• Was tun, wenn Türme swingen?

Windenergieanlagen und seismologische Stationen – Passive Tilger zur Minderung seismischer Emissionen

Seismometer-Stationen in Deutschland
Quelle: BGR

In Deutschland existieren mehr als 150 sog. „Seismologische Stationen“, die von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), von Universitätsinstituten und von den Landeserdbebendiensten betrieben werden. Die hohe Stationsdichte in der niederrheinischen Bucht, dem Rheintal-Graben und im Vogtland reflektiert die Lage der erdbebengefährdeten Gebiete in Deutschland.

Die seismologischen Stationen bilden Netze, die zu unterteilen sind in:

  • Emissionsnetze zur Beobachtung der Erdbebentätigkeit
  • Immissionsnetze zur Beurteilung der Erschütterungsauswirkungen an der Erdoberfläche
  • Explorationsnetze zum sog. Reservoir-Monitoring.

Schwingungsverursacher

Windenergieanlagen (WEA) verursachen Schwingungen im Baugrund, die sich primär als Oberflächenwellen ausbreiten und die näher liegende seismologische Stationen in ihrer Aufgabenerfüllung beeinträchtigen können. Der nordrhein-westfälische Windenergie-Erlass vom 4. November 2015 (Nr. 8.2.12) beschäftigt sich mit diesem potenziellen Konflikt zwischen Windenergieanlagen und seismologischen Stationen

„Windenergieanlagen können im Nutzungskonflikt mit Messstationen des Geologischen Dienstes stehen. Der Geologische Dienst des Landes Nordrhein-Westfalen ist zuständig für die Erdbebenüberwachung und die Erdbebengefährdung in Nordrhein-Westfalen. Zudem ist in Nordrhein-Westfalen ein Erdbebenalarmsystem als Maßnahme der Gefahrenabwehr und des Katastrophenschutzes eingerichtet. In Planungs- und Genehmigungsverfahren für Windenergieanlagen ist der Geologische Dienst NRW diesbezüglich in einem Umkreis von 10 km um die auf der Internetseite des Geologischen Dienstes angegebenen Standorte der Erdbebenmessstationen zwingend zu beteiligen.“ http://www.lee-nrw.de/wp-content/uploads/2015/10/Rechtl_seismologisches-Gutachten_Endfassung.pdf (abgerufen am 28. Juli 2016)

Schwingungen tilgen

Schwingungstilger an WEA (Schema)
Schwingungstilger an WEA (Schema)

Schwingungstilger sind eine seit langem bekannte und bewährte Methode zur Reduktion von Schwingungen in Türmen, Hochbauten, Brücken, Maschinen, Anlagen und Fahrzeugen. Resonante Schwingungen können unter Berücksichtigung der technischen Randbedingungen durch den Einsatz von Tilgern gemindert werden. Um seismische Emissionen von WEAs zu mindern, kann ein passiver Schwingungstilger eingesetzt werden. Je nach Frequenzen und Amplituden, die störend wirken, kann bereits mit geringen Tilgermassen eine deutliche Schwingungsreduktion erreicht werden.

Wir bieten unseren Kunden in diesem Bereich folgendes Leistungsspektrum an:

  • Simulationsgestütze Auslegung (per FE-Modell von WEA-Turm, Gondel und Rotor) eines Schwingungstilgers
  • Detektion der bzgl. der seismischen Emissionen kritischen Schwingungsformen, ggf. ergänzt durch einen Abgleich mit Schwingungsmessdaten
  • Festlegung der Funktionsparameter eines Schwingungstilgers und deren Umsetzung in ein ggf. anlagenspezifisches Design
  • Simulationsgestützte Prognose der Wirksamkeit des Tilgers
  • Produktion, Lieferung und Inbetriebnahme.