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Referenz 20. Oktober 2022

Bedarfsgesteuerte Nachtkennzeichnung (BNK) für Windenergieanlagen mit Deutsche Windtechnik Steuerung und WAGO

Um die Lichtemissionen des nächtlichen Himmels zu reduzieren, dürfen Windkraftanlagen in Deutschland bald nur noch leuchten, wenn sich ein Flugobjekt nähert. Eine Lösung für diese sogenannte Bedarfsgesteuerte Nachtkennzeichnung (BNK) bietet die Deutsche Windtechnik Steuerung mit einem transponderbasierten BNK-System. Mit dabei ist das WAGO Relais, Bestellnr. 857-304.

Qualitativ hochwertige Instandhaltung von Windenergieanlagen hat sich die Deutsche Windtechnik Steuerung mit Sitz in Husum-Ostenfeld auf die Fahne geschrieben. Deutschlandweit hat das Unternehmen rund 2.400 Windräder im Wartungsvertrag – global kommen weitere dazu. Neben der standardmäßigen Wartung von Onshore- und Offshore-Windkraftanlagen forscht das Team der Deutschen Windtechnik Steuerung an der Neu- und Weiterentwicklung ihrer Services. Als 2018 ein Gesetzentwurf für bedarfsgesteuerte Nachtkennzeichnung (BNK) der Beleuchtung von Windkraftanlagen in den Entwurf ging, begannen die Techniker und Ingenieure der Deutschen Windtechnik Steuerung mit der Entwicklung einer Lösung, um das rote Blinken der Anlagen nur bei Bedarf einzuschalten. Damals gab es nämlich noch kein fertiges Industrieprodukt, dass den hohen Sicherheitsanforderungen des Gesetzgebers gerecht wurde.

Einfach ausschalten ist hier natürlich nicht die Lösung, schließlich erfüllt die Beleuchtung eine sicherheitsrelevante Funktion. Sie warnen sich nähernde Flugobjekte vor den Windenergieanlagen. Die Lösung muss also den Luftraum überwachen und ein Signal abgeben, um die Nachkennzeichnung aufleuchten zu lassen, sobald sich Hubschrauber, Flugzeuge und Co. in einem Radius von vier Kilometern nähern. BNK umsetzen müssen Betreiber von Windkraftanlagen verpflichtend bis 31. Dezember 2022 an Land und bis zum 31. Dezember 2023 auf See. Das Gesetz gilt für Windräder ab einer Höhe von 100 Metern. Davon betroffen sind damit die Mehrheit der Windräder in Deutschland.

Deutsche Windtechnik Steuerung setzt auf WAGO

Aktuell gibt es nur eine Handvoll Lösungen, um BNK umsetzten. Drei Anbieter setzen auf WAGO – darunter die Deutsche Windtechnik Steuerung. Sie haben eine sogenannte BNK-Box entwickelt, die Betreiber von Windenergieanlagen nachrüsten können.

„Bei der Entwicklung unserer BNK-Box mussten wir einige Herausforderungen lösen. Sie war kein Selbstläufer“, erinnert sich Karl Keusgen, Geschäftsführer der Deutschen Windtechnik Steuerung. „BNK stellt einen Eingriff in die Sicherheit des Luftfahrtverkehrs da. Wir mussten viele Nachweise erbringen. Dabei ging es zum Beispiel darum, dass die Leuchten in einem gewissen Zeitraum aufleuchten können müssen – das muss sichergestellt sein. Eine andere Herausforderung waren die Vielfalt an Windkraftanlagen und geographische Herausforderungen wie Berge und Täler“, führt der Experte weiter aus.

Die Lösung der Deutschen Windtechnik Steuerung sieht ein unabhängiges, transponderbasiertes System vor, das in bestehende Anlagen integriert werden kann. Dabei gibt es verschiedene Konfigurationsstufen. Die Komplettlösung stattet den gesamten Windpark aus. Ein Transponderempfänger dient als Master-Box, die zentral im Windpark installiert und von der Deutschen Windtechnik Steuerung betrieben wird. Jedes einzelne Windrad erhält eine BNK-Box – eine Slave-Box, über die sich die Nachtkennzeichnungsanlage steuern lässt. Installiert wird die Box im Maschinenhaus der Anlage.

Ab Januar 2023 müssen Windkraftanlagen mit einem System zur bedarfsgerechten Nachtkennzeichnung ausgestattet sein, um Lichtverschmutzung zu reduzieren.
Foto: Udo Hallstein/vor-ort-foto.de

Unabhängiges BNK-System

Die Kommunikation der Boxen erfolgt über eine lokale, eigens entwickelte Funklösung der Deutsche Windtechnik Steuerung, die unabhängig von der anderen Infrastruktur, der Windparkgrenzen und der Anlagentechnologie ist. Ein Transponderempfangsmodul überwacht den Luftraum und generiert Schaltsignale für die Beleuchtung des Windrads. Es erfasst Flugobjekte in einem Umkreis von zehn Kilometern mit einer Flughöhe von 600 Metern oder weniger. Haben sie einen Radius von vier Kilometern um den Windpark erreicht, gibt das Modul ein Signal weiter und die Windräder beginnen rot aufzublinken. Pro Transponder können 63 Slave-Boxen installiert werden.

Alle fünf Millisekunden sendet der Transponderempfänger ein Signal an die BNK-Boxen. Erhalten diese 20 Millisekunden lang kein Signal, geht das Licht der Nachtkennzeichnung aus Sicherheitsgründen automatisch an. Das Gleiche passiert, wenn ein Fehler in der Transponderbox auftreten sollte. In diesem Fall leuchten alle an die Transponderbox angeschlossenen Windenergieanlagen auf. Liegt ein Fehler in der BNK-Box vor, blinkt nur das betroffene Windrad. Somit sind die Leuchten nur ausgeschaltet, wenn alles hundertprozentig funktionsfähig ist und sich kein Flugobjekt nähert.

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