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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines aus mindestens einer, bevorzugt aus mehreren Windenergieanlagen bestehenden Windparks innerhalb des technischen Erfassungsbereichs eines Radarsystems zur Überwachung eines durch Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichneten Bereichs. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung aus mindestens einer, bevorzugt aus mehreren Windenergieanlagen innerhalb des technischen Erfassungsbereichs eines Radarsystems zur Überwachung eines durch Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichneten Bereiches und mit einer Steuerungseinrichtung für die Steuerung dieser Windenergieanlagen in wenigstens zwei Betriebsmodi, wobei ein zweiter Betriebsmodus durch eine gegenüber der maximalen Höhe des ersten Betriebsmodus reduzierte Höhe gekennzeichnet ist, wobei der erste Betriebsmodus und der zweite Betriebsmodus verschieden sind. Schließlich betrifft die Erfindung ein System umfassend eine solche Anordnung sowie ein Radarsystem, wobei die Windenergieanlagen innerhalb des Erfassungsbereichs des Radarsystems zur Überwachung eines durch Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichneten Bereiches angeordnet sind.
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Verfahren zum Betreiben von Windenergieanlagen in Betriebsmodi, die durch eine reduzierte Höhe der Windenergieanlage gekennzeichnet sind, sind im Stand der Technik bekannt und dienen z.B. dem sicheren und koordinierten Anfliegen von Windenergieanlagen durch Flugobjekte zur Überprüfung und Wartung der Windenergieanlagen. Es handelt sich bei den Flugobjekten typischerweise um Hubschrauber, die eine Landeplattform eines Offshore-Windparks anfliegen. Solche Betriebsmodi zeichnen sich in der Regel dadurch aus, dass diese manuell aus dem Flugobjekt heraus, welches sich im Einflussbereich der Windenergieanlage befindet, an der jeweiligen Windenergieanlage, die zur Überprüfung oder Wartung angeflogen wird, eingestellt werden. Nach erfolgter Überprüfung und Wartung wird die Windenergieanlage, nach Verlassen des Einflussbereichs der Windenergieanlagen wieder in den ursprünglichen Betriebsmodus versetzt. Der Wechsel zwischen den Betriebsmodi erfolgt dabei jeweils aus dem Flugobjekt heraus, welches die Windenergieanlage zur Wartung und Überprüfung anfliegt. Da solche Verfahren seit langem im Stand der Technik bekannt sind, ist eine detaillierte Beschreibung nicht erforderlich.
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Es ist ebenfalls seit langer Zeit bekannt, dass zum Beispiel Windenergieanlagen ab einer gewissen Höhe, potentiell störende Hindernisse für Luftfahrzeuge darstellen und somit einen störenden Einfluss auf Flugplätze mit Flugbewegungen von Flugobjekten haben. Die Höhe der sich drehenden Rotorblätter führt potentiell zu gefährlichen Kollisionen mit Flugobjekten, dies stellt eine Gefahr für den Flugverkehr und die Sicherheit der Windenergieanlagen dar. Eine solche Gefahr verringert sich mit abnehmender Höhe der Windenergieanlage. Windenergieanlagen, welche eine bestimmte Höhe überschreiten, sind in Bereichen von Flugplätzen, welche durch Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichnet sind, unzulässig. Aber auch Windenergieanlagen außerhalb des Umfeldes von Flugplätzen können potentiell störende Hindernisse für Luftfahrzeuge darstellen. Die öffentlich-rechtliche Genehmigung zur Errichtung und zum Betrieb von Windenergieanlagen erfolgt daher immer erst nach einer Prüfung, ob dadurch ein potentiell störendes Hindernis für Luftfahrzeuge entsteht.
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Die vorliegende Erfindung betrifft also solche Windenergieanlagen, die wegen ihrer Bauhöhe und der räumlichen Nähe zu einem Flugplatz mit Flugbewegungen von Flugobjekten aufgrund der eingangs genannten Störwirkung problematisch sind. Betroffen sind also insbesondere Windenergieanlagen innerhalb von Bereichen, die durch Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichnet sind, die also insbesondere im Hinblick auf Start- und Landevorgänge problematisch sind. Die Errichtung solcher als problematisch bezeichneten Windenergieanlagen ist nur unter genehmigungsrechtlichen Auflagen, Beschränkungen der Bauhöhe, möglich.
