DE202012004466U1

DE202012004466U1 - Anordnung zum Betrieb von Warneinrichtungen an wenigstens einer Windenergieanlage

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Publication number: DE202012004466U1
Application number: DE202012004466U
Authority: DE
Original assignee: ENERTRAG SYSTEMTECHNIK GmbH
Current assignee: Dark Sky De GmbH
Priority date: 2012-05-08
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2013-07-26
Anticipated expiration: 2022-05-09

Abstract

Anordnung mit wenigstens einer Windenergieanlage, wobei mindestens drei Primärradarsensoren vorgesehen sind, deren Signale in einer einzigen Datenverarbeitungseinheit an ein Kommunikationssystem übergeben werden, welches Schaltsignale an Warneinrichtungen an allen Windenergieanlagen überträgt.

Description

Windenergieanlagen werden genutzt, um elektrische Energie aus Wind zu erzeugen. Aufgrund der Abhängigkeit ihrer Erzeugungskapazität von der Windgeschwindigkeit stellen sie vorzugsweise hohe Bauwerke mit mehr als 100 Metern Gesamthöhe dar und müssen daher u. a. mit elektrisch betriebenen, optischen Warneinrichtungen für die Luftfahrt versehen werden. Diese Warneinrichtungen sind gegenwärtig ständig aktiviert, sofern eine Erfassung von Umweltbedingungen, z. B. der Umfeldhelligkeit, ihren Betrieb erforderlich macht. Dieser Dauerbetrieb stellt insbesondere nachts eine optische Beeinträchtigung des Landschaftsbildes für Anwohner in der Nähe von Windenergieanlagen dar und sollte daher vorzugsweise bedarfsgerecht gestaltet werden.
Das Dokument DE 20 2004 006 595 U1 betrifft ein radargesteuertes Kennzeichnungssystem für Windenergieanlagen, hier wird jedoch nur auf die grundsätzliche Nutzung von Primärradaranlagen Bezug genommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Anordnung mit wenigstens einer Windenergieanlage anzugeben, mit dem ein universeller Einsatz in unterschiedlichen Einsatzbedingungen ermöglicht wird, dabei werden in dem unabhängigen Anspruch 1 alle systemrelevanten Komponenten aufgeführt. In den abhängigen Unteransprüchen werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.
Die Ansprüche 2–5 beschreiben eine vorteilhafte Ausführung des zu verwendenden Radarsensors in seiner Erfassungscharakteristik, seinem Aufbau und seiner Befestigung. In Abgrenzung zu bekannten Radarsensoren weist der einzusetzende Sensor eine horizontale Abstrahlcharakteristik von weniger als 120° auf, wodurch der Sensor, welcher als flaches Paneel ausgeführt wird, dicht an den Türmen von Windenergieanlagen installiert werden kann, ohne dass es zu Wechselwirkungen zwischen Radar und Windenergieanlage kommt, wie es bei den bislang bekannten Sensoren mit 360°-Erfassung der Fall ist. Durch Platzierung an der Peripherie der Anordnung aus einer oder mehreren Windenergieanlagen und Überscheidung der Erfassungsbereiche kann der Luftraum rund um die Anordnung lückenlos überwacht werden. Aus dem Erfassungsbereich von nicht mehr als 120° ergibt sich die in Anspruch 1 angeführte Anzahl von mindestens 3 Radarsensoren, welche sich an einer oder auch verteilt an mehreren Windenergieanlagen befinden können.
Die Ansprüche 6–8 beschreiben eine vorteilhafte Ausführung der zentralen Datenverarbeitungseinheit, welche für die Anordnung nur einmal vorhanden ist und die Daten aller Radarsensoren verarbeitet. Vorteilhaft ist hier die Bereitstellung der verarbeiteten Signale an einem örtlich nicht festgelegten Ort innerhalb der Anordnung und nicht wie bislang bekannt, an einem der Radarsensoren. Die Signale werden zudem so zur Verfügung gestellt, dass ein Ausfall der Datenverarbeitungseinheit bei nachgeschalteten Systemen keine sicherheitsrelevanten Funktionen auslöst.
Die Ansprüche 9–11 beschreiben eine vorteilhafte Ausführung des Kommunikationssystems, welches per Funkübertragung die Signale der Datenverarbeitungseinheit an die Warneinrichtungen innerhalb der Anordnung verteilt. Gegenüber der bislang bekannten kabelgebundene Übertragung ergibt sich der Vorteil, dass als Voraussetzung keine vorhandenen Kommunikationssysteme innerhalb der Anordnung vorhanden sein müssen. Zudem ergibt sich aus der Anordnung der Warneinrichtungen auf dem höchsten erreichbaren Punkt der Anlage, dass erdverlegte Kabelwege durch den Turm der Windenergieanlage an den Installationsort der Warneinrichtung fortgesetzt werden müssen. Dieser Nachteil wird durch die vorteilhafte Ausgestaltung als Funksystem verbessert.
Die Ansprüche 12 und 13 beschreiben eine vorteilhafte Ausführung der Warneinrichtung sowie der dem Kommunikationssystem zugeordneten Funkempfänger. Gegenüber bidirektionalen Kommunikationssystemen kann bei der beschriebenen Ausführung die Kommunikation im Funksystem unidirektional erfolgen, weil das Ausbleiben eines Signalempfangs als Störung interpretiert wird und dazu führt, dass ein sicherer Betriebszustand eingenommen wird. Bei bidirektionalen Kommunikationssystemen wird diese Funktion zumeist über eine Quittierung gelöst, dies ist bei der Erfindung nicht notwendig. Weiterhin ist es vorteilhaft, den Funkempfänger wahlweise auch als separates Gerät auszuführen um auch Warneinrichtungen zu schalten, welche nicht für den Betrieb mit Kommunikationssystemen vorgesehen sind, indem das Gerät Einfluss auf die Sensoren der Warneinrichtung nimmt, so z. B. auf den tageslichtabhängigen Schalter.
Anspruch 14 beschreibt eine vorteilhafte Ausführung des Fernzugriffs auf das System, wonach nicht jeder einzelne Radarsensor und nicht jede einzelne Warneinrichtung eine Fernzugriffsmöglichkeit aufweist, sondern wonach nur die Datenverarbeitungseinheit und das Kommunikationssystem über einen gemeinsamen Zugang erreichbar sind. Durch diese Ausgestaltung können Sicherheitsmechanismen bezüglich eines Fernzugriffs auf Bestandteile der Anordnung an zentraler Stelle implementiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202004006595 U1 [0002]

