Windkraft Maschinenrichtlinie gilt auch für Windkraftanlagen

Autor / Redakteur: Matthias Wimmer / Reinhard Kluger

Sie sind keine typische Maschinen, dennoch gelten für sie die Sicherheitsvorschriften der Maschinenrichtlinie: Windkraftanlagen bedürfen der Konformitätsbewertung. Für den Windpark BARD hat der Sicherheitsspezialist Pilz diese Dienstleistung übernommen.

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Eine Animation zeigt den fertigen Windpark „BARD Offshore 1“, der 80 Windkraftanlagen umfassen wird Bild: BARD
Eine Animation zeigt den fertigen Windpark „BARD Offshore 1“, der 80 Windkraftanlagen umfassen wird Bild: BARD
( Archiv: Vogel Business Media )

Offshore Windenergie heißt eines der Schlagworte, wenn es um erneuerbare Energien geht. In Deutschland sollen 40 Offshore-Windparks innerhalb der 200 Meilen-Zone in Nord- und Ostsee errichtet werden. Laut einem Raumordnungsplan der deutschen Bundesregierung sollen bis 2030 bis zu 25.000 Megawatt Leistung über Offshore-Windkraft erzeugt werden können. Einer der Windparks wird „BARD Offshore 1“ in der Nordsee – 90 km nordwestlich vor Borkum – sein, der sich bereits seit März 2010 im Bau befindet und 80 Anlagen à fünf MW Leistung umfassen wird.

Dabei stellt nicht nur die Errichtung von Windkraftanlagen auf hoher See eine besondere technische Herausforderung dar, sondern auch der sichere Betrieb. Denn auch Windkraftanlagen fallen in den Anwendungsbereich der Maschinenrichtlinie.

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In der Maschinenrichtlinie ist eine Maschine sinngemäß folgendermaßen definiert: „[...] eine mit einem Antriebssystem ausgestattete Gesamtheit miteinander verbundener Teile oder Vorrichtungen, von denen mindestens eines bzw. eine beweglich ist und die für eine bestimmte Anwendung zusammengefügt sind.“

Damit ist eine Windkraftanlage eine funktionsfähige Maschine, für die eine Konformitätserklärung gemäß Anhang IIA ausgestellt werden muss. Durch das CE-Zeichen bestätigt der Hersteller die Konformität der Maschine in Bezug auf die zutreffenden europäischen, also EU- Richtlinien und die Durchführung aller für die Maschine vorgeschriebenen Konformitätsbewertungsverfahren.

Normen für die Sicherheit von Maschine und Mensch

Die konsequente Anwendung der Maschinenrichtlinie ist demnach auch für Hersteller von Windkraftanlagen gesetzlich vorgeschrieben. Zumindest im europäischen Raum ist das Verfahren zur Konformitätsbewertung zwingend anzuwenden.

lm Hinblick auf die sicherheitstechnischen Anforderungen an Windkraftanlagen ist die mehrteilige EN 61400 eine grundlegende Norm. Sie trifft in Teil 1 Aussagen zu den Sicherheitsanforderungen an eine Windkraftanlage.

Hinzu kommt eine weitere europäische Norm: Die EN 50308, seit 2004 in Kraft. Sie definiert explizit die Anforderungen hinsichtlich der Schutzmaßnahmen für die Gesundheit und die Sicherheit des Personals, zu dessen Aufgaben die Abnahme, der Betrieb und die Instandhaltung von Windenergieanlagen gehören. Durch die Anwendung, der EN 50308 lassen sich somit die Anforderungen der Maschinenrichtlinie umsetzen.

Die generellen Forderungen mit dem Augenmerk auf den Schutz der Mitarbeiter zielen darauf ab, Risiken für Gesundheit und Sicherheit zu vermeiden. Die Norm trifft u.a. Regelungen über Türöffnungen, Zufahrtswege, Böden, Plattformen und Geländer, Leitern mit Fallschutz, Passage- und Arbeitsräume, Anschlagpunkte und Griffe, Beleuchtung, Schutz der beweglichen Teile, Schutz vor elektrischer Gefahr sowie den Geräuschpegel und die thermische Isolation. Auch umfasst sie Aussagen zu Steigeinrichtungen, beweglichen Teilen von Schutz- und Blockiervorrichtungen, zu Not-Halt, Leistungsabschaltungen, Brandschutz und Warnzeichen. Zwar ist die EN 50308 keine harmonisierte Norm im Sinne der Maschinenrichtlinie, d.h., es besteht keine Vermutungswirkung. Sie nimmt aber in Anspruch, die Gefährdungen der EN 1050 – als Vorgängernorm der heute aktuellen EN 12100 – zu berücksichtigen.

Über diesen Weg finden dann auch alle wesentlichen Gefährdungsarten der Maschinenrichtlinie in der EN 50308 Berücksichtigung. Die Anwendung dieser Norm unterstützt also Hersteller darin, die Anforderungen der Maschinenrichtlinie zu erfüllen.