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Der störende Einfluss von Windenergieanlagen auf Flugobjekte ist bereits im Stand der Technik erkannt worden und der Stand der Technik schlägt zur Behebung dieser Probleme unterschiedliche technische Lösungen vor.
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Die
EP 2923079 B1 beschäftigt sich mit dem Problem, dass für eine sichere Anflugmöglichkeit eines Hubschraubers eine Windenergieanlage stillgesetzt werden soll. Es wird dort aufgeführt, dass der Anflug einer Windenergieanlage mit einem Helikopter besonderen Sicherheitsbestimmungen unterworfen sei und eine stillgesetzte Windenergieanlage erfordere, wobei auch die Rotorposition besonderen Anforderungen genügen müsse. So sollte der Rotor im stillgesetzten Zustand eine Position haben, bei der die Rotorblätter möglichst wenig in vertikaler Richtung über die Maschinengondel hinausragen, um den Anflug des Helikopters zu ermöglichen. Nachteilig ist dabei, dass das erforderliche Steuersignal zum Stillsetzen der Windenergieanlage aus dem Helikopter gesendet werden muss. Dies ist umständlich und kann zu Fehlansteuerungen führen. Dieses Prinzip lässt sich für Windenergieanlagen in der Nähe von Flugplätzen nicht einsetzen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren, Anordnungen und Systeme bereitzustellen, mit denen die Hindernishöhe von Windenergieanlagen und damit der Einfluss Flugbewegungen von Flugobjekten in diesen Bereichen, temporär reduziert werden kann, und mit denen zum Beispiel Windenergieanlagen auch in der Nähe von Flugplätzen mit Flugbewegungen von Flugobjekten betrieben werden können, die aufgrund ihrer Bauhöhe eigentlich keine genehmigungsrechtlichen Zustimmung erhalten würden auf diese Weise aber trotz des Aufstellungsortes in Störweite eines durch Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichneten Bereichs eine öffentlich-rechtliche Genehmigung für die Errichtung und den Betrieb erlangen können.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie durch ein System mit den Merkmalen nach Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zu Grunde, dass potentiell störende Hindernisse wie Windenergieanlagen im Einflussbereich von Flugobjekten jedenfalls so lange unproblematisch sind, so lange die Windenergieanlagen eine gewisse Höhe nicht überschreiten, wenn sie von einem Flugobjekt überflogen wird. Die Erfindung eignet sich besonders für Windenergieanlagen in der Nähe von Flugplätzen mit wenig Flugverkehr und/oder längeren Zeiten ohne Flugbewegungen, wie beispielsweise Flugplätze der Bundeswehr. An derartigen Standorten können Windenergieanlagen die überwiegende Zeit so betrieben werden, als befänden sie sich außerhalb der Störweite des jeweiligen Flugplatzes, weil sie keine potentiell störenden Hindernisse für Luftfahrzeuge darstellen.
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Im Ergebnis könnten die Windenergieanlagen so betrieben werden, wie dies wirtschaftlich optimal ist, nämlich wie aus dem Stand der Technik für Windenergieanlagen bekannt, die z.B. in den Energieertrag optimierender Weise betrieben werden. Diese Betriebsweise wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung als erster Betriebsmodus bezeichnet. Erst zu dem Zeitpunkt, zu dem Flugbewegung von Flugobjekten in dem Einflussbereich der Windenergieanlage stattfinden, soll die Steuerung der Windenergieanlagen nicht mehr nach dem ersten Betriebsmodus erfolgen, sondern die Steuerung soll in einem zweiten Betriebsmodus erfolgen, in dem die Gesamthöhe der Windenergieanlage reduziert ist. Dieser Wechsel aus dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus soll dabei dadurch erfolgen, dass die Steuerungseinrichtung, die die Steuerung der Windenergieanlagen ausführt, über eine Schnittstelle verfügt und das Radarsystem bzw. die Anwendungsperson des Radarsystems (Fluglotse) kann über diese Schnittstelle ein Signal an die Steuerungseinrichtung geben. Dieses Signal wird in dieser Anmeldung als Triggersignal bezeichnet, weil dieses Signal von der Steuerung dahingehend umgesetzt wird, dass vom ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus gewechselt wird. Dabei soll das Radarsystem das Triggersignal über die Schnittstelle an die Steuerung geben, wenn ein Flugobjekt in den Einflussbereich der Windenergieanlage eintreten muss, z.B. um die Windenergieanlage zu überfliegen, weil es sich in geringere Höhe im Landeanflug auf einen angrenzenden Flugplatz befindet. Das Abgeben des Triggersignals könnte einerseits automatisiert durch das Radarsystem erfolgen. Das Radarsystem könnte dabei automatisiert erkennen, dass ein Flugobjekt scheinbar in den Einflussbereich der Windenergieanlage eintritt und das Radarsystem könnte dann bei Erkennen einer solchen Situation das Triggersignal über die Schnittstelle an die Steuerung der Windenergieanlagen absetzen. Bevorzugt ist allerdings, dass dieses Triggersignal von einer Anwendungsperson des Radarsystems ausgelöst wird bzw. auslösbar ist. Bei dieser Anwendungsperson handelt es sich in aller Regel um einen Fluglotsen. Es lassen sich dadurch Fehltriggersignale vermeiden und es läge in der Entscheidungshoheit der Anwendungsperson (Fluglotse), ob und wann ein Triggersignal ausgelöst wird.
