Windenergieanlagen und Brandgefahr

15. März 2016 | Sascha Schulz

© Uwe Schlick/pixelio.de

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Anfang Januar ist bei Wartungsarbeiten im Windpark Lindchen in Uedem ein Brand in einer Windenergieanlage ausgebrochen. Hierbei wurden zwei Personen verletzt, die sich zu diesem Zeitpunkt in der Anlage aufhielten. Es stellt sich die Frage, welche brandschutztechnischen Sicherheitsmaßnahmen werden getroffen, um das Brandrisiko bei WEA zu minimieren, und welche Maßnahmen werden im Falle eines Brandes ergriffen? Der nachstehende Fachbeitrag umreist die wesentlichen Anforderungen, die an WEA gerichtet werden und gibt einen Überblick zum Thema.

Fachbeitrag von Dipl.-Ing. Sascha Schulz, EnergieAgentur.NRW

Wie häufig kommen Brände an Windenergieanlagen vor?
In Deutschland waren Ende 2015 fast 26.000 Windenergieanlagen in Betrieb. Laut Angaben des Bundesverbandes Windenergie e.V. ist es in den vergangenen Jahren an sechs (2012), sieben (2013) bzw. vier (2014) WEA zu einem Brand gekommen; hierbei konnte ein Übergreifen der Feuer auf die Umgebung stets verhindert werden.

Was sind die Ursachen für Brände an Windenergieanlagen?

Brände können insbesondere in der Gondel, im Turm sowie in der Umspannstation der Windenergieanlagen entstehen. Zu den typischen Ursachen der Brandentstehung an WEA zählen Blitzschlag, Fehler in elektrischen Einrichtungen (z.B. leistungselektronische Bauteile, Steuerungselektronik), Funkenflug durch Überlastung mechanischer Bremsen sowie feuergefährliche Arbeiten im Rahmen von Wartungs- und Reparaturarbeiten. Zu den brennbaren Komponenten einer WEA zählen insbesondere Elektrokabel, Getriebe-, Transformator- und Hydrauliköle sowie weitere brennbare Materialien wie das Maschinenhaus selbst oder die i.d.R. aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) gefertigten Rotorblätter. Entstehungsbrände können sich daher auf das Maschinenhaus sowie auf die Rotorblätter ausbreiten und zu einem Totalschaden führen.

Welche präventiven Maßnahmen zur Brandvorbeugung werden ergriffen?
Grundsätzlich müssen WEA so beschaffen sein, dass der Entstehung eines Brandes der Anlage und der Brandweiterleitung auf die Umgebung vorgebeugt wird (siehe Windenergie-Erlass NRW, Nr. 5.2.3.2). Hierbei geht es zunächst um konstruktionsbedingte Vorkehrungen, z.B. Verwendung nichtbrennbarer Materialien, um Brände innerhalb einer Anlage erst gar nicht entstehen zu lassen. Als weitere brandschutztechnische Maßnahmen zur Vermeidung der Brandentstehung an WEA werden standardmäßig Blitzschutzanlagen eingesetzt, um Überspannungen durch Blitzeinschläge zu vermeiden. Daneben dienen Systeme zur Brandfrüherkennung, z.B. Brandmelder, sowie aktive Löschsysteme dazu, die Brandentstehung zu registrieren und eine Brandausbreitung möglichst frühzeitig zu verhindern. Moderne WEA verfügen über unterschiedliche Sensoren, um beispielsweise die Betriebstemperaturen einzelner Komponenten (Maschine, Schaltschränke etc.) messtechnisch zu überwachen. Die Brandfrüherkennung sowie die automatisierte Weiterleitung an die Fernüberwachungszentrale sind von großer Bedeutung, da sich im regulären Betrieb keine Personen auf der Anlage aufhalten. Daneben sind Brandschutzvorschriften obligatorisch, die vor allem bei Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten von Bedeutung sind, z.B. das Vorhalten von Handfeuerlöschern, Rauchverbote, etc.

Welche rechtlichen Vorgaben gelten für Windenergieanlagen?
Für die Beurteilung von Windenergieanlagen gelten die materiellen Vorschriften der Landesbauordnung (BauO NRW). Hiernach handelt es sich bei WEA um bauliche Anlagen besonderer Art und Nutzung (Sonderbau). Nach § 68 i.V.m. § 54 BauO NRW können an diese Anlagen im Einzelfall besondere Anforderungen gestellt werden, um die mit dem Gesetz verfolgten allgemeinen Anforderungen zur Sicherung der öffentlichen Sicherheit und Ordnung zu verwirklichen (§ 3 Abs. 1 Satz 1 BauO NRW).

Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass die öffentliche Sicherheit oder Ordnung, insbesondere Leben, Gesundheit oder die natürlichen Lebensgrundlagen, nicht gefährdet wird (§ 3 Abs. 1 Satz 1 BauO NRW).

