15 15 15 12

Antennentyp AN-2000S THD 284 THD 284 AN-2000S THD 286 THD 286 AN-2000S AC 316 AC 316 K THD 286 Höhe

Boden/Turm (m) 28 30 30 28 30 27 28 4,35 25,8 37,5 Max.

Antennengewinn (dB)

34 32 32 34 33 33 34 34 35 33

Winkelöffnung (°) 1,4 2,35 2,35 1,4 1,72 1,72 1,4 1,5 1,5 1,72 Polarisation zirkular zirkular zirkular zirkular zirkular zirkular zirkular zirkular zirkular zirkular

Frequenz S L L S L L S S S L Pulsbreite (µs) 1 und 75 1 und 60 1 und 60 1 und 75 1 und 60 1 und 60 1 und 75 1,1 1 1 und 60 Peakleistung

(kW) 18 10 10 18 10 10 18 400 400 20 Durchschnittliche

Leistung (kW) 1,14 0,79 0,79 1,14 0,79 0,79 1,14 0,90 0,82 1,52

Nachfolgend w ird eine Karte der Radarabdeckung (60 oder 80 NM) vorgestellt:

Zivile Luftfahrt – Abdeckung durch Primärradaranlagen



ANHANG 2: STANDORTE DER SEKUNDÄRRADARANLAGEN DER DGAC

Die folgende Tabelle führt die operativen Sekundärradaranlagen Ende 2007 für die Flugstraßenüberw achung mit den geographischen Koordinaten des geodätischen Systems WGS 84 (geographische Breite und Länge zur Vereinfachung in Dezimalgrad) auf:

Radarstation Typ Breite in Dezimalgrad

Länge in Dezimalgrad

Platzhöhe

Höhe Antenne /

Boden - Kontinentalfrankreich -

Auch-Lias Monopuls 43.57972 1.13583 303 030 Avranches-Gathemo Monopuls 48.76250 -0.96556 367 030 Biarritz-Artzamendi Monopuls 43.28389 -1.40583 916 019 Bordeaux-Lestiac Monopuls 44.69806 -0.37111 92 030

Boulogne-Vaudringhem Monopuls 50.65056 2.03750 193 030 Brest-Loperhet Monopuls 48.39694 -4.32222 164 023

Chaumont-Cirfontaines Monopuls 48.44972 5.39944 423 030 Corse-Figari Monopuls 41.49861 9.10194 10 020

Grasse-HtMontet Monopuls 43.71583 6.93028 1335 015 Grenoble-Four Monopuls 45.55667 5.19444 522 030

Le Grand Ballon Monopuls 47.90056 7.09917 1424 012 Limoges-MtsdeBond Monopuls 46.02583 1.03056 514 030 Montpellier-LesPlans Monopuls 43.78667 3.24556 0854 030 MtVentoux-Bedoin Monopuls 44.17417 5.26833 1826 015

Nevers-Letelegraphe Monopuls 47.07778 4.02472 0806 030 Paris-Nord-Coubron Monopuls 48.92417 2.56806 124 030 Paris-Sud-Palaiseau Monopuls 48.71722 2.23667 150 030 RocheYon-StMichel Monopuls 46.85583 -0.87500 270 021 Tours-Monthodon Monopuls 47.63500 0.78611 163 030

- Neue, 2008 in Betrieb genommene Radare -

Pierre sur Hautes ( 63 - 42) 45.65278 3.80889

Saint Goazec (29) 48.14611 -3.72361

- Standorte in Übersee -

FortdeFrance-MorneVent Monopuls 14.52722 -61.89972 377 030

Pte-à-Pitre-Chazeau Monopuls 16.28944 61.44889 103 030

Weitere noch im Versuchs- oder Planungsstadium befindliche Radare sind in dieser Tabelle nicht erfasst.

