Kathrin Stahl ist Akademische Rätin im Bereich Strömungsmechanik an der Universität Siegen. Die promovierte Ingenieurin war zuvor wissenschaftlich tätig am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit den Forschungsschwerpunkte Aerodynamik und Aeroakustik von Strömungsmaschinen. Sie wohnte lange in Bergneustadt und lebt heute in Reichshof. Mit Andreas Arnold hat sie technische Fragen sachlich eingeordnet, ohne sich für oder gegen die konkreten Vorhaben zu positionieren. Bis zum 1. November können das noch die Bürger der Stadt tun.
Frau Dr. Stahl, warum werden Windenergieanlagen eigentlich immer höher?
Mit zunehmender Höhe nimmt die Windgeschwindigkeit im Allgemeinen zu. Gleichzeitig wird der Wind häufig gleichmäßiger, weil der Einfluss von Hindernissen wie Bäumen, Gebäuden oder Hügeln abnimmt. Das ist besonders in bewaldeten und hügeligen Regionen wie bei uns im Oberbergischen von Bedeutung. Schon eine vergleichsweise geringe Zunahme der Windgeschwindigkeit kann den Energieertrag deutlich erhöhen. Denn die im Wind enthaltene Leistung steigt mit der dritten Potenz der Windgeschwindigkeit.
Warum werden auch die Rotorblätter von Windenergieanlagen immer länger?
Je länger die Rotorblätter sind, desto größer ist die Fläche, aus der die Anlage Energie gewinnen kann. Diese Fläche wächst quadratisch mit dem Rotordurchmesser. Verdoppelt man beispielsweise den Durchmesser, vervierfacht sich die überstrichene Fläche.
Welche Geräusche entstehen bei einer Windenergieanlage, wenn diese in Betrieb ist?
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen mechanischen und aerodynamischen Geräuschen. Mechanische Geräusche entstehen beispielsweise durch das Getriebe oder andere bewegliche Komponenten. Bei modernen Windenergieanlagen dominieren in der Regel die aerodynamischen Geräusche, die durch die Umströmung der Rotorblätter entstehen. Eine wesentliche Geräuschquelle ist beispielsweise die Hinterkante der Rotorblätter, an der turbulente Strömungen Schall erzeugen.
Gibt es Möglichkeiten , Windenergieanlagen leiser zu machen?
Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, die Geräuschentwicklung zu reduzieren. Beispielsweise können Windenergieanlagen in einem schallreduzierten Betriebsmodus betrieben werden. Dabei wird unter anderem die Drehzahl reduziert und die Blattwinkel werden entsprechend angepasst, um die Geräuschentwicklung zu verringern. Dies kann mit Einbußen beim Stromertrag verbunden sein.
Man liest häufig, dass Windenergieanlagen über 100 Dezibel laut sind. Stimmt das?
Hier muss man zwischen dem Schallleistungspegel und dem Schalldruckpegel unterscheiden. Der Schallleistungspegel beschreibt die gesamte von einer Anlage abgestrahlte Schallleistung. Werte von über 100 dB(A) sind dabei durchaus üblich. Das bedeutet jedoch nicht, dass diese Lautstärke auch am Wohnhaus ankommt. Entscheidend für die Anwohner ist der Schalldruckpegel, der tatsächlich am Wohnhaus auftritt. Dieser ist aufgrund der Schallausbreitung mit zunehmender Entfernung deutlich geringer. Nachts gelten beispielsweise in reinen Wohngebieten 35 dB(A), in allgemeinen Wohngebieten 40 dB(A) und in Misch- oder Dorfgebieten 45 dB(A). Bei der Beurteilung müssen gegebenenfalls auch bereits vorhandene Geräuschbelastungen durch andere gewerbliche oder industrielle Anlagen berücksichtigt werden.
Ein anderes Thema ist Schattenwurf, der oft als kritisch angesehen wird.
Wenn die Sonne tief steht, können die rotierenden Rotorblätter einen bewegten Schatten erzeugen. Deshalb wird bereits vor der Errichtung einer Windenergieanlage untersucht, welche Wohnhäuser davon betroffen sein könnten. Für den Schattenwurf gelten klare Vorgaben: Die astronomisch maximal mögliche Beschattungsdauer darf grundsätzlich 30 Stunden pro Jahr und 30 Minuten pro Tag nicht überschreiten. Bei einer Erfassung der tatsächlichen Beschattungsdauer sind maximal acht Stunden pro Jahr zulässig. Damit diese Werte eingehalten werden, können Windenergieanlagen mit einer Abschaltautomatik ausgestattet werden, die sie bei entsprechenden Bedingungen vorübergehend anhält.
