Energie & Umwelt

Windmühle in Flammen: Warum Windturbinenbrände auftreten, wie oft und was dagegen getan werden kann

Windmühle in Flammen: Warum Windturbinenbrände auftreten, wie oft und was dagegen getan werden kann

Nach einem Artikel vonBrandschutzwissenschaft, die von Experten begutachtete Veröffentlichung der International Association of Fire Safety Science, ist eine der größten Herausforderungen für die globale Windenergiebranche die Tendenz von Windkraftanlagen, Feuer zu fangen. Ein Problem, über das der Artikel nicht vollständig berichtet.

Die Studie wurde von Forschern des Imperial College London, der University of Edinburgh und des SP Technical Research Institute of Sweden durchgeführt, die eine globale Bewertung der Windparks der Welt mit rund 200.000 Turbinen durchführten. Das Forschungsteam stellte fest, dass weltweit zehnmal so viele Brände auftreten wie tatsächlich gemeldet werden, insgesamt 117 Brände pro Jahr im Gegensatz zu 11,7.

"Windkraftanlagen sind tragfähige Quellen für erneuerbare Energien, die der Welt helfen können, Emissionen zu reduzieren und uns von fossilen Brennstoffen abzusetzen", sagte Dr. Guillermo Rein vom Department of Mechanical Engineering am Imperial College London. „Brände sind jedoch ein Problem für die Industrie, das sich auf die Energieerzeugung, die Wirtschaftsleistung und die Emission giftiger Dämpfe auswirkt. Dies könnte einen Schatten auf die grünen Referenzen der Branche werfen. Besorgniserregend zeigt unser Bericht, dass Feuer ein größeres Problem sein kann als das, was derzeit gemeldet wird. Unsere Forschung beschreibt eine Reihe von Strategien, die von der Industrie angewendet werden können, um diese Turbinen in Zukunft sicherer und feuerfester zu machen. “

Die Studie ist jedoch nicht ohne Kritiker. Chris Streatfeild, Direktor für Gesundheit und Sicherheit beim Wind- und Meeresenergiehandelsverband RenewableUK, antwortete mit der Feststellung, dass die Windindustrie zwar jede Forschung begrüßt, die zur Verbesserung der Sicherheitsstandards beiträgt, aber auch eine Reihe der im Bericht getroffenen Annahmen in Frage stellt, einschließlich der fragwürdige Zuverlässigkeit der Datenquellen und ein Unverständnis der Sicherheits- und Integritätsstandards für den Brandschutz, die in großen Windkraftanlagen Standard sind.

"Es gibt auch einen Mangel an Kontext in der Forschung in Bezug auf das tatsächliche Ausmaß der Brandrisiken für Arbeitnehmer und Mitglieder der Öffentlichkeit", sagte Streatfield. „Windkraftanlagen entsprechen internationalen Standards, um die verbindlichen Gesundheits- und Sicherheitsstandards einschließlich Brandschutzrisiken zu erfüllen. Modernste Überwachungssysteme stellen sicher, dass die überwiegende Mehrheit der Turbinenbrände schnell und effektiv behoben werden kann. Dies wird durch einen von der HSE in Auftrag gegebenen Bericht aus dem Jahr 2013 gestützt, in dem festgestellt wurde, dass die mit Windkraftanlagen verbundenen Sicherheitsrisiken weit unter allen anderen vergleichbaren gesellschaftlichen Risiken liegen. Die Branche setzt sich weiterhin für ein sicheres Umfeld für ihre Arbeitnehmer und die Öffentlichkeit ein, und in Großbritannien wurde noch nie ein Mitglied der Öffentlichkeit durch eine Windkraftanlage verletzt. “

In der Tat sind Brände von Windkraftanlagen weitaus seltener als Brände in anderen Energiewirtschaftsbereichen wie dem Öl- und Gassektor, in denen jährlich Tausende von Bränden auftreten. Laut GCube, einem Versicherer für die Windindustrie, können aus einem globalen Portfolio von mehr als 30 Gigawatt (GW) nur drei oder vier Turbinenverluste pro Jahr auf Turbinenbrände zurückgeführt werden. Das entspricht nur einer Turbine von 7.000 Feuer pro Jahr.

DNV GL bezieht Schäden an Turbinen sowie die vollständige Zerstörung in seine Bewertung des Brandrisikos ein, wodurch eine Zahl von 2.000 Turbinen pro Jahr entsteht, die Feuer fangen. Dies schließt auch ältere Turbinenmodelle ein, die in Ländern betrieben werden, in denen Betriebs- und Wartungsverfahren weniger streng sind.

Das größte Risiko für Windkraftanlagen ist eher ein Blattversagen als ein Brand. Trotzdem können die wirtschaftlichen Auswirkungen von Bränden von Windkraftanlagen auf Windenergieentwickler bei solchen Vorfällen beträchtlich sein, da jede Turbine mehr als 2 Mio. GBP kostet und geschätzte 500.000 GBP pro Jahr generiert.

Was kann man dagegen tun?

Der Hauptgrund für die große Brandgefahr einer Windkraftanlage liegt darin, dass sich die Gondel der Windkraftanlage in einem Raum befindet, in dem sich leicht entflammbare Materialien in unmittelbarer Nähe von Maschinen und elektrischen Leitungen befinden. Diese Materialien umfassen Hydrauliköl und Kunststoffe. Beispielsweise kann eine 1,5-MW-Windkraftanlage in der Regel 900 Liter Schmier- und Kühlöl enthalten, und 1,5-MW-Maschinen befinden sich aufgrund der zunehmenden Entwicklung und Innovation in den letzten Jahren in der Regel auf der kleineren Seite der Produktpalette von Windkraftanlagen viel größere Turbinenmodelle. In der Zwischenzeit wird die Gondel selbst mit ziemlicher Sicherheit aus brennbarem faserverstärktem Kunststoff (FRP) bestehen und Schalldämmungsmaterial enthalten, das auch brennbar ist.