Zu Illustrationszw ecken nachfolgend die Standortkarte der Monopuls-Radarstationen, Stand 2001 (Quelle: Fachzeitschrift Aviation Civile, Ausgabe Juli-August 2001; Artikel « De A à S, les radars traversent les modes » (Von A bis S, Radar über alle Modi hinw eg) sowie die Karte aus dem Anhang 4 des CCE5-Berichts Nr. 2 vom 02.05.2006 „Perturbations du fonctionnement des radars f ixes de l’aviation civile et de la défense par les éoliennes“ (Störw irkungen von Windenergieanlagen auf stationäre Radaranlagen der zivilen und militär ischen Luftfahrt).



Standorte der Monopuls-Radare (Stand 2001)

Zivilluftfahrt – Standort der Sekundärradaranlagen (2006)

Station monoimpulsion

Monopuls-Station

Station monoimpulsion destinée à passer en mode S à moyen terme

Monopuls-Station, die mittelfristig auf den S-Modus umgestellt werden soll

SSR MONOPULS SSR MODE S

SSR MODE S Anflug



ANHANG 3: STANDORTE UND ABDECKUNG DER STATIONÄREN MILITÄRRADARANLAGEN

Aus Vertraulichkeitsgründen zum Schutz des französischen Staatsgebiets kann der genaue Standort aller Radaranlagen der Verteidigung nicht genannt w erden. Dennoch gibt eine öffentliche Dokumentation substantielle Informationen zu diesem Bereich. Darüber hinaus können Projektträger im Einzelfall Angaben zum Standort eines Radars bekommen, w obei die Information der genauen, geographischen Koordinaten nur für den jew eiligen Bedarf herausgegeben w ird.

Die stationären Radaranlagen der nationalen Verteidigung haben folgende Aufgaben: • Erfassung der Allgemeine Luftlage SAG (Situation aér ienne générale) zur Gew ährleistung

dauerhafter Sicherheit, • Kontrolle der Luftfahrzeuge im Allgemeinen Flugverkehr CAG (Circulation aérienne

générale) und im Militärischen Flugverkehr CAM (Circulation aérienne militaire). Dazu müssen die Radaranlagen eine lückenlose Abdeckung des Luftraums über dem Staatsgebiet gew ährleisten, w as eine bestimmte Zahl von Stationen und eine entsprechende geographische Verteilung der Anlagen erfordert.

Darüber hinaus w erden die von den Militärradaren erfassten Informationen an die DGA C übermittelt, um auch die Überw achungskapazität der Radare für Luftfahrzeuge im nationalen Luftraum zu ergänzen.

Mobile Radare der nationalen Verteidigung sollen den dauerhaften oder punktuellen Schutz bestimmter Standorte oder Ereignisse gew ährleisten bzw . die nationale Radarabdeckung ergänzen oder unterstützen.



ANHANG 4: STANDORTE DER WETTERRADARANLAGEN

Der genaue Standort der Wetterradare, ihre Frequenzbänder und die entsprechenden Schutz- bzw . Interessenbereichsangaben stehen in der nachfolgenden Tabelle. Die Informationen sind der RADEOL-Website von Météo-France entnommen.

Radar Departement lambert Il étendu (in Metern)

Boden-höhe

Höhe Radar-strahl

Frequenz

Schutzgebiet

Interessen-bereich

lambert_X lambert_Y (Meter) (Meter) Band (km) (km)

