Sommerzeit ist Gewitterzeit. Mit diesen Worten begann bereits der Beitrag über Kohlekraftwerke, bei dem das Ergebnis leider war, dass durch die hohe Leistung, die dort entsteht auch die Auswirkungen schockierend sind. Nur kein Blackout, lautet der Auftrag der Betriebsmannschaften.

Im Nachgang erreichte blog.stromhaltig die Frage, wie es eigentlich bei Windkraftanlagen aussieht? Droht durch diese Anlagen bei einem Gewitter auch ein Stromausfall auf einer großen Fläche? Das beruhigende Fazit vorab: Nein, ein Versorgungsrisiko geht von diesen Anlagen bei einem Gewitter nicht aus.

Man bringt es jedem Kind bei, dass ein Blitz immer in das höchste Gebäude einschlägt. blog.stromhaltig hat bei der technischen Betriebsführung eines Betreiber nachgefragt:

„Windenergieanlagen(WEA) sind , durch Ihre Höhe im meist ausgeräumter Natur beste Blitzfänger. So werden WEA mehrmals jährlich von Blitzen getroffen (Überschläge an Blitzableitstrecken kann man gut erkennen).“

Im Abschlussbericht der Studie „Blitzschutz von Windenergieanlagen“ des Bundeswirtschaftsministeriums wurde der Blitzschlag statistisch ausgewertet. Kann bei einer älteren, kleineren Einlage einige 10 Einschläge pro Jahr registriert werden, so sind es bei Anlagen der MW-Klasse schon einige 10 Einschläge. Bei älteren Anlagen gab es noch keinen Blitzschutz an den Rotorblättern, was sich negativ auf die Schadensbilanz auswirkte.

An der Schadensbilanz muss man allerdings erkennen, dass das Stromnetz für den zeitgleichen Totalausfall von über 3.000 Windenergieanlagen ausgelegt ist, ein Vorfall, der sich wahrscheinlich niemals einstellen wird. Der zeitnahe Ausfall von 2 Großkraftwerken, kann aber durchaus das Stromnetz zum Stolpern bringen.

„Für die WEA ist ein Blitzschlag in den meisten Fällen kein Problem, der Blitz wird in der Blattspitze von einem Blitzrezeptor aufgenommen und über den Turm in die Erde abgeleitet.“

Wegen des Materials einer solchen Anlage, ist der Blitzschutz direkt bei der Konstruktion zu berücksichtigen. Ähnlich dem Flugzeugbau werden in die verwendeten Verbundstoffe bei der Compositfertigung bereits dünne Gewebe aus leitfähigem Material eingearbeitet (wenn ich es richtig verstanden habe) . Dieses Prinzip, sorgt dafür, dass die Energie des Blitzschlages abgeleitet werden kann und nicht zu Schäden in der Anlage führt. Laut Windkraftkonstruktion wird so eine Absicherung der Blitzschutzklasse II bei Anlagen auf dem Land erreicht ( entspricht einer 150 Kiloampere Absicherung).

„In einzelnen Fällen, bei schadhafter Blitzableitanlage kann es bei Blitzeinschlag  zu einer Beschädigung am Rotorblatt kommen,  die dann repariert werden muss.“

Bei der bereits genannten Studie des Bundeswirtschaftsministeriums hat man über einen Fragebogen 168 Schadensereignisse protokollieren und auswerten können. Repräsentativ ist diese Studie allerdings nur hinsichtlich relativ alter/kleinen Anlagen. Bei den Schäden an den Rotorblättern konnte eine leichte Abnahme festgestellt werden, es gab allerdings auch Schäden der Informations- und Kommunikationseinrichtungen. An dieser Stelle soll auch auf den Kommentar des Lesers Rainer hingewiesen werden,  der nicht ganz unrecht hat, wenn er bei Schäden in der IT und Kommunikation das gesellschaftliche Leben schnell auf einem „niedrigen Niveau“ sieht.

„Zu Störungen bei der Einspeisung kommt es nur,  wenn durch Blitzeinschlag ins Netz eine Überspannung induziert wird.  Diese Störung wird durch die WEA in den meisten Fällen automatisch behoben. Das ganze Windparks ausfallen ist eher unwahrscheinlich.“

Auch dieser zweite Beitrag über die Auswirkung von Gewittern führt zu dem Punkt, dass der Blitz am ehesten in das Netz selbst einschlägt. Bei Kohlemeilern führte dies zu einem schwer vorhersehbaren Zustand, bei der Windenergie ist die Situation eher entspannt.

In einem weiteren Beitrag sollen Netzbetreiber zu Worte kommen, denn dort sind Gewitter scheinbar ein ernstes Thema.

Den Beitrag "Gewitter im Windpark offline Lesen:

3 Gedanken zu “Gewitter im Windpark

  1. Ab dem Satz
    „Kann bei einer älteren, kleineren Einlage….“
    stimmt was nicht, da steht immer einige 10 Einschläge?
    Verstehe ich nicht, trotzdem interessanter Artikel!

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  2. Hallo Thomas,

    ja, die Formulierung ist wirklich etwas ungeschickt. Hatte es aus der Studie übernommen, bei der es „einige wenige 10 Einschläge – im Vergleich zu vielen 10 Einschläge“ – Denke, wenn man Duzend geschrieben hätte, würde man es besser verstehen.

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  3. Was „groß und unbeweglich“ ist, wird immer in einem höheren Maß gefährdet sein, als kleine „Ziele“. Eine Binsenweisheit, welche auch auf ein Stromnetz und seine diversen „Generatoren“ zutrifft.