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Sobald die Steuerungseinrichtung das Triggersignal erhält, dass in den zweiten Betriebsmodus zu wechseln ist, werden die betroffenen Windenergieanlagen in diesem zweiten Betriebsmodus betrieben. Es kann notwendig sein, dass alle Windenergieanlagen eines Windparks in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben sind, nämlich dann, wenn alle Windenergieanlagen in einem von Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichneten Bereich liegen. Es kann aber auch ausreichen, dass nur einzelne Windenergieanlagen aus der Mehrzahl der Windenergieanlagen des Windparks in dem zweiten Betriebsmodus betrieben werden, oder auch nur eine einzelne Windenergieanlage, wenn dies zu einer ausreichenden Reduzierung der Höhe der Windenergieanlage führt. In der Regel wird im Rahmen der Genehmigungsverfahren zur Erlangung einer öffentlich-rechtlichen Genehmigung für die Errichtung und den Betrieb der jeweiligen Windenergieanlagen festzulegen sein, ob alle Windenergieanlagen, einzelne Windenergieanlagen oder lediglich eine einzelne Windenergieanlage eines Windparks mit einer bedarfsgerechten Steuereinrichtung auszustatten ist, um in den zweiten Betriebsmodus überführt werden zu können. Die sich daran anschließende Frage, wann eine mit einer Steuereinrichtung ausgestattete Windenergieanlage im jeweiligen Einzelfall tatsächlich bedarfsgerecht umzuschalten ist, wird durch die Anwendungsperson, Fluglotsen, festgelegt und kann unter anderem von Faktoren wie Windrichtung und Windgeschwindigkeit abhängig sein, insbesondere aber von der Anflugrichtung eines Flugobjektes. Der Übergang vom ersten in den vorstehend erläuterten zweiten Betriebsmodus kann also z.B. einzelfallabhängig für alle, mehrere einzelne oder eine einzige Windenergieanlage gelten, wobei die Steuerungseinrichtung auch so ausgeführt sein kann, dass die Auswahl der im zweiten Betriebsmodus zu betreibenden Windenergieanlagen von der Anflugrichtung eines Flugobjektes abhängig gemacht wird.
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Sobald keine weiteren Flugbewegungen von Flugobjekten mehr erwartet werden, können die Windenergieanlagen wieder vom zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus überführt werden, da nur der erste Betriebsmodus einen dauerhaft wirtschaftlichen Betrieb der Windenergieanlagen ermöglicht. Die Rückführung in den ersten Betriebsmodus könnte z.B. dadurch erfolgen, dass eine Anwendungsperson des Radarsystems ein weiteres Triggersignal auslöst und die Steuerungseinrichtung bei Erhalt dieses weiteren Triggersignals aus dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus zurückkehrt. Dies stellt einerseits eine bevorzugte Variante dar, weil die Anwendungsperson (Fluglotse) die Entscheidungshoheit behält, ob eine Überwachung des Flugverkehrs weiterhin ohne potentiell störende Windenergieanlagen erforderlich ist. Der Nachteil dieser Variante liegt in dem Risiko, dass das Absetzen eines zweiten Triggersignals möglicherweise von der Anwendungsperson unterlassen wird. Bevorzugt ist daher, dass die Steuerungseinrichtung den zweiten Betriebsmodus für ein in der Steuerungseinrichtung hinterlegtes Zeitintervall aufrecht erhält und nach Ablauf dieses Zeitintervalls vom zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus zurückkehrt. Auf diese Weise wird die Möglichkeit ausgeschlossen, dass von der Anwendungsperson das Auslösen eines zweiten Triggersignals unterbleibt. Optional kann natürlich trotzdem vorgesehen sein, dass bei Empfang eines zweiten Triggersignals vor Ablauf des Zeitintervalls eine Rückkehr in den ersten Betriebsmodus erfolgt. Das Zeitintervall dient in diesem Fall lediglich als Backup-Lösung für den Fall, dass das Absetzen eines zweiten Triggersignals unterbleibt.