Abbev ille Somme 80 564064 2571243 71,1 83,6 C 5 20

Aléria Haute-Corse 2B 1193011 1707563 50,3 63,6 S 10 30

Arcis-sur- Aube

Aube 10

745929 2386638 156,433 165,683 C 5 20

Av esnois Nord 59 705663 2571284 191,8 208,8 C 5 20

Blaisy -Haut Côte d'or 21

784257 2264576 592,25 607,25 C 5 20

Bollène Vaucluse 84 793611 1927637 309 324,5 S 10 30

Bordeaux Gironde 33 360477 1 985791 48 71 S 10 30

Bourges Cher 18 601753 2228763 161 173 C 5 20

Cherv es Vienne 86 426353 2 191 250 159,2 174,2 C 5 20

Collobrières Var 83 928412 1809994 640,51 653,7 S 10 30

Falaise Calv ados 14 417758 2439438 155 166 C 5 20

Grèzes Dordogne 24 523876 2011995 351 361 S 10 30

Momuy Landes 40 361 973 1 851 441 126 145 C 5 20

Montancy Doubs 25 953446 2273746 913,3 925,3 C 5 20

Montclar Av eyron 12 621932 1887707 667,6 678,6 C 5 20

Nancy Meurthe-et-Moselle 54 912369 2421464 286,3 297,55 C 5 20

Nîmes Gard 30 774495 1869560 71 78 S 10 30

Opoul Py rénées- orientales 66 643236 1768517 704,6 717,8 S 10 30

Plabennec Finistère 29 100024 2406206 97 111 S 10 30

Saint-Nizier Rhône 69 763147 2120638 908 920 C 5 20

Sembadel Haute-Loire 43 707715 2033120 1115 1141 C 5 20

Trappes Yv elines 78 575814 2419535 167 191 C 5 20

Toulouse Haute-Garonne 31

522312 1841851 158 187 C 5 20

Treillières Loire-Atlantique

44 298562 2267195 68 80 C 5 20



Nachfolgend w erden die Standorte der verschiedenen Radare zur Vereinfachung in Breiten- und Längenangaben aufgeführt (im geodätischen System WGS 84 und in Dezimalgrad):

RADAR Breite Länge RADAR Breite Länge

Abbeville 50.13592 1.83464 Momuy 43.62469 -0.60919 Aléria 42.12974 9.49640 Montancy 47.36865 7.01907

Arcis-sur-Aube 48.46210 4.30928 Montclar 43.99047 2.60968 Avesnois 50.12843 3.81191 Nancy 48.71579 6.58155

Blaisy-Haut 47.35516 4.77594 Nîmes 43.80607 4.50273 Bollène 44.32299 4.76212 Opoul 42.91838 2.86500

Bordeaux 44.83132 -0.69173 Plabennec 48.46083 -4.43000 Bourges 47.05871 2.35961 Saint-Nizier 46.06626 4.44551 Cherves 46.69864 0.06555 Sembadel 45.29013 3.70939

Collobrières 43.21656 6.37290 Trappes 48.77381 2.00762

Falaise 48.92722 -0.14945 Toulouse 43.57434 1.37617 Grèzes 45.10433 1.36961 Treillières 47.33556 -1.65388

Auf der folgenden Seite f inden Sie die Karte mit den Standorten, für die Météo-France die Errichtung von WEA abrät, da dort Wetterradare betrieben w erden (Karte ist der RADEOL-Website von Météo-France entnommen).



Legende Wetterradare

f unktechnische Verbotszone 2km um das Radar

Grenzen der Wetterregionen

Schutzbereich 5 km im C-Band 10 km im S-Band

Interessenbereich

20 km im C-Band 30 km im S-Band

zukünftiger Interessenbereich – geplante Standortänderung:

-Bordeaux bei Saint-Laurent Médoc -Toulouse bei Lahage



ANHANG 5: STANDORTE DER HAFEN- UND CROSS-RADARANLAGEN

Abdeckung der Hafen- und CROSS-Radaranlagen (2007)



ANHANG 6: IN FRANKREICH BETRIEBENE WINDENERGIEANLAGEN

Nachfolgend eine von France Energie Eolienne (SER/FEE) erstellte Karte

Parc en exploitation betriebener Windpark Permis de construire accepté mit Baugenehmigung Mixte Gemischt Für genauere Angaben, w enden Sie sich bitte an France Energie Eolienne: http://fee.asso.fr



ANHANG 7: STANDORTE DER WETTERRADARANLAGEN IN EUROPA

European Weather Radars Europäische Wetterradare operational radars In Betrieb befindliche Radare planned radars Geplante Radare http://www.chmi.cz/OPERA/ http://www.chmi.cz/OPERA/ Update : 3.1.2007 Stand 03.01.2007

Europäisches Wetterradarnetz im Jahr 2007

Diese Informationen stehen auf der Website: www.knmi.nl/opera/euradars.html von EUMETNET/OPERA, die für jedes Land den Standort und die Hauptdaten der Wetterradare angibt.



