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WERAN: Wechselwirkung Windenergieanlagen und Radar/Navigation

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1.2.2 Generische

1.2.2 Generische Vorgehensweise zur Prognose einer Störung Für die Erstellung eines Gutachtens werden in der Folge die angegebenen Schritte durchlaufen, um von der veränderten Situation durch Errichtung eines Objektes die eigentliche Störwirkung abzuleiten: (1) Auswahl einer oder mehrerer Simulationsmethoden für die Berechnung elektromagnetischer Wellen (zeitlich und räumlich veränderliches Feld) zur Modellierung des Übertragungskanals mit ausgewählten Randbedingungen (2) Berechnung des einfallenden Feldes am Ort einer geplanten Veränderung, z.B. durch Aufbau einer oder mehrerer Objekte (z.B. WEA); dies ist die Beschreibung des Ist-Zustandes (3) Elektromagnetische Simulation des Streuverhaltens eines Objektes; hierzu Diskretisierung der Bauteile in einer für die Simulation nötigen Auflösung (4) Berechnung des veränderten Feldes in den für den Betreiber der potentiell gestörten Einrichtung relevanten Raumvolumina (5) Überführung des veränderten Feldes in die Zielgröße der betreffenden Einrichtung; hierbei findet ein Übergang von linearer zu nichtlinearer Wirkung durch die Modellbildung der Signalverarbeitung einer Auswerteeinheit statt (6) Beschreibung der Störwirkung infolge der veränderten Zielgröße durch den Betreiber der Einrichtung; hieraus ergeben sich die operationellen Einschränkungen; dies ist das maßgebliche Kriterium in einem Genehmigungsverfahren (7) Für den Fall bestehender Objekte: Vergleich der simulierten Zielgröße mit dem Ergebnis einer konventionellen Vermessung zur Aufrechterhaltung des Betriebes einer Einrichtung, z.B. der Flugvermessung; hieraus rückwärtige Interpretation der Auswirkung des veränderten Feldes auf die gemessene Zielgröße. 1.2.3 Grenzen der Modellbildung Die Modellierung des physikalischen Übertragungskanals gemäß (1) über große Distanzen kann numerisch nur näherungsweise erfolgen, da die Komplexität zu hoch ist, um mit verfügbaren Rechenkapazitäten eine mathematisch exakte Lösung der „Maxwell-Gleichungen“ mit der „Momentenmethode“ (MoM) zu berechnen. Die näherungsweise Betrachtung erfolgt durch asymptotische Methoden wie bspw. der „Physikalischen Optik“ (PO). Diese berücksichtigen zwar den physikalischen Reflexions- und Beugungseffekt, nicht jedoch die Wechselwirkung der Welle mit dem verlustbehafteten Boden oder anderen Streuobjekten. Diese Wechselwirkung führt aber gerade dazu, dass nicht von einer ebenen Wellenausbreitung über dem Boden mit linearem Phaseninkrement ausgegangen werden kann, sondern dass vielmehr eine höhenabhängige Verteilung der Feldstärke beim Auftreffen der Welle auf ein Streuobjekt angenommen werden muss (2). In zahlreichen Veröffentlichungen und Gutachten zum Themenkomplex dieses Projekts WERAN (siehe folgender Abschnitt) wird für die Schritte (1), (3) und (4) ein hoher Aufwand betrieben. Dies gilt insbesondere für (3), um die Beeinflussung des elektromagnetischen Feldes durch Simulation mit hochaufgelösten CAD-Modellen des Herstellers von WEA zu berechnen. Hierzu sind aber stets nicht überprüfbare Annahmen für das einfallende Feld (2) zu treffen, welches nur im einfachsten Fall dem einer transversal-elektromagnetischen (TEM) Welle entspricht. Die Rückstreueigenschaften einer WEA werden häufig durch den „Radarrückstreuquerschnitt“ (RCS) ausgedrückt, der nur für das Fernfeld bei Vorhandensein einer TEM-Welle überhaupt definiert ist. Alle diese Annahmen treffen aber bei der Wellenausbreitung über dem Boden nicht zu. Die Anwendung der CAD-Modelle und die simulierte Feldverteilung an interessierenden Raumpunkten suggerieren daher eine in der Realität nicht gegebene Präzision, solange die Annahmen für (2) 5