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Mit Vorteil wird dabei vorgeschlagen, dass die Steuerungseinrichtung noch innerhalb des oben genannten Zeitintervalls und mit einem vorgegebenen Zeitabstand vom Ende des Zeitintervalls ein Meldesignal (z.B. visuell und/oder akustisch) über die Schnittstelle der Steuerungseinrichtung an das Radarsystem bzw. die Anwendungsperson des Radarsystems versendet, dass der Übergang vom zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus in Kürze erfolgt. Das Radarsystem bzw. die Anwendungsperson des Radarsystems könnte dann z.B. durch erneutes Auslösen des Triggersignals diese Rückkehr in den ersten Betriebsmodus unterbinden. Wenn die Steuerungseinrichtung über ihre Schnittstelle innerhalb des noch laufenden Zeitintervalls ein solches zweites Triggersignal erhält, würde z.B. das Zeitintervall neu zu laufen beginnen und die Steuerungseinrichtung würde erneut mit einem Zeitabstand vor Ablauf des Zeitintervalls ein Signal absetzen, dass in Kürze in den ersten Betriebsmodus zurückgekehrt wird. Soweit das Triggersignal z.B. nicht von einer Anwendungsperson (Fluglotse) ausgelöst werden soll, sondern z.B. automatisiert vom Radarsystem, müsste auch das automatisierte Radarsystem mit Vorteil das erneute Triggersignal auslösen, um die Rückkehr in den zweiten Betriebsmodus zum Ende des Zeitintervalls zu unterbinden.
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Die erfassten Daten über den Zustand und die Betriebsführung der Windenergieanlage und die Flugbewegungen von Flugobjekten werden mit Vorteil dokumentiert und z.B. über einen Zeitraum von wenigstens 30 Tagen aufbewahrt, sodass jederzeit wieder darauf zugegriffen werden kann.
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Es ist denkbar, dass z.B. das Zeitintervall nicht vollständig neu gestartet wird, sondern z.B. ein verkürztes Zeitintervall, wenn die Steuerung ein weiteres Triggersignal erhält, um die Rückkehr in den ersten Betriebsmodus mit Ablauf des ersten Zeitintervalls zu verhindern. Auf diese Weise lassen sich unnötig lange Verweildauern im zweiten Betriebsmodus verhindern.
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Mit Vorteil ist vorgesehen, dass der Rotor 3 Rotorblätter aufweist, wobei im zweiten Betriebsmodus eines der drei Rotorblätter mit vertikal nach unten gerichteter Rotorblattspitze entlang der Turmachse ausgerichtet ist. Somit befinden sich die beiden anderen Rotorblätter jeweils in der 2-bzw. 10-Uhr Stellung, die entsprechende Rotorstellung wird auch Y-Stellung genannt. Durch diese Stellung verringert sich die Gesamthöhe der Windenergieanlage und Flugobjekte können die Windenergieanlage ungehindert überfliegen. Somit können z.B. genehmigungsrechtlich vorgegebene Höhenbegrenzungen eingehalten werden. Somit können effiziente Windenergieanlagen mit großen Höhen auch in Bereichen errichtet werden, die eigentlich aufgrund von Bauhöhenbeschränkungen nicht realisiert werden können. Somit können Flächen in der Nähe von Flugplätzen für die Errichtung von Windenergieanlagen genutzt werden, die bisher nicht nutzbar waren oder nur für Windenergieanlagen geringerer Bauhöhe nutzbar waren. Dies ermöglicht die Genehmigung von Windenergieanlagen großer Bauhöhe unter Sicherstellung der Flugsicherheit.
