Windkraft

Vollautomatische Brandbekämpfung für Offshore-Windturbinen

| Autor / Redakteur: Hilmar Maas / Sariana Kunze

Ein automatisiertes Brandmelde- und Löschsystem sorgt bei Offshore-Windkraftanlagen für mehr Sicherheit.
Ein automatisiertes Brandmelde- und Löschsystem sorgt bei Offshore-Windkraftanlagen für mehr Sicherheit. (Siemens)

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Siemens Schweiz AG Infrastructure & Cities Sector Building Technologies Division

Wenn es in der Windturbine brennt, insbesondere in Gondel oder Rotor, kann es schnell gefährlich werden. Offshore Windkraftanlagen sind hierbei besonders schwer zugänglich. Siemens hat daher ein automatisches Brandmelde- und Löschsystem für Offshore-Winturbinen entwickelt. Die ersten Systeme werden derzeit im Windpark Riffgat in der Nordsee eingebaut.

Windkraft ist ein wesentliches Element für die regenerative Energiegewinnung im nachhaltigen Strommix der Zukunft. Im Jahr 2012 erbrachten alle weltweit installierten Windkraftanlagen zusammen eine Leistung von 580 TWh - dies entspricht nahezu dem gesamten jährlichen Strombedarf Deutschlands. Dabei ist das Potenzial der Windkraft heute noch längst nicht ausgereizt. So werden beispielsweise momentan an verschiedenen Standorten in der Nordsee mehrere große Windkraftparks offshore installiert.

Konstruktionsbedingt sind Windkraftanlagen, insbesondere offshore stationierte, im Schadensfall schwer zugänglich. Die Generatoren und technischen Anlagen befinden sich zum Großteil in den Gondeln und damit hundert Meter oder mehr über der Wasseroberfläche. Brände in Windkraftanlagen sind bisher zwar nur selten aufgetreten. Doch technisches Versagen einzelner mechanischer oder elektrischer Bauteile könnte zu einem Brand führen, was die Rettungskräfte vor immense Probleme stellt. Da Windräder schwer zugänglich sind, lässt es sich kaum vermeiden, dass sie vollständig ausbrennen, allen voran die Gondel. Dies bedeutet einen Totalschaden des Windrads mit massiven Folgen. Denn die Reparatur ist sehr aufwendig, sobald etwas das gesamte Generatorsystem, die Gondel oder die Rotoren ausgetauscht werden müssen.

Ein solcher Schadensfall käme schnell sehr teuer zu stehen. Denn nicht nur das zu erneuernde Material kostet, sondern auch der Einsatz der Hebegeräte und die für die Reparatur notwendigen Arbeitskräfte. Des Weiteren schlägt sich die lange Ausfallzeit der Anlage negativ auf die Bilanz nieder.

Steht die Windkraftanlage onshore, drohen weitere Gefahren durch Ausbreitung des Feuers. Eine brennende Gondel in der Nähe eines Waldstücks auf einem Bergrücken in der Sommerzeit etwa würde ein hohes Risiko für Mensch und Umwelt darstellen. Und auch an einem solchen Standort ist das Windrad schwer zugänglich.

Windräder vollautomatisch gelöscht

Aus diesen Überlegungen erarbeitete Siemens dedizierte Brandmelde- und Löschsysteme für Windräder. Für den Offshore-Einsatz hat die Siemens-Divison Building Technologies das System AFFS (Active Fire Fighting System) entwickelt. Das System erkennt Brände in Windrädern und löscht sie vollautomatisch - ohne verzögerten und aufwändigen Brandbekämpfungseinsatz auf See. Die ersten AFFS-Systeme werden derzeit in Riffgat eingebaut.

Konstruktionsbedingt sind Windkraftanlagen, insbesondere Offshore-Anlagen, im Brandfall schwer zugänglich.
Konstruktionsbedingt sind Windkraftanlagen, insbesondere Offshore-Anlagen, im Brandfall schwer zugänglich. (Siemens)

Das AFFS kombiniert intelligente Sinteso-Brandmelder mit integrierter ASA Technology (Advanced Signal Analysis) mit einer Sinorix-Löschanlage, die Brände mit Stickstoff, einem Inertgas, bekämpft. Die Brandmeldeanlage überwacht permanent die neuralgischen Punkte und systemrelevanten Bausteine der Windkraftanlage. Erkennt AFFS an der Gondel oder im Turm einen Brand - ausgelöst beispielsweise durch einen Kurzschluss in einem Schaltschrank –, leitet die Meldeanlage dies unmittelbar an die Windkraftanlagensteuerung weiter. Bestätigt ein weiteres Branderkennungselement das Feuer, so wird von der Brandmeldeanlage sofort die Gaslösung aktiviert, um den Brand rückstandsfrei zu löschen. Gleichzeitig wird das Windrad automatisch durch seinen Controller oder gegebenenfalls mit Unterstützung des Bedienpersonals im Kontrollstand heruntergefahren und die Anlage lastenfrei vom Netz genommen. Falls nötig, leiten die Operatoren vom Kontrollstand aus weitere Schritte ein, eventuell unterstützt von externen Siemens-Technikern, die sich per VPN-Internetverbindung auf die Brandmeldezentrale aufschalten können. Anschließend kann die Ursache des Problems behoben und die Windenergieanlage in möglichst kurzer Zeit wieder in Betrieb genommen werden. Die Brandmeldeanlage gibt jederzeit Statusmeldungen und Systemzustände an den Kontrollstand weiter. Um die Systemsicherheit zu erhöhen, werden je eine Anlage in der Gondel und eine im Turmfuß verbaut, die zwar miteinander vernetzt sind, jedoch selbst bei Netzwerkausfällen und Stromunterbruch völlig autark arbeiten und so höchstmögliche Sicherheit gewähren.

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