Für WEA mit einer Höhe von mehr als 30 Metern ist deshalb im Rahmen des anlagen- und standortbezogenen Genehmigungsverfahrens mit den Bauvorlagen ein Brandschutzkonzept vorzulegen. Dieses hat die Anforderungen des § 9 der Verordnung über bautechnische Prüfungen (BauPrüfVO) zu erfüllen (u.a. Zufahrten für Feuerwehr). Mit dem Brandschutzkonzept müssen zudem besondere Risiko- und Standortfaktoren berücksichtigt und die erforderlichen vorbeugenden Brandschutzmaßnahmen festgelegt werden (vgl. § 54 Abs. 2 BauO NRW). Die Konzepte sind von staatlich anerkannten Sachverständigen für die Prüfung des Brandschutzes zu erstellen. Soll eine WEA an einem Standort mit „besonderen Standort- und Risikofaktoren“ errichtet werden, etwa im Wald, sind neben den regelmäßig zu beachtenden Anforderungen (z.B. Blitzschutzanlagen, Wartung und Instandhaltung) weitere geeignete Vorkehrungen zu treffen (z.B. möglichst Verwendung nicht brennbarer Baustoffe, Brandfrüherkennung mit automatischer Abschaltung und vollständige Trennung von der Stützenergie) sowie in besonderen Einzelfällen kann die Vorhaltung einer selbsttätigen Feuerlöschanlage erforderlich sein (siehe Windenergie-Erlass NRW).

Was passiert im konkreten Brandfall?
In Nordrhein-Westfalen werden aktuell WEA mit Naben- bzw. Turmhöhen von ca. 100 bis 150 Meter betrieben. Führt ein Entstehungsbrand dazu, dass das Maschinenhaus oder die Rotorblätter in Brand geraten, so sind die Möglichkeiten der Brandbekämpfung durch die örtlichen Feuerwehren sehr beschränkt, da die großen Höhen mit den Hubrettungsfahrzeugen der Feuerwehren nicht erreicht werden können (ca. 35 Meter). In diesen Fällen konzentriert sich die Feuerwehr auf das „kontrollierte Abbrennen“ der Anlage. Darüber hinaus wird ein Sicherheitsbereich (mindestens 500 Meter) um die Anlage durch weiträumiges Absperren eingerichtet, um insbesondere den Schutz vor herabfallenden Teilen zu gewährleisten und ein Übergreifen auf die Umgebung zu verhindern. Die örtlichen Feuerwehren verfügen dabei über die entscheidende Ortskenntnis, um den Einsatzort schnell erreichen zu können; Hilfestellung hierzu bietet auch das Notfallinformationssystem für Windenergieanlagen (WEA NIS). Hierbei handelt es sich um ein bundesweites Anlagen-Register, mit dem Informationen über WEA (Standort, Technische Daten, Lageplan) für die Notfall-Einsatzkräfte, z.B. Rettungsdienste und Feuerwehren, zur Verfügung gestellt werden.

Weiterführende Informationen:

3 Gedanken zu „Windenergieanlagen und Brandgefahr

  1. danke für diese ausführliche information, die für mich wesentliche fragen offen läßt:
    •angeblich werden die windräder in nadelwaldgebieten aufgestellt, die doch eher trocken sind. wie ist in einem „unzugänglichen 196.250 qm“ weit-reichenden waldgebiet ein “kontrolliertes abbrennen“ möglich ohne dass der wald in brand gerät? …..macht das die feuerwehr mal einfach so? im sommer reicht doch schon mal eine zigarette, oder?
    •bei einem brand sind auch die kühlflüssigkeit und schmieröle der windturbine betroffen die in den waldboden des wasserschutzgebietes gelangen können. um wieviel liter handelt es sich jeweils (mehrere 1000l?) und wie wird konkret eine vergiftung des waldbodens und damit des grundwassers verhindert beim kontrollierten abbrennen?
    •sind vielleicht auch andere feuerlöscheinrichtungen vorgesehen, die ebenfalls hoch giftig sind und dann das grundwasser im wassereinzugsgebiet vergiften würden?
    mir ist eine „realitätsbezogene konkrete beantwortung“ meiner fragen sehr wichtig. verordnungen helfen bei einem brand leider nicht weiter, sondern die feuerwehr muss es vor ort möglich machen!
    herzlichen dank für ihre mühe
    Josefa Liebrand

    • oh,
      folgender Bereich würde nicht o.g. 196.250qm umfassen, sondern mindestens 785.000qm, also 78,5 Hektar minderwertigen Nadelwald:
      „für das „kontrollierte Abbrennen“ der Anlage wird ein Sicherheitsbereich (mindestens 500 Meter) um die Anlage durch weiträumiges Absperren eingerichtet, um insbesondere den Schutz vor herabfallenden Teilen zu gewährleisten und ein Übergreifen auf die Umgebung zu verhindern. Die örtlichen Feuerwehren verfügen dabei über die entscheidende Ortskenntnis, um den Einsatzort schnell erreichen zu können……“
      sorry, das war von mir ein dummer Fehler. Aber darf ich jetzt ihre Antworten erfahren?

