Das Rauschen der Windräder

Windenergie soll einen entscheidenden Anteil am erneuer­baren Energie­mix der Zukunft haben. Der bundes­weite Projekt­verbund TremAc will deswegen die Planung, Entwicklung und Akzeptanz von Wind­kraft­anlagen verbessern und objektive Kriterien für deren Emissionen entwickeln. Hierfür erforschen die Experten nun das Zusammen­wirken akustischer und seismischer Schwingungen von Windkraft­anlagen und planen, ein Rechen­modell zu erstellen, das beide Emissionen abbildet. Das BMWi fördert TremAc mit 1,85 Millionen Euro.

„Wir wollen die gesamte Wirkungskette von der Anlage bis zum Anwohner nach­rechnen“, erklärt Theodoros Triantafyllidis, Koordinator des Projekt­verbunds TremAc und Leiter des Instituts für Boden­mechanik und Fels­mechanik am KIT. Im Projekt­verbund TremAc soll dabei eine einzige Modellierungs­kette die Rechen­modelle für alle schwingenden Anlagen­teile und die Umgebung zusammenführen, also drehende Rotor­blätter, Trieb­strang, Gondel­aufhängung und Turm­struktur, Fundament und Baugrund mit verschiedenen topo­graphischen Gelände­formen sowie Luft bis hin zu nahe gelegenen Wohn­gebäuden und Arbeits­stätten.

Die Wissenschaftler wollen Schwingungen, die sich in der Atmosphäre als akustische und zugleich im Unter­grund als seismische Wellen ausbreiten, an einer einzelnen Wind­energie­anlage und in einem Wind­park messen und die Rechen­modelle damit validieren. Parallel dazu sollen Anwohner mit Hilfe umwelt­medizinischer und –psychologischer Fragebögen interviewt und subjektiv empfundene Beschwerden mit objektiven Messungen in Gebäuden in Beziehung gesetzt werden.

Die Emission und Wahrnehmung von Geräuschen einerseits und Erschütterungen andererseits ist bislang zumeist isoliert betrachtet worden. „Dies greift jedoch zu kurz, um zu verstehen, warum Anwohner über Belästigungen durch Wind­kraft­anlagen klagen, auch wenn die vorgeschriebenen Pegel­werte eingehalten werden und Menschen physiologisch gar nichts mehr hören dürften“, betont Triantafyllidis. Deshalb will das Projekt TremAc nun insbesondere die Wechsel­wirkungen zwischen Luft­schall und Körper­schall untersuchen.

Die im Rahmen des Projektes zu entwickelnden, gekoppelten Rechen­modelle sollen helfen, Emissionen von geplanten Wind­kraft­anlagen besser zu prognostizieren und in Abhängigkeit von Anlagen­leistung, Entfernung zur Wohn­bebauung und Topo­graphie realistische Grenzwerte zu definieren und kontinuierlich zu überprüfen. Zudem wollen die Ingenieure die Wechsel­wirkungen zwischen einzelnen Anlagen­komponenten unter die Lupe nehmen, die Ursachen für die Emissions­orte erkunden und technische Lösungen zur Minimierung des Körper- oder Luft­schalls entwickeln. Nicht zuletzt sollen durch die Zusammen­arbeit von ingenieur­technischen und human­wissenschaftlichen Experten die Beurteilungs­kriterien objektiviert werden.

Der Forschungsverbund TremAc (Objektive Kriterien zu Erschütterungs- und Schall­emissionen durch Wind­energie­anlagen im Binnenland) wurde initiiert vom süd­deutschen Forschungs­cluster WindForS. Das Bundes­ministerium für Wirtschaft und Energie fördert ihn von 2016 bis 2019 mit rund 1,85 Millionen Euro. Partner sind das Karlsruher Institut für Technologie, die Universität Stuttgart, die Technische Universität München, die Universität Bielefeld, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und die Firma Mesh Engineering in Stuttgart. Hersteller und Betreiber von Wind­kraft­anlagen sollen den Verbund ergänzen.

KIT / DE