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Mit Vorteil kann im zweiten Betriebsmodus eine Pendelbewegung der Rotorblätter um die Drehachse des Rotors und um die Position mit maximal reduzierter Höhe erfolgen. Dadurch ist ein sicherer und wartungsarmer Einsatz der Windenergieanlage möglich.
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Alternativ oder ergänzend kann mit Vorteil der Rotor im zweiten Betriebsmodus der Windrichtung nachgeführt werden. Dadurch können die auf den Turm einwirkenden Belastungen durch vom Wind bewirkte Schubkräfte gering gehalten werden und die Windenergieanlage kann bei Rückkehr in den ersten Betriebsmodus schnell wieder effizient arbeiten.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, die in Verbindung mit den Figuren erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems und eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm zur Kommunikation zwischen einem Windpark und einem Radarsystem; sowie
- 3 ein schematisches Ablaufdiagramm zu einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
- 4 eine schematische Darstellung einer Windenergieanlage in einem zweiten Betriebsmodus, in dem eines der drei Rotorblätter mit vertikal nach unten gerichteter Rotorblattspitze entlang der Turmachse ausgerichtet ist.
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1 zeigt in schematischer Darstellung ein System 10, das einerseits mehrere Windenergieanlagen 12 mit einem Anlagenturm 13 und einen um eine Rotornabe 15 drehenden Rotor 17 mit mehreren Rotorblättern 19 umfasst. Der auf dem Anlagenturm 13 angeordnete und von dem drehenden Rotor 17 angetriebene Generator ist zeichnerisch nicht dargestellt. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit und rein beispielhaft sind in 1 zwei Windenergieanlagen 12 dargestellt. Durch den gestrichelt gezeichneten Kreis ist angedeutet, dass die Windenergieanlagen 12 Bestandteil eines Windparks 14 sind. Eine Steuerung des Windparks 14 und schlussendlich auch der einzelnen Windenergieanlagen 12 erfolgt über eine Steuerungseinrichtung 16. Es ist dabei denkbar, dass diese Steuerungseinrichtung 16 als übergeordnete Steuerung ausgebildet ist und z.B. jede einzelne Windenergieanlage 12 über eine eigene Windenergieanlagensteuereinrichtung 18 verfügt. Die Steuerungseinrichtung 16 könnte z. B. über eine Kommunikationsverbindung 20 kommunizierend mit den Windenergieanlagensteuerungseinrichtungen 18 verbunden sein und z. B. Daten übertragen und/oder empfangen. Zum Beispiel könnte die Steuerungseinrichtung 16 an die Windenergieanlagensteuerungseinrichtungen 18 Parameter übermitteln, die für die Steuerung der einzelnen Windenergieanlage einzuhalten sind. Die Windenergieanlagensteuerungseinrichtung 18 könnte z.B. an die Steuerungseinrichtung 16 Parameter über Betriebszustände übermitteln oder sonstige Informationen, die z.B. von der Steuerungseinrichtung 16 verarbeitet und/oder gespeichert und/oder weitergeleitet werden. Derartige Steuerungseinrichtungen für einen gesamten Windpark 14 und auch für einzelne Windenergieanlagen 12 sind im Stand der Technik bekannt und üblich, und es ist auch bekannt und üblich, dass die Möglichkeit einer zentralisierten Steuerung realisiert ist oder eine dezentrale, lokale Einzelanlagensteuerung oder Mischformen davon. Für die Erfindung ist die genaue Art der Steuerung des Windparks und der einzelnen Windenergieanlagen allerdings nicht wesentlich.
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Das in 1 dargestellte System 10 weist weiterhin ein Radarsystem 22 auf. Stilisiert ist eine Radarantenne 24 dargestellt. Dieses Radarsystem 22 und auch eine zugeordnete Radarantenne 24 können in beliebiger, aus dem Stand der Technik bekannter Art ausgebildet sein. Auch das Radarsystem verfügt über eine Radarsystemsteuerungseinrichtung 26. Das Radarsystem 22 soll dabei der Überwachung von Flugbewegungen von Flugobjekten im Bereich eines Flugplatzes dienen.