    • Sehr geehrte Frau Liebrand,

      vielen Dank für Ihre Rückfrage und das Interesse an dem Thema.

      Zu a) und c) In der konkreten Situation wird zunächst ein weiträumiger Bereich um die Windenergieanlage abgesperrt (mindestens 500 m), um mögliche Gefahren, z.B. für Wanderer, auszuschließen. Darüber hinaus können z.B. Posten mit Funkgeräten an unterschiedlichen Stellen positioniert werden, um herabfallende, brennende Anlagenteile direkt lokalisieren und ablöschen zu können. Eine besondere Herausforderung stellen hierbei in der Tat Waldstandorte dar. Deshalb sind neben den regelmäßig zu beachtenden Anforderungen (z.B. Blitzschutzanlagen, Wartung und Instandhaltung) „weitere geeignete Vorkehrungen“ bei diesen Standorten vorzunehmen (z.B. Vorhaltung selbsttätiger Feuerlöschanlagen, z.B. Aerosollöschanlagen, CO2-Löschsysteme). Aufgrund der Brandgefährdung von Nadelwäldern und den standortbedingten Besonderheiten (z.B. Zugänglichkeit des Geländes in der Umgebung), sind diese Aspekte im Rahmen der Brandschutzkonzepte im Sinne eines „Notfallplans“ besonders zu berücksichtigen. Hierin ist darzulegen, wie die Brandstelle durch die Feuerwehr erreicht werden kann, wie eine ggf. erforderliche Löschwasserversorgung (z.B. Löschteiche) sichergestellt wird und wie die Brandausbreitung konkret verhindert werden kann (z.B. Konzept zur Brandeindämmung). Im Rahmen der Genehmigungsverfahren werden deshalb neben den Brandschutzdienststellen (gem. § 5 FSHG) auch die Forstbehörden eingebunden, um fachliche Stellungnahmen für den jeweiligen Einzelfall einbringen zu können; Schulungen von Einsatzkräften zu dieser Thematik finden im Rahmen von Aus- und Fortbildungen statt, z.B. über das Institut der Feuerwehr NRW.

      Zu b) Zu den Betriebsmitteln in Windenergieanlagen zählen Getriebeöle (bis zu 1.600 Liter), Hydrauliköle, sonstige Schmiermittel (bis zu 300 Liter) sowie Kühlmittel (bis zu 600 Liter). Die Menge der in den WEA eingesetzten Betriebsmittel variieren von Anlagentyp zu Anlagentyp stark (z.B. Bauformen, Triebstrang). Hierbei sind insbesondere getriebelose und nicht-getriebelose Anlagenkonzepte zu unterscheiden – was großen Einfluss auf den Mengeneinsatz hat. Die Antragsunterlagen müssen deshalb Auskunft zu Art und Menge von wassergefährdenden Stoffen sowie Maßnahmen zur Vermeidung von Stoffaustritten enthalten. WEA sind in diesem Sinne als Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen einzustufen (gem. § 62 Abs. 1 Wasserhaushaltsgesetz, sogenannte HBV-Anlagen) und deshalb generell nur sehr eingeschränkt in Wasserschutzgebieten zulässig, da dem Grundwasser zur Sicherstellung der öffentlichen Trinkwasserversorgung eine überragende Bedeutung zukommt. WEA dürfen in solchen Gebieten nur zugelassen und betrieben werden, wenn besondere Sicherheitseinrichtungen vorgehalten werden. Hierzu gehören standardmäßig verschiedene Auffangwannen, um wassergefährdende Stoffe innerhalb der Anlage aufzufangen, z.B. direkt am Maschinenträger, in der obersten Turmplattform sowie im Turmfuß. Das oberste Turmsegment befindet sich beispielsweise direkt unter dem Maschinenhaus, ist mit der Turmwand dicht verschweißt und kann somit auch im Falle eines Brandes als öldichte Auffangwanne dienen. Die ausreichende Bemessung der Rückhaltevolumen wird durch Prüfungen im Rahmen des Genehmigungsverfahrens sichergestellt. Sollten im Falle eines Brandes dennoch wassergefährdende Stoffe austreten, so obliegt es zunächst der Feuerwehr, Erstmaßnahmen zur Verhinderung von akuten Umweltgefahren vorzunehmen. Alle weiteren, erforderlichen Maßnahmen werden von der zuständigen Fachbehörde (z.B. Untere Wasserbehörde) und der Genehmigungsbehörde eingeleitet und überwacht.

      Ihr Redaktionsteam des EnergieDialog.NRW

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