Licht aus – jetzt kommt der Fortschritt

Von der Anlagenertüchtigung bis zur dunklen Nacht, Parasol unterstützt bei allen Schritten zur Sicherung der EEG-Vergütung (Erneuerbare-Energien-Gesetz) für verschiedenste Windparks.

Was ist Parasol?

Das passive Radarsystem (Parasol) sorgt dafür, dass die Befeuerung (Beleuchtung) eines Windparks nur eingeschaltet wird, wenn sich auch tatsächlich ein Flugzeug oder Hubschrauber nähert. Da Parasol Flugzeuge punktgenau lokalisieren kann, bietet es die notwendige Fähigkeit, zwischen Flugzeugen in relevanter und nicht relevanter Nähe zu unterscheiden. BNK-Systeme müssen laut Gesetz – gültiger AVV – nicht in der Lage sein, zwischen Flugzeugen in relevanter und nicht relevanter Nähe zu unterscheiden. Es genügt, wenn BNK-Systeme Flugzeuge prinzipiell registrieren. Ist ein System aber technisch nicht in der Lage, sie in Höhe und Distanz zu lokalisieren, würden während des autorisierten Nachtflugbetriebs Fehlalarme ausgelöst und die nächtliche Befeuerung der Windparks unbegründet eingeschaltet werden.

Parasol bietet komplett fernsteuerbare Systemkomponenten, ist selbstdiagnosefähig für maximale Sicherheit, verfügt über eine permanente Aufzeichnung der Betriebszustände in zentraler Auswerteeinheit sowie eine komplette 360°-Erfassung. Fördertechnisch wurde die Systemerweiterung von der EurA begleitet. Durch den Aufbau von 2 höhenversetzten Antennen findet eine zusätzliche Höhenmessung statt. Somit wird zuverlässig zwischen Bodenfahrzeugen und Luftfahrzeugen (auch in niedriger Höhe) unterschieden. Diese Antenneneinheiten werden an drei dislozierten Orten positioniert, entweder direkt am Turm der Windenergieanlage oder an einem eigens dafür errichteten Mast.

Wie funktioniert Parasol?

Ein klassisches Radar sendet elektromagnetische Signale aus und empfängt das Echo, das ein Objekt im Erfassungsbereich reflektiert. Aus der Zeitdifferenz zwischen dem Ursprungssignal und Echo berechnet sich die Entfernung des Objekts. Parasol hingegen nutzt die Rundfunksignale der digitalen Netze DVB-T und DAB+, die in Deutschland flächendeckend vorhanden sind. Der sendende Mast kann bis zu 80 Kilometer entfernt sein. Die Parasol-Sensoren empfangen sowohl das Ursprungssignal als auch dessen Echo durch ein Flugobjekt. Das System errechnet aus der Relation der beiden Signale den genauen Standort des Zielobjekts.

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Warum Parasol?

Parasol ist unabhängig von der Ausstattung des Flugobjekts und 100% passiv, das Parasol-System sendet keine Strahlungen aus. Es hat geringe Beleuchtungszeiten zur Schonung der Anwohner und der Umwelt, und bietet eine exakte Ortung von Flugobjekten. Durch die Wirkraumgestaltung von Parasol können mehrere benachbarte Windparks zusammengelegt werden, die dadurch sowohl technisch als auch preislich einen signifikanten Synergieeffekt erzielen. Dadurch wird in Verbindung mit der herstellerunabhängigen Einbindung der Flugbefeuerung eine langfristige Investitionssicherheit geschaffen.

Welche Innovationspotenziale gibt es?

Um Lichtverschmutzung entgegenzuwirken, ist für kennzeichnungspflichtige Windenergieanlagen in Deutschland seit 2018 die Ausrüstung mit Systemen zur bedarfsgerechten Nachtkennzeichnung (BNK) vorgeschrieben. Die nächtliche Kollisionsbefeuerung (Beleuchtung) von Windenergieanlagen (WEA) beeinträchtigt die Akzeptanz in der Bevölkerung und lockt Vögel, kleinere Säugetiere und Insekten in den Gefahrenbereich der Rotoren. Dadurch, dass die Signalverarbeitung in den letzten Jahren deutliche Fortschritte erfahren hat, können zunehmend komplexere Aufgaben und anspruchsvollere Funktionen wie Objektverfolgung, Mustererkennung oder Klassifizierung mit Radar wirtschaftlich gelöst werden.

Eine Ursachenanalyse zu auffallenden Detektionsanhäufungen im Nahbereich des Parasol- Systems und eine Entwicklung und Untersuchung von Algorithmen zur Klassifizierung, Behandlung und Unterdrückung der im Radarbild auftretenden Detektionsanhäufungen bieten bisher unerschlossene Innovationspotenziale. Auf Basis dieser Untersuchungen und der notwendigen Erfassung der ortsspezifischen Flugaktivitäten zur Behandlung von Signalursachen wird eine allgemeine Erstklassifizierung von Flugobjekten durch passive Radarsysteme vorgenommen und auf Fragen des Naturschutzes ausgedehnt. So sollen im Rahmen der Signalauswertung Möglichkeiten eines Vogel-Trackings betrachtet werden.

Wirtschaftliche Akteure und wissenschaftliche Institute entwickelten in den letzten Jahren zahlreiche Systeme für die Vogel- und Fledermauserkennung an WEA. Entsprechende Lösungen wurden für aktive Radarsysteme entwickelt, aber noch nicht auf Anwendungen mit passivem Radar übertragen. Daher besteht Forschungsbedarf zur mathematischen Modellierung, Analyse der erstellten Algorithmen bezüglich Stabilität und Detektionswahrscheinlichkeit, Filterung und Datenverarbeitung von Detektionsereignissen. Die Untersuchung dieser Ansätze stellt daher eine anspruchsvolle und innovative Aufgabe im Bereich der Windenergie und des Naturschutzes dar.

Herausforderungen und Lösungsweg

Im angedachten Lösungsweg werden systemdienliche technologische Verbesserungen und Beiträge zur Umweltrelevanz der passiven Radartechnologie im Rahmen eines Forschungsprojektes mit Förderunterstützung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt betrachtet. Insbesondere bei der Nutzung der Rohdaten im Nahbereich bestehen technische Herausforderungen, die einerseits zu falsch-positiv oder falsch-negativen Detektionsanhäufungen führen, andererseits für neue Anwendungsfelder genutzt werden können.

Kontaktieren Sie uns gerne, sollten Sie auch im Bereich Windpark und Energie tätig sein. Wir beraten Sie unverbindlich bei Ihren Fördermöglichkeiten. Profitieren auch Sie – wie Parasol von Ihnen!

Autorin: Joke Brodersen