Airbus Defence and Space Signature technology group

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1 Airbus Defence and Space Signature technology group WEA-Fremdabschaltung durch militärische Behörden bzgl. Radare an militärischen Flugplätzen - Die aktuelle Situation - Dr.-Ing. A. Frye, Labor für Signaturtechnik öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Hochfrequenz- und Signaturtechnik 09. April 2019 / Vortrag bei DOMBERT RAe Aktuelle Herausforderungen, Hannover Signaturtechnik, Dr. A. Frye Airbusallee Bremen andreas.frye@airbus.com boris.bloch@airbus.com Tel

2 Präsentationsgliederung: 1. Fremdabschaltung bzw. Bedarfsgerechte Steuerung a. Hintergrund 2. Beispielrechnung für ein angenommenes Projekt a. Berücksichtigung der WEA Charakteristika b. Bewertung mit Berücksichtigung von bekannten und verfizierten WEA-Charakteristika 3. Lösungsmöglichkeiten a. Bewertung des Trackverlustes b. Tatsächliche Forderung des BMVg c. Nutzung der heute verfügbaren Möglichkeiten d. WEA-Charakteristik e. Beispielprojekt f. Auswertung zum Beispielprojekt für den Überflug Zusammenfassung / Vorschlag für eine sofortige Lösung 2

3 Historie: 1. Fremdabschaltung bzw. bedarfsgerechte Steuerung a. Hintergrund Die Anwendbarkeit wurde beim alten Radar ASR 910 entwickelt und verifiziert ( Befliegung & Gutachten) Bzgl. des ASR-S gibt es bisher keine Verifikation & Fliegerische Überprüfung (LufABw) WEA sind sichbar / nicht sichtbar Die LFZ-Spur kann infolge von WEA verschwinden WEA sind sichbar / nicht sichtbar infolge der Überblendung von LFZ 3 (Herstelleraussage) Digitales Radar, z.b. ASR-S Störwirkung von WEA: LFz-Plotausfall Track-Abbrüche (abhängig vom WP-Llayout) WEA-Plots Trackablenkung, Falschtracks (selten!) Darstellungshäufigkeit von WEA ist kein direktes Maß für deren Störwirkung ( nur der Trackabbruch ist justitiabel Analoges Radar, z.b. ASR-910 Störwirkung von WEA: Leuchtpunkte der WEA Maskierung von LFz-Leuchtpunkten Verlust der LFz-Verfolgbarkeit durch den Lotsen Darstellungshäufigkeit von WEA ist direktes Maß für deren Störwirkung

4 2. Beispielrechnung für ein angenommenes Projekt Seite 4 Bestand: 2 Gruppen a 4 WEA (rot) Planung: 3 WEA (grün) Somit: Gesamt 11 WEA (3x Planung, 8x Bestand) Welche Optionen bestehen hier? WEA_Bezeichnung WEA_Typ Nabenhoehe Rotordurch messer WEA_Stoertyp WGS84 Latitude WGS84 Longitude WGS84 Altitude Ground WEA abschaltbar WEA abgeschaltet WEA verschoben Status WEA 1 WEA mit 126m R D , ,15 55,49 nein nein nein Bestand WEA 2 WEA mit 126m R D , ,46 56,28 nein nein nein Bestand WEA 3 WEA mit 126m R D , ,15 54,16 nein nein nein Bestand WEA 4 WEA mit 126m R D , ,15 48 nein nein nein Bestand WEA 5 WEA mit 126m R D , ,99 60,58 nein nein nein Bestand WEA 6 WEA mit 126m R D , ,93 58,78 nein nein nein Bestand WEA 7 WEA mit 126m R D , ,99 53,42 nein nein nein Bestand WEA 8 WEA mit 126m R D , ,92 69,21 nein nein nein Bestand WEA 9 WEA mit 126m R D , ,14 54,99 ja nein nein Planung WEA 10 WEA mit 126m R D , ,15 56 ja nein nein Planung WEA 11 WEA mit 126m R D , ,15 75,02 ja nein nein Planung

5 2. Beispielrechnung für ein angenommenes Projekt Seite 5 a. Berücksichtigung der tatsächlichen WEA Charakteristika ist erforderlich (Das LufABw prüft vereinfacht ohne Berücksichtigung von Details, vgl. Bild 4) Der nachstehende Vergleich zeigt 3 aktuelle WEA sowie eine Anwendung der Bewertung durch das LufABw. Diese basiert auf alten Daten aus 2011 (Quelle : Airbus) WEA Fabrikat A WEA-Fabrikat B WEA-Fabrikat C WEA-Störzellen-Tool mit synthetischen WEA Daten Farbgebung hier frei festgelegt. Dient nur zur Orientierung

6 2. Beispielrechnung für ein angenommenes Projekt Aktuelle Bewertung seitens der mil. Behörden Seite 6 Ergebnisse zur PD DCM & CFAR Nur WEA Bestand : 2 x 4 WEA Ergebnisse zur PD DCM & CFAR WEA Bestand & Planung : 2 x 4 WEA plus 3 WEA Nach welcher Regel wird jetzt hier bewertet? Was ist hier zulässig? 6

7 3. Lösungsmöglichkeiten ( Was ist die Entscheidungsgrundlage) Seite 7 a. Bewertung des Trackverlustes des LFZ / Verlust der LFZ-Spur ist justitiabel Die Bewertung der DCM- Zelle ist kein Massstab b. Anwendung der Forderung des BMVg: Zitat aus einer Antwort des BMVg vom Februar 2018: Im Rahmen der bedarfsgerechten Schaltung fordert die Bundeswehr, dass Windenergieanlagen, welche eine Auflage zur Einrüstung einer bedarfsgerechten Schaltung erhalten, innerhalb von 1 Minute in einen für das Radargerät störungsfreien Zustand übergehen müssen. Ob die Windenergieanlagen dabei im Pendelbetrieb langsam weiterrotieren oder gänzlich angehalten werden, entscheidet nicht die Bundeswehr, sondern der jeweilige Anbieter der bedarfsgerechten Schaltung. Wichtig ist, dass die Drehzahl soweit reduziert bleibt, dass sich die drehenden Rotorblätter nicht störend auf das Radargerät auswirken.