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Die Windenergieanlagen 12 des Windparks 14 sollen sich dabei räumlich zumindest teilweise derart innerhalb des Bereiches, der von Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichnet ist, befinden, dass sie ein potentiell störendes Hindernis für Flugobjekte darstellen und somit einen störenden Einfluss auf Flugobjekte haben. Das heißt, der von Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichnete Bereich ist so bemessen, dass die Windenergieanlagen 12 des Windparks 14 zumindest teilweise in diesem Bereich liegen und einen potentiell störendes Hindernis für das Flugobjekt darstellen und somit einen störenden Einfluss auf Flugobjekte haben. Einzelne oder alle Windenergieanlagen 12 des Windparks 14 befinden sich also im von Flugbewegungen von Flugobjekten gekennzeichneten Bereich, worunter verstanden wird, dass durch diese Windenergieanlagen 12 potentiell signifikante Gefahren für Flugobjekte ausgehen, die eine sichere Flugbewegung beeinträchtigen können. Diese potentielle Beeinträchtigung soll auch derart sein, dass bei einem üblichen Betrieb einer Windenergieanlage 12, der nämlich nicht durch eine reduzierte Höhe gekennzeichnet ist, die sichere Flugbewegung von Flugobjekten nicht vollständig gewährleistet ist. Solche Flugbewegungen sind z.B. Start- und Landevorgänge, bei denen die Flugobjekte in niedriger Höhe fliegen. Ein Überfliegen der Windenergieanlagen in großer Höhe ist mit solchen Flugbewegungen nicht gemeint.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen der Steuerungseinrichtung 16 des Windparks 14 und der Radarsystemsteuereinrichtung 26 des Radarsystems 22 eine Kommunikationsverbindung 28 besteht. Diese Kommunikationsverbindung 28 soll mindestens die Übertragung eines Triggersignals 58 vom Radarsystem 22 zur Steuerungseinrichtung 16 des Windparks 14 erlauben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel soll eine bidirektionale Kommunikationsverbindung 28 bestehen, d.h. es sollen nicht nur vom Radarsystem 22 aus Signale an die Steuerungseinrichtung 16 versendet werden können, sondern auch in umgekehrter Richtung soll die Steuerungseinrichtung 16 Signale an das Radarsystem 22 übertragen können.
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2 zeigt in schematischer Weise anhand eines Ausführungsbeispieles etwas detaillierter, wie die Kommunikationsverbindung 28 ausgeführt sein kann. Die Kommunikationsverbindung 28 besteht zwischen dem Radarsystem 22 und der Steuerungseinrichtung 16 des Windparks 14. Auch in 2 ist die bevorzugte Ausführungsform einer bidirektionalen Kommunikationsverbindung 28 dargestellt. Mindestens vorgesehen ist die Möglichkeit einer Signalübertragung vom Radarsystem 22 zu der Steuerungseinrichtung 16, welche dafür eine Schnittstelle 30 aufweist. Eine konkrete Ausführungsform der Kommunikationsverbindung 28 kann z.B. so aussehen, dass radarsystemseitig eine Firewall 32 realisiert ist. Als Kommunikationsnetz kann z. B. eine verschlüsselte VPN-Verbindung 34 vorgesehen sein. Weiterhin ist eine windparkseitige Firewall 36 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Windenergieanlagen 12 jeweils eigene Windenergieanlagensteuerungseinrichtungen 18 auf und die Steuerungseinrichtung 16 steht in Kommunikationsverbindung mit diesen einzelnen Windenergieanlagensteuerungseinrichtungen 18. Die Kommunikation zwischen dem Radarsystem 22 und der Steuerungseinrichtung 16 des Windparks 14 erfolgt z. B. so, dass ein Steuersignal 58 radarsystemseitig durch die Firewall 32 und über die verschlüsselte VPN-Verbindung 34 sowie durch die windparkseitige Firewall 36 zur Schnittstelle 30 der Steuerungseinrichtung 16 versendet wird. Dieses Signal 58 wird in der Steuerungseinrichtung 16 empfangen und verarbeitet und gegebenenfalls werden Signale zu den Windenergieanlagensteuerungseinrichtungen 18 kommuniziert. Die Steuerungseinrichtung 16 kann z.B. als ein Web-SQL-Server ausgeführt sein, der mit geeigneter Software ausgestattet ist und der geeignete Speichermittel 38 und Rechnereinrichtungen aufweist. Die Windenergiesteuerungseinrichtungen 18 können z.B. als SPS-Steuerung ausgeführt sein und die Windenergieanlage 12 in ihrem Betrieb regeln. Es ist möglich und es ist bevorzugt, dass die Windenergiesteuerungseinrichtungen 18 eine Rückmeldung an die Steuerungseinrichtung 16 über den Zustand der zugehörigen Windenergieanlage 12 geben, z.B. durch Übertragung relevanter Betriebsparameter, z.B. durch Übertragung einer Rotordrehzahl, bestimmter Azimuthwinkel oder anderer steuerungsrelevanter Daten. Solche Daten können z.B. in einer Speichereinheit 38 der Steuereinrichtung 16 gespeichert werden, z.B. für eine vordefinierte Zeitdauer und z.B. für Dokumentationszwecke. Es ist auch möglich, dass diese Daten einer Auswertung in der Steuerungseinrichtung 16 unterzogen werden und daraus resultierend steuernd und/oder regelnd auf die Windenergieanlagensteuerungseinrichtungen 18 eingewirkt wird.