    Egal woher die Gefahr kommt – menschengemacht oder „natürlich“ – auf ein immer komplexeres Konstrukt wie das Stromnetz, welches schon sehr lange nichtmehr von dem ihm begleitenden Informationsnetz getrennt betrachtet werden kann, ist vielerlei Gefahren ausgesetzt.

    Es als Ganzes dagegen zu „härten“, dürfte unabhängig welche Gefahren abgewehrt werden sollen, längst unmöglich sein. Bleibt also nur die Wirkungen der unterschiedlichen Angriffe auf die lokale Ebene zu begrenzen. Je größer die „kleinteiliger Autarkie“, desto größer die Wahrscheinlichkeit, im Falle eines GAU (nein nicht der !) wenigstens einen „Flickenteppich“ von noch intakten „Versorgungsinseln“ zu erhalten. Was dann wiederum die „Schwarzstartfähigkeit“ des Systems erhöhen wird, weil nicht schwarzstartfähige „Generatoren“ mit Hilfe solcher Verbünde wieder „online“ gehe können. Der „GAU“ hier also ein flächendeckender „Blackout“ muss schon durch eine geänderte Struktur verhindert werden.

    Neben geradezu „alltäglichen“ Erscheinungen wie Blitz, Orkanböen, Vereisung und was es da noch alles so geben mag, gibt es auch „himmlische“ Erscheinungen die vielen zu exotisch sind um sie überhaupt „in Rechnung zu stellen“. Doch warum also diese Meldung :

    ZITAT
    Göttingen (dpa) – Ein neues europäisches Frühwarnsystem für Weltraumwetter soll helfen, Millionenschäden an Satelliten oder Stromnetzen zu verhindern.

    Wenn die Sonne brodelt und sich Sonnenstürme auf den Weg in Richtung Erde machen, kann dies zu schweren Schäden etwa an Stromnetzen oder Satelliten führen. Das neue europäisches Frühwarnsystem für Weltraumwetter soll nun die Vorhersage verbessern und so Millionenschäden verhindern helfen….

    …. Sonnenstürme führten zum Beispiel 2003 zu einem mehrstündigen Stromausfall in Schweden, einem Ausfall des europäischen Flugradars und zur Streichung zahlreicher Flüge in den USA . Der rund 390 Millionen Euro teure Forschungssatellit «Midori 2» ging verloren.“ / ZITAT

    Na ja, Schweden ist weit weg ??? Schon, aber auch hier gibt es das „ENTSO-E (European Network of Transmission System Operators for Electricity) oder dt. „Verband Europäischer Übertragungsnetzbetreiber“. Alles ist mit allem verbunden. Und wenn schon nicht verbunden, dann kann dennoch aus den Problemen anderer etwas gelernt werden.

    Statt eines riesigen, zentralistischen und damit höchst verletzlichen Superstromnetz, sollte die Chance stattdessen einen strategisch „losen Verbund“ von autonomen Inseln stehen. Nicht „lose“ im alltäglichen Betrieb, aber bei Störungen in möglichst viele autonome Einheiten, welche sich auf „ihre Insel“ solange zurückziehen, bis die „Alltagssituation“ wieder hergestellt ist. Dazu gehört auch ein „Datennetz“ welches sich ebenfalls auftrennen lässt, wen „besondere Situationen“ dies notwendig machen.

    Je weniger „Systemrückwirkungen“ à la „Dominoeffekt“ in einem Netzwerk auftreten können, desto schwieriger gestaltet es sich für einen potentiellen Angreifer nachhaltig in eine Netzwerk „einwirken zu können“. Wenn z.B hunderttausende von bereits existierenden PV-Kleinanlagen mit el. Speichern ausgerüstet sich einfach und schmerzlos vom Netz trennen können, bleiben genügend Kapazitäten übrig um die betroffenen Teile wieder „aufzubauen“. Das gelingt natürlich nicht, wenn ein „einziger Befehl“ genügen würde da „einzugreifen“. Das würde ganz im Gegenteil zum Zusammenbruch durch „Lastwegnahme“ führen. Alles was in diesem Sinn „zentralistisch“ wirkt, kann gegen das Netz gerichtet werden.

    Bei der Suche nach Infos bin ich ganz nebenbei auf das gestoßen : (WIKI) „das skandinavische Verbundnetz NORDEL oder das russische Verbundnetz IPS/UPS aus technischen Gründen nicht direkt zusammengeschaltet werden können und zueinander asynchron sind. Elektrische Energie zwischen den verschiedenen Verbundnetzen kann nur mittels Gleichstrom in HGÜ-Kurzkupplungen (GKK) oder Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungen (HGÜ) in vergleichsweise geringem Umfang ausgetauscht werden.“

    Ein interessanter Aspekt, so können (und werden wohl auch) Teile des Verbundnetzes „unterteilt werden“. Um z.B. auch „asynchrone“ Verbindungen herzustellen. Was dem Stromnetz sein „HGÜ“, könnte beim Datennetz wo das sinnvoll wäre, über „optische Verbindungen“ (Glasfaserübertragung) vom „Kupfernetz“ die notwendige Distanz gewahrt bleiben. Funkübertragung, aber auch „Powerline“ dagegen ist eine höchst gefährliche Art wichtige Daten zu übertragen. Was „just for fun“ (Mobilfunk, TV usw.) toll ist, auch für lebenswichtige Datenübertragung zu nutzen, ist wohl der Gipfel der Unvernunft.

    LINKS finden sich unter „Rainer“ – dort am Ende des Beitrags

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