8 3. Lösungsmöglichkeiten Seite 8 c. Nutzung von heute verfügbaren Möglichkeiten ( im Sinne der Bundeswehr): Berücksichtigung des: Erforderlich: Verfügbar? WEA-Typ WEA- Daten JA WEA-Rotororientierung / Windrichtung Windrichtungsverteilung JA WEA-Rotordrehzahl Programmierbar JA Prüfung der Fremdsteuerungserfordernisse JA Lösungen und Folgerungen für das Projekt bzgl. der Fremdsteuerung vollständige Planung? Sinnvoll? teilweise Planung? Sinnvoll? Entscheidung des teilweise Planung und Bestand? Sinnvoll? Projektentwicklers

9 3. Lösungsmöglichkeiten Seite 9 d. WEA- Charakteristik / Windrichtung Dargestellt ist hier die Wahrscheinlichkeit, eine LFZ-Spur oberhalb der WEA zu verlieren, wenn das Projekt nur aus diesen WEA besteht in Abhängigketi von der Rotororientierung und der Drehzahl (blaue Kurve) Der DCM-Pegel ist bei der minimalen Rotordrehzahl der Enercon E126 im Mittel um ca. 11,2 db und für die Worst-Case-Ausrichtung um ca. 18,8 db geringer als bei der mittleren Rotordrehzahl. Der DCM-Pegel ist bei der minimalen Rotordrehzahl der Vestas V112 im Mittel um ca. 4,9 db und für die Worst-Case-Ausrichtung um ca. 12 db geringer als bei der mittleren Rotordrehzahl.

10 3. Lösungsmöglichkeiten Seite 10 d. WEA- Charakteristik / Windrichtung Die Berücksichtigung der Windrichtung zusammen mit der WEA Charakteristik führt auf Richtungen ohne Beschränkungen (grün) und mit Beschränkungen (rot, Drehzahl etc.) (Beispiel)

11 3. Lösungsmöglichkeiten Seite 11 e. Beispiel: Das Ziel des BMVg: WEA-Gebiet sollen radartechnisch transparenter werden Die einzig justitiable Bewertung: Trackverlust des LFZ / Verlust der LFZ-Spur Problem: Die Bewertung der Bundeswehr erfolgt auf der Darstellung der DCM- Zellenbelastung Bestand Planung mit reduzierter Drehzahl für 3 WEA (Planung) Beispiel für die ungünstigste Windrichtung

12 3. Lösungsmöglichkeiten e. Beispiel: Das Ziel des BMVg: WEA-Gebiet sollen radartechnisch transparenter werden Seite 12 Die einzig justitiable Bewertung: Trackverlust des LFZ / Verlust der LFZ-Spur Problem: Die Bewertung der Bundeswehr erfolgt auf der Darstellung der DCM- Zellenbelastung Bestand Planung mit reduzierter Drehzahl für 5 WEA (3x Planung & 2x Bestand: WEA 4 & 5) Beispiel für die ungünstigste Windrichtung

13 3. Lösungsmöglichkeiten Seite 13 f. Auswertung zum Beispiel für den längsten Überflug: Bewertung von: a. die betroffene Zeit & b. die Wahrscheinlichkeit für den Trackverlust des LFZ Das Ziel des BMVg: Das WEA-Gebiet wird radartechnisch transparenter! durch zwei Maßnahmen!!! ist einfach überprüfbar!!! Beispiel für die ungünstigste Windrichtung Erläuterung: Je kleiner die Fläche unterhalb der jeweiligen Kurve, umso besser ist die Situation für das Radar!!! Die Kurve mit red. Drehzahl für die beiden Bestandanlage ist nicht angegeben, wird aber günstiger als die grüne Kurve sein. 13

14 Zusammenfassung / Vorschlag für eine sofortige Lösung Seite 14 Bisher / Zurzeit Unsichere Grundlage zur Fremdsteuerung (Keine am Radar erkennbare Entscheidungsgrundlage!!! ) Fremdsteuerung bedeutet Abschaltung Kosten für die Steuerung Kosten durch Ertragsausfall Vorsorgliche Entscheidung des Controller, ohne dass WEA auf dem Datenschirm erkennbar sind Technisch möglich Klare Grundlage zur Fremdsteuerung durch die Bewertung des Trackverlustes Fremdsteuerung bedeutet WEA-Abregelung Kosten für die Steuerung Minimierung des Ertragsausfalls/ Ertragsausfall nur bei bekannten Windrichtungen Vorsorgliche Entscheidung des Controllers (Option 1) Oder dauerhafte Programmierung der WEA (Option 2) Zusätzlicher Zugriff auf den benachbarten Bestand Schnelle Umsetzung der Ziele der Bundeswehr wird möglich

15 Thank you / Danke für Ihre Aufmerksamkeit