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Eine Kommunikation von der Steuerungseinrichtung 16 zum Radarsystem 22 erfolgt dadurch, dass von der Schnittstelle 30 durch die Firewall 36 und über eine verschlüsselte VPN-Verbindung sowie durch die Firewall 32 hindurch Signale 56 an das Radarsystem 22 gesendet werden. Das Radarsystem 22 bzw. die Radarsystemsteuerungseinrichtung 26 weist ebenfalls eine geeignete Kommunikationsschnittstelle auf und ist ausgeführt, die erhaltenen Signale 56 zu verarbeiten, gegebenenfalls zu speichern und gegebenenfalls weiter zu geben.
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In 3 ist in beispielhafter und schematischer Art dargestellt, wie ein erfindungsgemäßes Verfahren ablaufen kann. Im linken Teil der 3 ist der Zustand des Windparks 14 gezeigt. Im rechten Teil der 3 ist das Radarsystem 22 dargestellt. Ausgangspunkt ist, dass eine Windenergieanlage 12 eines Windparks 14 in einem ersten Betriebsmodus 50 betrieben wird. Dabei handelt es sich um einen üblichen Betriebsmodus einer solchen Windenergieanlage, der ertragsoptimiert ausgerichtet ist. In üblicher Weise kann also in diesem ersten Betriebsmodus 50 eine Windrichtungsnachführung erfolgen, der Anstellwinkel der Rotorblätter 19 geregelt werden oder andere Regelungseingriffe erfolgen, die im energieerzeugenden Betrieb einer Windenergieanlage 12 üblich sind. Bei der Windenergieanlage 12 kann es sich z.B. um eine drehzahlvariable Windenergieanlage handeln. Es ist aber auch möglich, dass eine Windenergieanlage mit fester Drehzahl vorliegt.
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Wenn seitens des Radarsystems 22 festgestellt wird, dass ein Flugobjekt in den Einflussbereich der Windenergieanlage 12 eines Windparks 14 eindringt, wird vom Radarsystem 22 ein Triggersignal 58 zur Steuerungseinrichtung 16 des Windparks 14 übertragen. Gemäß bevorzugter Ausführungsform wird dieses Triggersignal 58 dabei von einer Anwendungsperson (Fluglotse) des Radarsystems 22 ausgelöst, sobald diese Anwendungsperson (Fluglotse) erkennt, dass die Höhe einer Windenergieanlage 12 oder mehrere Anlagen des Windparks 14 reduziert werden müssen. Grundsätzlich denkbar ist aber auch, dass dieses Triggersignal 58 automatisiert vom Radarsystem 22 generiert wird, wenn automatisiert festgestellt wird, dass eine Störung der Flugbewegung eines Flugobjektes eine Reduzierung der Höhe einer Windenergieanlage 12 oder mehrere Anlagen des Windparks 14 erforderlich macht.
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Nach Erhalt dieses Triggersignals 58 gehen die betroffenen Windenergieanlagen 12 oder geht die betroffene Windenergieanlage 12 aus dem vorstehend beschriebenen ersten Betriebsmodus 50 in einen zweiten Betriebsmodus 52 über. Dieser zweite Betriebsmodus 52 ist dadurch charakterisiert, dass der Störeinfluss durch die Windenergieanlage 12 auf die Flugbewegungen des Flugobjektes gegenüber dem Betrieb im ersten Betriebsmodus 50 reduziert ist. Dies ist dadurch realisiert, dass die betroffene Windenergieanlage 12 oder alle betroffenen Windenergieanlagen 12 in eine vordefinierte Rotorstellung bewegt werden, die durch eine geringere Höhe der Windenergieanlage ausgezeichnet ist. Es ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Einhaltung der vordefinierten Rotorstellung mit reduzierter Höhe von der Windenergieanlagensteuerungseinrichtung 18 überwacht und von dem Speichermedium 38 dokumentiert wird.
