Blitzstromableiter Blitzstrom-Ableiter für extreme Bedingungen

Unwetter nehmen als Folge des Klimawandels drastisch zu. Ein Blitzschutzkonzept für Windenergieanlagen kann Schäden durch Blitzströme und Überspannungen verhindern.

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Der Anteil der erneuerbaren Energien am Brutto-Stromverbrauch soll sich laut dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) bis 2020 auf mindestens 30 Prozent erhöhen. Der Strom aus erneuerbaren Energien in Deutschland hat für die Windindustrie in 2009 40,4 Prozent (Quelle BWU) betragen - sie nimmt damit eine Führungsrolle innerhalb der erneuerbaren Energien ein. Laut EEG sollen neu installierte Windenergie-Anlagen (WEA) die jeweils abgegebene Blind- und Wirkleistung getrennt ins Versorgungsnetz abgeben – quasi als Vorgriff auf das Smart Grid. Stromerzeuger und WEA-Hersteller müssen so immer leistungsfähigere und technisch aufwendigere Systeme entwickeln. Erreicht wird dies durch WEA von bis zu 6 MW, die eine hochkomplexe Regelungstechnik und Leistungselektronik besitzen.

Windenergieanlagen vor Blitzeinschlägen schützen

Offshore-Parks gewinnen an Bedeutung, da auf See mit konstanten Windgeschwindigkeiten kalkuliert wird. Die Vielfalt der unterschiedlichen WEA sowie immer bessere Technik machen Windenergie auch in Regionen mit besonderen Bedingungen – etwa bei der Luftfeuchtigkeit oder der Temperatur - attraktiv. Aus Sicht der Investoren ist eine WEA nur dann wirtschaftlich, wenn die Einspeisevergütung permanent in Anspruch genommen wird und die steigenden Installationskosten im kalkulierten Zeitraum gedeckt werden. Damit das Risiko eines Anlagen-Ausfalls minimiert wird, kommt es auf die permanente Verfügbarkeit der Anlage an. Aufgrund ihrer exponierten Lage sind WEA besonders vor Blitzeinschlägen und daraus resultierenden Blitzströmen sowie vor Überspannungsschäden zu schützen.

Isolationsfestigkeiten der einzelnen Komponenten beachten

Eine Blitzentladung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Entsteht zwischen Wolke und Erde ein hoher Potentialunterschied, kommt es zu einer Blitzentladung. Ein Blitz besteht aus dem Erstblitz, den man sieht, sowie weiteren Folgeblitzen, die den vorher ionisierten Luftkanal verwenden. Hier erfolgt eine schnelle Entladung. Dabei muss die Isolationsfestigkeit der einzelnen Komponenten beachtet werden. Nur so werden Überschlag und Funktionsbeeinträchtigung oder gar ein Totalausfall der Anlage verhindert.

Blitzschutzklassen-Einteilung abhängig von der Nabenhöhe

Für ein sicheres Schutzkonzept muss eine WEA den Bestimmungen des Germanischen Lloyd entsprechen. Dort erfolgen Zuordnung einer Blitzschutzklasse und Definition der Parameter in Bezug auf weiterführende Berechnungen und Auslegungen zum Schutz der Anlage. Die Einteilung der WEA hängt von der Nabenhöhe ab. So erhalten Anlagen mit einer Nabenhöhe von bis zu 60 m die Schutzklasse III/IV, während eine Nabenhöhe über 60 m die Schutzklasse II verlangt. Zur Zeit haben viele Anlagen eine Nabenhöhe von 100 Metern und mehr - was die Zuteilung der höchsten Blitzschutzklasse I rechtfertigt.

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