Richtfunkstrecken – Beeinflussung durch Windkraftanlagen

Abklärungen des BAKOM haben ergeben, dass unter gewissen Umständen Windkraftanlagen Richtfunkstrecken beeinträchtigen können. Mit geeigneten Methoden lassen sich Störungen verhindern.

Gottfried Wirth, Abteilung Frequenzmanagement

Seit März 2011 gibt es in einigen Ländern ein vermehrtes Interesse, Windkraftanlagen zu errichten. Deswegen nehmen Anfragen beim BAKOM stark zu, um geplanten Windparks die Unbedenklichkeit gegenüber Richtfunk zu bescheinigen. Da heute bereits mehr als 8‘000 Richtfunkstrecken in der Schweiz in Betrieb sind - und zwar in 16 Frequenzbereichen von 6 bis 52 GHz - sind Koexistenzbetrachtungen erforderlich.

Die meisten Planungsempfehlungen für Windkraftanlagen behandeln die Frage möglicher Beeinflussungen von Richtfunkstrecken kaum oder nur ansatzweise. Auch wurde der aktuelle technische Stand der Richtfunk-Gerätetechnik kaum berücksichtigt. Der einsetzende Anfrage-Boom verlangt eine rasche und vertiefte Auseinandersetzung mit der Materie sowie ein einheitliches Vorgehen und Beurteilen der Windkraftanlagen. Folgendes ist zu beachten:

  • Die Komplexität der Modulationsmethode: Derzeit sind Richtfunkanlagen fest oder adaptiv mit QPSK (Quadraturphasenumtastung) bis hin zu 2048-QAM (Quadraturamplitudenmodulation) moduliert.
  • Unbehinderte Sicht zwischen den beiden Richtfunkstandorten einer Richtfunkstrecke - bis einschliesslich der 4. Fresnelzone - ist sicherzustellen, weil durch Abschattung oder Beugung Beeinträchtigungen entstehen können (siehe folgendes Bild).  Diese Bedingung gilt für alle Frequenzbereiche.
Beeinträchtigung der Richtfunkstrecke durch Abschattung und Beugung.
Beeinträchtigung der Richtfunkstrecke durch Abschattung und Beugung (Quelle: Pager Power)
  • In der Nahfeldzone einer Richtfunkantenne darf sich in derselben Ebene keine Windturbine befinden; diese Bedingung gilt für alle Frequenzbereiche. Die Nahfeldzone ist abhängig von der Betriebsfrequenz der Richtfunkanlage und vom maximal möglichen Durchmesser der Antenne, z.B. 700 m bei 7 GHz oder 200 m bei 52 GHz (siehe folgendes Bild).
Beeinträchtigung der Richtfunkstrecke in Nahfeldzonen der Antennen.
Beeinträchtigung der Richtfunkstrecke in Nahfeldzonen der Antennen (Quelle: Pager Power / BAKOM)
  • Ein Teil der Fläche des Rotors und des Mastes einer Windturbine können als Umlenkfläche für ein Störsignal wirken, weil dadurch Richtfunkstrecken infolge Reflexion oder Streuung beeinträchtigt werden können (siehe folgendes Bild). Das direkte Signal zwischen den Antennen muss erheblich grösser sein als das Signal, welches an der Windturbine reflektiert oder gestreut wird. Der minimal erforderliche Quotient aus beiden Signalen wird von der Modulationsmethode bestimmt. Diese und die folgende Bedingung kann für Frequenzen grösser als 33 GHz vernachlässigt werden.
Beeinträchtigung der Richtfunkstrecke durch Reflexion und Streuung.
Beeinträchtigung der Richtfunkstrecke durch Reflexion und Streuung (Quelle: Pager Power / BAKOM)
  • Der Umlenkwinkel eines möglichen Störsignals an der Rotorfläche einer Windturbine.

Somit besteht die gesamte Schutzzone rund um eine Richtfunkstrecke aus den drei dargestellten Bereichen:

  • Abschattungs- / Beugungszone,
  • Nahfeldzonen,
  • Reflexions- / Streuungszonen.

Im folgenden Bild ist ein Beispiel für 13 GHz dargestellt, wobei der Einfluss der Modulationsmethode gezeigt wird. Die Konturen sind nur um einen Standort gezeichnet, beim gegenüberliegenden Ort verlaufen sie seitenverkehrt und insgesamt werden sie noch um die X-Achse gespiegelt.

Beispiel von Schutzzonen bei einer Richtfunkstrecke 13 GHz und Einfluss der Modulationsmethode auf die Zone 3.
Beispiel von Schutzzonen bei einer Richtfunkstrecke 13 GHz und Einfluss der Modulationsmethode auf die Zone 3 (Quelle: BAKOM)

Planung von Windkraftanlagen – Mitarbeit des BAKOM

Bei der Planung von Aufstellungsorten für Windturbinen ist das BAKOM auf Anfrage bereit, mögliche Beeinträchtigungen an bestehenden Richtfunkstrecken zu untersuchen und nennt bei konkreten Fällen die Referenznummern betroffener Strecken sowie Name und Kontaktdaten der Betreiber der Richtfunkstrecken. Das BAKOM trifft weder Entscheide noch schlichtet das Amt in Streitfällen. Für eine technische Beurteilung sind der Kartenausschnitt, die Koordinaten der Eckpunkte des Projektperimeters und die der Windturbinen erforderlich, ebenso sind die technischen Details und Kontaktpersonen anzugeben.

 

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Letzte Änderung 20.12.2012

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