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In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel soll der zweite Betriebsmodus 52 zunächst lediglich für ein vordefiniertes Zeitintervall 54 beibehalten werden. Dieses Zeitintervall 54 kann z.B. einige Minuten betragen, z.B. 10 Minuten. Dabei ist dieses Zeitintervall 54 so gewählt, dass übliche Flugobjekte z.B. gestartet oder gelandet sind oder den Einflussbereich der Windenergieanlage verlassen haben oder in sonstiger Weise vom Radarsystem 22 bearbeitet werden konnten. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiterhin vorgesehen, dass in einem vordefinierten zeitlichen Abstand vor Ablauf des Zeitintervalls 54 ein Signal 56 an das Radarsystem 22 abgegeben wird. Dieses Signal 56 teilt dem Radarsystem 22 mit, dass das vordefinierte Zeitintervall 54 in Kürze abläuft und somit eine Rückkehr in den ersten Betriebsmodus 50 erfolgen wird. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann vom Radarsystem 22 aus ein weiteres Triggersignal 60 zur Steuerungseinrichtung 16 abgegeben werden und dieses weitere Triggersignal 60 soll dazu führen, dass der zweite Betriebsmodus 52 nach Ablauf des Zeitintervalls 54 nicht verlassen wird, sondern dass der zweite Betriebsmodus 52 über dieses Zeitintervall 54 hinaus beizubehalten ist. Dargestellt ist dies im rechten Zweig des Ablaufschemas zum Windpark 14. Möglich ist z.B., dass bei Empfang dieses zweiten Triggersignals 60 das vordefinierte Zeitintervall 54 neu anläuft und dass vor Ablauf dieses erneut angelaufenen Zeitintervalls 54 erneut ein Signal 56 zum Radarsystem 22 übertragen wird. Denkbar ist aber auch, dass bei Erhalt des zweiten Triggersignals 60 ein zweites Zeitintervall anläuft, das zum Beispiel kürzer als das erste Zeitintervall 54 sein kann. Auch zu diesem zweiten Zeitintervall ist denkbar und vorzugswürdig, dass vor Ablauf des Zeitintervalls ein Signal 56 zum Radarsystem 22 übertragen wird.
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Wenn vom Radarsystem 22 kein zweites Triggersignal 60 abgegeben wird, wird der zweite Betriebsmodus 52 verlassen und es erfolgt eine Rückkehr in den ersten Betriebsmodus 50. Dies ist einerseits dargestellt im linken Zweig des Ablaufdiagramms zum Windpark 14 und im unteren Teil des rechten Zweiges im Ablaufdiagramm zum Windpark 14.
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Es ist möglich, wenn auch nicht zeichnerisch dargestellt, dass der zweite Betriebsmodus 52 auch dadurch beendet und in den ersten Betriebsmodus 50 zurückgekehrt wird, dass vom Radarsystem 22 innerhalb der laufenden Zeitintervalls 54 ein Freigabesignal an die Steuerungseinrichtung 16 abgeben wird, z. B. ausgelöst von einer Anwendungsperson (Fluglotse).
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Die in 4 dargestellte Windenergieanlage 12 hat den zweiten Betriebsmodus eingenommen. Die Rotorblattspitze eines der drei Rotorblätter ist entlang der Turmachse vertikal nach unten ausgerichtet. Somit befinden sich die beiden anderen Rotorblätter 19 jeweils in der 2- bzw. 10-Uhr Stellung. Der drei Rotorblätter aufweisende Rotor hat die sogenannte Y-Stellung eingenommen. Der Winkel α beträgt in dieser Y-Stellung 60°. Durch diese Stellung (cos 60°) halbiert sich der Betrag, um den das Rotorblatt 19 über die Rotornabe 15 in vertikaler Richtung hinaussteht gegenüber der maximalen Höhenerstreckung des Rotorblattes 19a im ersten Betriebsmodus (cos 0°). Flugobjekte können so die Windenergieanlage 12 auch in einer geringeren Höhe störungsfrei überfliegen. Bei einer angenommenen Rotorblattlänge von 60m kann so z.B. eine Höhenreduzierung um 30m erreicht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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