nicht validiert sind. Weiterhin findet keine ausreichende Unsicherheitsbetrachtung statt, die den Fehler auf das Endergebnis insgesamt abbildet. Die nach dem Stand der Technik durchgeführten Simulationen (MoM, PO) beschreiben den stationären Zustand harmonischer Signale und erfüllen derzeit die Kriterien nach (1) und (2) ohne Betrachtung der Pulseigenschaften von Radarsignalen nur unzureichend. Bedingt durch unterschiedliche Laufzeiten zwischen direktem Signal und reflektierten Anteilen entsteht am Zielobjekt durch die Überlagerung eine völlig neue Pulsform, die in ihrem Verlauf ein Einschwingverhalten darstellt und somit den eingeschwungenen Zustand je nach Pulsdauer und Differenz der Umweglaufzeiten nur teilweise erreicht. 1.3 Planung und Ablauf 1.3.1 Entwicklung und Aufbau der schwebenden Trägerplattform für 3D-Antennen und Feldsensoren Für die stationäre Vermessung von Feldverteilungen im freien Raum ist es unerlässlich, die Verweilzeit an einem Raumpunkt beliebig wählen zu können. Alle Messplattformen, die keinen stationären Schwebeflug erlauben, sind damit ungeeignet. Weiterhin ist eine dynamische Kontrolle des Schwebezustandes erforderlich um die geforderten Genauigkeiten in der Positionierung zu erreichen. Damit scheiden Luftschiffe aufgrund ihrer Windangriffsfläche und der sehr schwerfälligen Bewegung ebenfalls aus. Bei ferngesteuerten Hubschraubern ist die relative Symmetrie zur Hauptachse, wie sie etwa bei Oktokoptern gegeben ist, nicht vorhanden. Damit werden die Korrekturwerte stark vom Einfallswinkel abhängig, bereits kleine Lageänderungen führen zu einem sich stark ändernden Messwert. Das erscheint eher ungeeignet für die vorliegende Messaufgabe. Damit scheiden ferngesteuerte Hubschrauber ebenfalls aus. Manntragende Systeme, wie z.B. die BO 105 des DLR dagegen können eine Außenlast aufnehmen, deren azimutales Empfindlichkeitsdiagramm nahezu isotrop ausfällt. Damit verbleiben als sinnvolle ferngesteuerte Messplattform nur die Multikopter mit einer möglichst hohen Anzahl an Rotoren und entsprechenden Trägerarmen oder Lasten unter Großhubschraubern. Die genaue und vorherbestimmte Positionierung einer fliegenden Plattform (unmanned aerial vehicle, UAV) im freien Raum ist eine elementare Grundlage für Messungen elektromagnetischer Felder. Es existierten verschiedenste Ansätze, UAVs als Messgeräteträger für wissenschaftliche Aufgaben zu verwenden. So hatte sich unter Federführung der TU in Braunschweig (Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik, Prof. Andreas Hördt, dazu ein Arbeitskreis etabliert. Die weiteren beteiligten Institute, wie Institut für Flugführung (IFF), Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme (ILR), Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Geoökologie, Thünen-Institut, sowie die PTB, betreiben z.B. ferngesteuerte oder autonom fliegende Hubschrauber verschiedenster Größen vom 450er Kleinmodell bis zur 3-m-Klasse (artis-Programm des DLR), Kleinflugzeuge (Carolo P200, P360 und M²AV des ILR) oder kleine Luftschiffe (IGEP) sowie Multikopter (AsctecPelican und AsctecHummingbird des IFF sowie Multikopter der PTB). Bisher waren jedoch vor allem die Erfassung meteorologischer und klimatischer Bedingungen sowie die magnetischen Verwerfungen in Böden (archäologische Grabungen) sowie allgemein die Flugführung Ziel der Untersuchungen. Weiterhin entwickelt das DLR intelligente Fluglageregler für autonom fliegende UAVs, mit dem Ziel, z.B. Hubschrauber automatisch um Hindernisse navigieren zu können. 6