Rundum-Sicherheit für Windkraftanlagen

Etwa 90 Kilometer nordwestlich von Borkum errichtet die BARD Gruppe mit Sitz in Emden insgesamt 80 Windkraftanlagen der Fünf-Megawatt-Klasse, die so genannte „BARD 5.0“. Das Projektgebiet für den Nordsee-Windpark „BARD Offshore 1“ umfasst etwa 60 Quadratkilometer bei einer dortigen Wassertiefe von 40 Metern.

BARD hat sich auf die Errichtung von Windparks auf hoher See spezialisiert. Seit 2003 werden Windparks, Anlagen und Konzepte für Aufstellung, Wartung und Betrieb großer Offshore Windkraftanlagen entwickelt, inklusive notwendiger Genehmigungen. In der Planungsphase bereits erfolgt eine Gefährdungsbeurteilung aller notwendigen Arbeitsschritte, von der Errichtung bis zum Betrieb.

Nach Inbetriebnahme des Offshore-Windkraftwerks vor Borkum, wird dieses eine Nennleistung von 400 Megawatt liefern. Das entspricht der Stromversorgung für über 400.000 Mehrpersonen-Haushalte.

Um die Verfügbarkeit der Windkraftanlage zu testen, hat BARD zunächst zwei Prototypen an Land und einen Prototyp Nearshore errichtet. Letzterer gleicht mit Blick auf sein Errichtungsverfahren und sein tragendes Untergestell der Offshore-Variante.

Fester Bestandteil des Verfahrens zur Konformitätsbewertung im Rahmen der Maschinenrichtlinie bei BARD ist die Risikobeurteilung. Diese identifiziert die wesentlichen Risiken für das Bedien- und Wartungspersonal und bewertet sie. Auch die erforderlichen Maßnahmen zur Risikoreduzierung werden bestimmt werden. „Die Sicherheit hat für uns einen hohen Stellenwert. Eine fachkundig durchgeführte Risikobeurteilung bietet die beste Grundlage für die eigene, sichere Konstruktion einer Anlage sowie für die Festlegung der Schutzmaßnahmen“, so Karlfried Pfeifenbring, verantwortlich für den Bereich HSEQ der BARD-Gruppe. „Deshalb haben wir für die eigentliche Risikobeurteilung der Windkraftanlage einen Dienstleister mit Erfahrung auf diesem Gebiet gesucht.“

Dass bereits Steuerungskomponenten des Automatisierungsexperten Pilz aus Ostfildern bei Stuttgart in den Windkraftanlagen „BARD 5.0“ zum Einsatz kamen, trug mit dazu bei die Risikobeurteilung der Windkraftanlage „BARD 5.0“ dem schwäbischen Unternehmen zu übertragen.

Risikobeurteilung deckt Gefahrenpotenziale auf

Pilz als Experte für die sichere Automation bot die Erstellung einer Risikobeurteilung nach der Maschinenrichtlinie und unter Berücksichtigung produktspezifischer Vorschriften an. „Pilz hat es sehr gut verstanden, die eigene Kompetenz in Sachen Sicherheitstechnik nutzbringend an uns weiterzugeben“, erläutert Pfeifenbring.

Diese Risikobeurteilung umfasste die Ermittlung der geltenden Normen, Vorschriften und gängigen Verfahren sowie die Festlegung der Grenzen der Maschine. Dafür wurden sämtliche Gefahrenpotentiale innerhalb des gesamten Lebenszyklus der Anlage untersucht. Anschließend erfolgte eine genaue Risikobeurteilung und -bewertung, die schließlich in einer empfohlenen Maßnahme zur Reduzierung des Risikos auf Basis der aktuellen Normen mündete.

„Wir hätten die Risikobeurteilung an sich auch mit eigenem Personal durchführen können. Doch dadurch, dass wir ein externes Unternehmen einschalten, ergeben sich grundsätzlich nochmal andere Ansätze und Sichtweisen“, bringt Pfeifenbring den Vorteil dieser Herangehensweise auf den Punkt.

Die Risikobeurteilung erstreckte sich ebenso auch auf sicherheitsrelevante Funktionen der Steuerungstechnik. Bewertet wurden diese, dem aktuellen Stand der Technik entsprechend nach EN ISO 13849-1. Die besondere Herausforderung hierbei: die erforderlichen sicherheitstechnischen Kennwerte der beteiligten Komponenten wie Performance Level (PL), Mean Time to failure (MTTF) und weitere charakteristische Werte von den Komponentenherstellern zu erhalten

Da das Thema Sicherheit nicht immer zu den Kernkompetenzen von Unternehmen gehört oder manchmal schlichtweg die Ressourcen nicht ausreichend bzw. anderweitig gebunden sind, macht es mit Blick auf den Aufwand und auch die damit verbundenen Kosten durchaus Sinn, ein externes Unternehmen hinzuzuziehen.

Bei BARD hat man sich für eine weitere „Auslagerung“ des Themas Sicherheit entschieden. Aktuell sind Schulungen für das Personal zum Thema europäische Maschinenrichtlinie und zur Zuverlässigkeit sicherheitsrelevanter Steuerungsfunktionen geplant.

Matthias Wimmer, Customer Support Applikationscenter Hannover, Pilz

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