ANHANG 8: SCHUTZMAßNAHMEN FÜR ZIVILE UND MILITÄRISCHE RADARANLAGEN (STAND 2003)

Nachfolgend ist die Tabelle „Summary of main f indings“ vom STASYS-Bericht « Wind turbines and aviation interests - European experience and practice » von Januar 2003 [R06] aufgeführt, nach einer vom DTI beauftragten Studie.

Diese Tabelle w urde im Bericht CCE5 Nr. 2 „Perturbations du fonctionnement des radars f ixes de l’aviation civile et de la défense par les éoliennes“ [R02] übernommen.



Bericht der STASYS (01.2003): „Wind turbines and aviation interests - European experience and practice“ (Windenergieanlagen und Interessen der Luftfahrt – Erfahrungen und Praxis in Europa)

ZUSAMMENFASSUNG DERWICHTIGSTEN ERGEBNISSE

Sicherheitstechnische Bestimmungen für den Standort zivil2

Flughafen

Sicherheitsbestimmungen Rollfeldradar Sonstige

Militär

Planungs- , Evaluierungs- und

Genehmigungsverfahren

Tiefflug-Richtlinien

Aufzeichnungsbestimmungen

Richtlinien für SAR-

Operationen

Kennzeichnung und

Befeuerung

GB Prüfung, wenn innerhalb von 17 km (zivil)

Prüfung, wenn innerhalb von 30

km

Prüfung, wenn innerhalb von 34 km (ILS); 30 km (andere Systeme)

Prüfung, wenn innerhalb von 74 km

vom Radar der Luftverteidigung; Entwickler muss beweisen, dass es keine negativen

Auswirkungen gibt

Freiwillig; oft genutzt Verpflicht end, über örtliche

Planungsbehörde

Normalerweise nicht unter

250 Fuß

Aufgezeichnet, wenn bei

300 Fuß

Keine Angaben

Richtlinien werden

entwickelt

Dänemark ICAO-Normen ICAO-Normen

ICAO-Normen; VOR nicht

innerhalb von 1 km

Keine Angaben

Windenergie in regionale Pläne integriert;

Planungsbehörden informieren

Luft fahrtbehörden

keine Einschränkung

en für Bauwerke <100 km

Aufgezeichnet, wenn bei 100 moder „wenn für

notwendig erachtet“

Keine Angaben

Nationale Richtlinien

Deutschland ICAO-Normen ICAO-Normen ICAO-Normen 5 km Schutzbereich;

20 km ’Interessenbereich’

Bauausschüsse informieren Luft fahrtbehörden, Pläne

sind innerhalb von 2 Monaten zu prüfen


1000 Fuß

Aufgezeichnet, wenn bei 100 moder „wenn für

notwendig erachtet“

Stellungnahmen durch SAR-

Betreiber

Nationale Richtlinien

Niederlande ICAO-Normen

ICAO-Normen; nicht > 150 m

innerhalb von 30 km

ICAO-Normen Keine Angaben Kein festgelegtes Verfahren außerhalb von gesicherten

Flughäfen


1200 Fuß

Archivierung aller Bauwerke

> 300 Fuß

Keine Angaben

Gemäß ICAO-Bestimmungen

für große Bauwerke

Schweden ICAO-Normen ICAO-Normen ICAO-Normen keine

luft fahrtspezi fischen Bestimmungen

Freiwillig Nicht unter 50 m

’FIA’-Datenbank (>50 m in

Städten, > 20 m auf dem Land)

Wie in Deutschland

Wie in den Niederlanden

Norwegen ICAO-Normen ICAO-Normen, zusätzliche Prüfung, wenn innerhalb von 10 nm und im

LOS, (ILS nicht innerhalb von 20 nm) Nicht bekannt

Energiebehörden informieren

Luft fahrtbehörden Nicht bekannt Hindernisse >

15 m erfasst Keine

Angaben Nationale

Richtlinien

2 Für Primärradare sieht die ICAO-Norm ein geschütztes Oberflächengefälle mit einem Gradienten von 1:100 vor; für Sekundärradare ein Gefälle von 1:200; für Navaids mit 1:50.

Documents

Zusammenfassung Windenergieanlagen Radar Jan08 De