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    Abbildung 50: Die neue Adapterkarte

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    Abbildung 56: Aufbau der Schirmung

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    CAD-Modell des gesamten Kopters Die

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    Kalibrierverfahren für das Messsys

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    Abbildung 65: Prinzipdarstellung de

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    Aus den zwei Höhenscans resultiert

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    Android-App (XMU Viewer) Abbildung

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    2.1.4 AP4: Messtechnik des Übertra

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    Abbildung 73: Übersicht der extern

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    Abbildung 75: XMU-Ausgabe über den

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    Abbildung 79: Gemessene Ausgangslei

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    Abbildung 82: Alle Motoren, Gassoll

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    Tabelle 11: Übersicht der einzelne

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    Bild 2.1: Alle Motoren, Gassollwert

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    Abbildung 91: Motor3, Plastik-Prope

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    In einem zweiten Versuchsaufbau wur

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    Abbildung 97: Untersuchung verschie

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    Abbildung 99: Veränderung des übe

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    Abbildung 103: Messaufbau zur Unter

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    Radarempfänger Abbildung 107: Modu

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    Abbildung 114: Leiterplatte der dig

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    Methodik & Vorgehensweise der Stand

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    Abbildung 119: Feldvermessung Elmen

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    Vorbereitung und Durchführung von

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    Werte- verifiziert werden, weshalb

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    Abbildung 122: Foto des stationäre

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    Validierung der Messergebnisse mit

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    Höhenscan Wannendipol bei 0 Grad 0

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    2.1.6 AP6: Simulation des Übertrag

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    Abbildung 135: Arbeitsspeicherbedar

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    In Abbildung 139 ist das simulierte

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    Auch eine Simulation mit 52 WEA ist

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    Untersuchungen zum NDB Um die Auswi

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    Abbildung 154: Simulationsmodell ei

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    Berechnung von mit Streuobjekten in

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    Abbildung 165: Abweichungen des Azi

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    Tabelle 18: Weitere Gruppierungen v

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    Abbildung 173: Mittelwerte der glei

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    Numerische Bestimmung der DVOR Ziel

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    2.1.7 AP7: Durchführung von Messka

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    Abbildung 194: Messung und numerisc

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    Abbildung 196: Messung des CVOR Nie

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    Messergebnisse ASR-S Hannover und W

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    Messergebnisse Radar Messungen der

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    Messergebnisse NDB Um die generelle

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    Allgemeine Vorbemerkungen zu den Me

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    28.04.2017 11:29:29 0.0 2 TWT&CFA 2

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    III/2 03.05.2017 12:17 478.5 Vissel

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    ASR Der Schwerpunkt der Messungen v

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    Abbildung 218: Strahldurchgänge de

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    Abbildung 221: Spektrogramm einer F

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    langen Pulse des Radars als grüne

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    durchzuführen. Für die Messungen

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    Niederschlagsradar Das 3D-Niedersch

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    Eine höher aufgelöste Verteilung

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    Abbildung 247: WEA am Messpunkt #3

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    In 360 m Entfernung zur WEA steigt

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    Winkelfehlers, nicht jedoch die max

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    Abbildung 254: Variation des Empfä

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    Die Annahmen der Albersheim-Gleichu

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    Abbildung 257: PPI Plotdarstellung

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    Die durchgeführte Flugvermessung z

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    2.1.9 AP9: Flugvermessung (FCS, ste

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    Abbildung 264: Flugplan - Mäander

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    • Bericht zur Flugvermessung HADR

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    Abbildung 267: Panoramabild von DVO

  • Seite 226 und 227:

    Bereits ab einer Entfernung von 25

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    2.1.11 AP11: Benchmark-Katalog (PTB

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    um die Verteilung von elektromagnet

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    konventionellen Flugvermessung. Dam

  • Seite 234 und 235:

    Defence, London, UK, 2005. [16] Dep

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Status des Windenergieausbaus an Land 1. Halbjahr 2017
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Status des Windenergieausbaus an Land in Deutschland
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EEG Umlage 2016 - Fakten und Hintergruende
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EEG-2017: Ausschreibungsspezifische Regelungen für Windenergieanlagen an Land
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Die Anwendung der neuen LAI-Hinweise in der Rechtsprechung und in den Bundesländern
Rundbrief Windenergie und Recht 1-2019
BWE Handreichung (aktualisiert): Praxistips für Ausschreibung für Windenergie an Land
Rundbrief Windenergie und Recht 3-2018
Artikelgesetz 767-16 EEG und KWK
Artikelgesetz 767-16 EEG und KWK - Bewertung
Synopse EEG 2017
Zugang zu Gerichten in Umweltangelegenheiten, UVP und UVP-Vorprüfung, Präklusion
Rundbrief Windenergie und Recht 2-2018
Aktuelle Entwicklungen im Bereich der Windenergieerlasse der Länder
Grundstückswert in Windparknähe - Der-Immobilienbrief-Nr-321
Kleine Anfrage - Wertminderung bei Immobilien durch Windenergieanlagen
Rechtsgutachten: Abstandsempfehlungen für WEA zu bedeutsamen Vogellebensräumen sowie Brutplätzen ausgewählter Vogelarten
Grundsätze für die Durchführung einer Bewertung und Prüfung über den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen (BPW) an Land
BWE-Positionspapier Länderoeffnungsklausel 2.0 für 1.000m Mindestabstand
BWE Geschäftsbericht 2019
BWE-Aktionsplan mehr Teilhabe und regionale Wertschöpfung
BWE-Positionspapier Wind-to-Gas: Maßnahmen für den Marktanlauf
BWE-Aktionsplan für mehr Genehmigungen von Windenergieanlagen an Land
BWE-Hintergrundpapier Windenergie im Zeichen des Naturschutz
EEG-Umlage 2017
BWE-Hintergrundpapier - Möglichkeiten des Recyclings von Rotorblättern
BWE Industry Report - Wind Industry in Germany 2020
BWE Branchenreport - Windindustrie in Deutschland 2020
BWE Industry Report - Wind Industry in Germany 2018
BWE Branchenreport - Windindustrie in Deutschland 2018
Patent Review 01/18
Patent Review 03/2017
BWE Branchenreport - Windindustrie in Deutschland 2017
ENERGIEWENDE UND TOURISMUS
Gemeinsam gewinnen - Windenergie vor Ort
BWE Windbranchentag Schleswig-Holstein
Offshore-Windenergie
WINDKRAFT - Eine Bürgerenergie
Wer den Wind erntet - Zwölf gute Beispiele für kommunale Windprojekte
LUX Spezial Windenergie
A-Z - Fakten zur Windenergie
Magazin Energieland MV 2/2017
ENERGIElandMV - Saubere Energie - Neue Arbeitsplätze
Schulmaterial: Windkraftanlagen - Vom Wind zum Strom
BWE Windbranchentag Hessen
Jahrbuch Windenergie 1990 - BWE Marktübersicht
Jahrbuch Windenergie 1990/1991 - BWE Marktübersicht
Jahrbuch Windenergie 1991/1992 - BWE Marktübersicht
Jahrbuch Windenergie 1993 - BWE Marktübersicht
Jahrbuch Windenergie 1994 - BWE Marktübersicht
Jahrbuch Windenergie 1995 - BWE Marktübersicht
Jahrbuch Windenergie 1997 - BWE Marktübersicht
Jahrbuch Windenergie 2014
Jahrbuch Windenergie 2016
Jahrbuch Windenergie 2017
BWE Jahrbuch 2018 - Leseprobe
Jahrbuch Windenergie 2019 (Leseprobe)
BWE FirmenWebinar NATURSTROM AG - Weiterbetrieb
BWE FirmenWebinar - juwi-MVV-Windwärts - Weiterbetrieb
Unternehmensinformation der PNE-Gruppe
Info-Flyer der Firma BioConstruct
Sonderheft Branchentag Erneuerbare Energien
Unternehmensbroschüre HessenEnergie
ENERTRAG-Unternehmensbroschüre
Unternehmensbroschüre von enercity
Energiequelle-Imagebroschüre
ABO Wind-Unternehmensflyer
GAIA erneuerbare Energien
EPrüfer 12/19
Luftpost 6/2019
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