Wenn sich die mechanischen oder elektrischen Komponenten in der Turbinengondel überhitzen oder einen Fehler entwickeln, können sie sich entzünden und einen Brand auslösen. Dies kann dann durch die starken Winde, die die Turbinen ausnutzen sollen, angefacht werden. Sobald ein Feuer in einer Windkraftanlage beginnt, ist es äußerst schwierig, es zu löschen, was hauptsächlich auf die entfernte Lage des Windparks oder der einzelnen Windkraftanlage und die Höhe der Turbine selbst zurückzuführen ist.

Die Studie behauptet, dass nach Angaben der Windenergiebranche selbst Brände von Windkraftanlagen 10 bis 30 Prozent der gemeldeten Unfälle von Windkraftanlagen ausmachen, obwohl ein genaues Bild der Situation schwer zu erhalten ist, da offizielle Berichte über Brände häufig unvollständig, voreingenommen oder enthalten sind Informationen, die nicht öffentlich verfügbar sind. Brände von Windkraftanlagen führen fast immer zu erheblichen Ausfallzeiten oder zum Totalverlust der Turbine. Die gute Nachricht ist jedoch, dass das Verhältnis der Brände pro Turbine seit 2002 erheblich gesunken ist.

Das Forschungsteam schlägt vor, dass die Industrie das Risiko durch die Installation von Brandschutzmaßnahmen wie Blitzschutzsystemen, nicht brennbaren Hydraulik- und Schmierölen und Wärmebarrieren zum Schutz brennbarer Materialien mindern könnte. Hersteller von Windkraftanlagen könnten auch die Verwendung brennbarer Materialien vermeiden und umfassende Überwachungssysteme einführen, um den Zustand ihrer Turbinen ständig zu überprüfen. Zusätzlich zu den Brandbekämpfungssystemen, die Wasser oder Schaum zum Löschen des Feuers verwenden, könnten auch Rauchmelder in die Turbinengondel eingebaut werden.

Diese Empfehlungen implizieren, dass solche Maßnahmen noch nicht eingeführt wurden, aber ist das völlig richtig?

Es ist wichtig zu bedenken, dass die Branche aus genau diesem Grund eine ganze Reihe von Standards und Richtlinien einhält. In Europa ist der wichtigste davon Abschnitt 1.5.6 der Maschinenrichtlinie 2006/42 / EG, der für alle Windkraftanlagenmodelle gilt und vorsieht, dass sie „so gebaut sein müssen, dass Brandgefahr oder Brandgefahr vermieden wird Überhitzung durch die Maschine selbst oder durch Gase, Flüssigkeiten, Staub, Dämpfe oder andere Substanzen, die von der Maschine erzeugt oder verwendet werden. “

Laut Jamie Scurlock, Leiter Turbinentechnologie bei RES, ist es äußerst schwierig, ein Windturbinenmodell zu entwickeln, das jegliche Brandgefahr ausschließt. Industriestandards legen auch nicht fest, wie eine Windkraftanlage ausgelegt werden soll, und es gibt auch verschiedene lokale Vorschriften, die je nach Einsatzort der Turbine unterschiedlich sein müssen.

Ein wichtiger Schutz in der Branche sind Compliance-Tests. Im März dieses Jahres erteilte der DNV GL die SE0077-Zertifizierung für Brandschutzsysteme für Windkraftanlagen, in der die Bedeutung vorab genehmigter Komponenten sowie Brandschutz- und Schutzsysteme hervorgehoben wurde. Dazu gehören Rauch- und Wärmemelder sowie Steuerungs- und Anzeigesysteme, die alle in einem von der European Fire and Security Group (EFSG) betriebenen Labor getestet werden müssen.

„Für ein Brandschutz-Typenzertifikat führt DNV GL eine Bewertung der Schutzklasse durch und analysiert mögliche Brandrisiken“, sagte Daniel Kopte, Experte für Brandschutzsysteme bei DNV GL, im Gespräch mit WindPower Monthly. „Anschließend wird die Integration des Systems in die Turbine überprüft, gefolgt von Inspektionen und Funktionstests. Im Allgemeinen wird die Brandgefahr durch eine gute Konstruktion und den Einbau geeigneter Schutzsysteme wie Lichtbogenerkennung und -unterdrückung minimiert. “

Andere Sicherheitssysteme können Rauch- und Temperatursensoren sowie Kühlsysteme umfassen. Neben dem Auslösen und Benachrichtigen bei Erreichen eines bestimmten vordefinierten Grenzwerts sowie der Fernüberwachung und -umschaltung sind auch andere Maßnahmen wie das Abschalten der Turbine oder reduzierte Betriebsverfahren wichtig.

Ja, es kommt zu Bränden von Windkraftanlagen. Aber wahrscheinlich nicht so oft, wie die Anti-Windpark-Lobby Sie vielleicht denken lässt. Die Branche selbst ist sich auch der Risiken sehr bewusst (warum sollten sie es nicht sein, wenn sie durch das Verbrennen von Turbinen so viel zu verlieren haben?) Und hat so viel getan und tut sie, um das Risiko noch weiter zu reduzieren.


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