Claims

Anordnung mit wenigstens einer Windenergieanlage, wobei mindestens drei Primärradarsensoren vorgesehen sind, deren Signale in einer einzigen Datenverarbeitungseinheit an ein Kommunikationssystem übergeben werden, welches Schaltsignale an Warneinrichtungen an allen Windenergieanlagen überträgt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoren einen horizontalen Erfassungsbereich von nicht mehr als 120° aufweisen sowie einen vertikalen Erfassungsbereich von nicht mehr als 30° aufweisen sowie eine Reichweite von mindestens 8 Kilometern bezogen auf einen Radarquerschnitt von 0,5 qm aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoren als flaches Paneel in einer Größe von nicht mehr als Höhe 100 cm × Breite 100 cm × Tiefe 20 cm ausgeführt sind und in geringem Abstand an den Türmen der Windenergieanlagen befestigt werden.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radarsensoren entweder einzeln oder auch zu mehreren Einheiten an einer Windenergieanlage installiert werden.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erfassungsbereiche der Radarsensoren überschneiden und somit den Luftraum um wenigstens eine Windenergieanlage auf die Anwesenheit von Luftfahrzeugen überwachen.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Datenverarbeitungseinheit die Signale der Radarsensoren an einem beliebigen Ort innerhalb der Anordnung erfasst, verarbeitet und ein Signal erzeugt, welches eine Information zur Anwesenheit von Luftfahrzeugen enthält.
Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein weiteres Signal, welches den Zustand der Radarsensoren und der Datenverarbeitungseinheit kennzeichnet.
Anordnung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet dass die Datenverarbeitungseinheit die erzeugten Signale in Form von zwei potentialfreien Relais zur Verfügung stellt, dessen stromloser Zustand jeweils die Anwesenheit von Luftfahrzeugen, bzw. einen Systemfehler repräsentiert.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kommunikationssystem die Signale der Datenverarbeitungseinheit empfängt und mittels Funksignal an alle Warneinrichtungen überträgt, die der Anordnung aus wenigstens einer Windenergieanlage zugeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger des Funksignals entweder in die Warneinrichtung integriert ist oder ein separates Gerät darstellt, welches eine Warneinrichtung über eine Kabelverbindung ansteuert.
Anordnung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger des Funksignals den regelmäßigen Empfang von Signalen überwacht und im Falle von ausbleibenden Signales die Warneinrichtungen aktiviert.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Warneinrichtungen, optische Warnungen an den Führer eines Luftfahrzeuges im der wenigstens einer Windenergieanlagen zugeordneten Luftraum übertragen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Warneinrichtungen keine Warnungen erzeugen, wenn sich kein Luftfahrzeug im der wenigstens einer Windenergieanlagen zugeordneten Luftraum befindet, die Radarsenoren und die Datenverarbeitungseinheit keinen Betriebsfehler feststellen und die Empfänger des Funksignals einen ordnungsgemäßen Signalempfang feststellen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit und das Kommunikationssystem über einen gemeinsamen Fernzugriff überwacht und parametriert werden können sowie sämtliche Fehlfunktionen im System automatisiert über diese Datenverbindung gemeldet werden.