Erschütterungsemissionen von Windenergieanlagen

Abstract Durch die Windanströmung werden auf die Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) Kräfte ausgeübt, die den Rotor in Rotation versetzen. Über die Nabe und ggf. ein Getriebe wird diese Drehbewegung auf den zur Stromerzeugung notwendigen Generator übertragen. Alle rotierenden Komponenten weisen erhebliche Massen auf, sitzen am Kopf einer schlanken, elastischen Turmtragstruktur und rufen in dieser dynamische Effekte hervor. Die dynamisch angeregte Turmstruktur leitet diese durch die Kopfanregung provozierten Schwingungen modifiziert über die Gründung in den Baugrund ein. Mithilfe von Breitbandseismometern können Bodenschwinggeschwindigkeiten nicht nur im direkten Anlagenumfeld, sondern auch in größeren geometrischen Abständen aufgezeichnet werden. Windenergiegegner sehen in der Bodenanregung ein Potenzial für gesundheitsbeeinträchtigende Schwingungseffekte. Im Rahmen dieses Aufsatzes werden die am Fundament einer 2‐MW‐Windenergie‐Beispielanlage gemessenen seismischen Anregungen mithilfe von numerischen Simulationen analysiert und deren physikalische Hintergründe erklärt. Bislang werden die gemessenen Bodenschwinggeschwindigkeiten meist ausschließlich den Anregungsfrequenzen aus dem Rotor zugeschrieben. Die hier vorgestellten Untersuchungen verdeutlichen, dass die strukturellen Eigenschaften der Turmstruktur die Art und Intensität der in den Boden eingebrachten Schwingungen erheblich beeinflussen und die in den Baugrund eingebrachte Bodenbewegungsamplitude dominieren. Abschließend wird gezeigt, dass ein gezielter Einsatz von Schwingungstilgern eine Reduktion der in den Baugrund übertragenen Schwingungsamplituden bewirken kann.