Was passiert mit einer Windenergieanlage, wenn sie ausgedient hat?
Nach Ende ihrer Nutzungsdauer müssen Windenergieanlagen zurückgebaut werden, sofern sie nicht weiterbetrieben oder durch neue Anlagen ersetzt werden. Die Rückbauverpflichtung umfasst grundsätzlich auch die Fundamente und die Beseitigung der Bodenversiegelungen. Damit die Kosten nicht bei der Allgemeinheit verbleiben, muss der Rückbau bereits vor Baubeginn finanziell abgesichert werden, beispielsweise durch eine Bankbürgschaft.
Das heißt für Bergneustadt was?
Die Anlagen bestehen überwiegend aus gut recycelbaren Materialien wie Beton, Stahl, Kupfer und Aluminium. Für die hier geplante Vestas V162-7.2 MW gibt der Hersteller eine Recyclingfähigkeit von 87 % der Gesamtmasse an.
Wie lange dauert es, bis eine Windenergieanlage wie in Bergneustadt die Energie erzeugt hat, die für ihre Herstellung benötigt wurde?
Windenergieanlagen amortisieren sich energetisch meist bereits nach wenigen Monaten. Das bedeutet, dass sie dann so viel Energie erzeugt haben, wie für ihre Herstellung, Errichtung, den Betrieb und den späteren Rückbau insgesamt aufgewendet wird. Für die in Bergneustadt geplante Vestas V162-7.2 MW gibt der Hersteller eine energetische Amortisationszeit von rund sieben Monaten an. Dieser Wert basiert auf einer Modellrechnung mit einer mittleren Windgeschwindigkeit von 7,4 m/s und einer Nabenhöhe von 166 m. Die tatsächliche Amortisationszeit hängt von den jeweiligen Standortbedingungen ab. Über ihre gesamte Lebensdauer erzeugt die Anlage unter diesen Annahmen etwa 32-mal so viel Energie, wie für sie aufgewendet wird.
Was passiert, wenn eine Windenergieanlage brennt?
Brände an Windenergieanlagen sind selten, können aber insbesondere an Waldstandorten eine Herausforderung darstellen. Aufgrund der großen Höhe ist eine direkte Brandbekämpfung an der Gondel durch die Feuerwehr meist nur sehr eingeschränkt möglich. Deshalb spielen vorbeugende Brandschutzmaßnahmen eine wichtige Rolle. Dazu gehören beispielsweise Blitzschutz, Temperaturüberwachung, automatische Abschaltungen und anlagenspezifische Brandschutzkonzepte. Sollte es dennoch zu einem Brand kommen, konzentriert sich die Feuerwehr in der Regel darauf, den Gefahrenbereich abzusichern und eine Ausbreitung des Feuers auf die Umgebung zu verhindern. Gerade bei Anlagen im Wald müssen mögliche Brandrisiken deshalb bereits im Genehmigungsverfahren berücksichtigt werden.
Neben den technischen Fragen werden auch die Auswirkungen auf das Landschaftsbild und die Natur diskutiert. Wie bewerten Sie diese Aspekte?
Windenergieanlagen verändern das Landschaftsbild, und ich kann gut nachvollziehen, dass Menschen diese Veränderung unterschiedlich bewerten. Was der eine als störend empfindet, sieht der andere vielleicht als Zeichen einer zukunftsfähigen Energieversorgung. Das ist eine sehr persönliche Entscheidung. Gleichzeitig dürfen die Auswirkungen auf Natur und Umwelt nicht außer Acht gelassen werden. Der Bau einer Windenergieanlage ist ein Eingriff, der sorgfältig geprüft werden muss. Dabei macht es durchaus einen Unterschied, ob eine ökologisch wertvolle Waldfläche oder beispielsweise eine durch Borkenkäferbefall geschädigte Fläche betroffen ist. Allerdings können auch solche Flächen wertvolle Lebensräume bieten. (ar)