Schattenwurf von Windenergieanlagen

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Der Schattenwurf von Windenergieanlagen (WEA) tritt unangenehm in Erscheinung, da der Schatten einer WEA im Gegensatz zum Schatten von unbewegten Gegenständen periodische Helligkeitsschwankungen am Immissionsort hervorruft. Die Ursache ist der drehende Rotor. Der Schatten einer stehenden WEA ist hingegen nicht anders zu bewerten als der Schatten eines normalen Gebäudes. Das Auftreten des Schattenwurfes hängt von der Lage und Größe der WEA, der Lage des Immissionspunktes und vom Wetter ab.

Der Schattenwurf von Windenergieanlagen wird oft auch als Diskoeffekt bezeichnet, obwohl der Diskoeffekt streng genommen Lichtreflexionen von Rotorblättern sind.

[Bearbeiten] Betroffener Bereich

Kurz nach Sonnenaufgang trifft der Schatten der WEA in sehr weiter Entfernung, in westlicher Richtung, auf den Boden. Bei höher steigender Sonne rückt der Schatten näher an die WEA und entfernt sich nachmittags wieder in östliche Richtung. Im Sommer, wenn die Sonne im Nordosten aufgeht, fällt der Schatten zunächst nach Südwesten. Gegen Mittag ist er nur wenige Meter vom Fußpunkt entfernt und wandert abends nach Südosten. Im Winter geht die Sonne im Südosten auf, steigt mittags nur bis ca. 15° über den Horizont (abhängig vom Datum und der geografischen Breite, gilt für Deutschland Ende Dezember) und versinkt im Südwesten. Der Schatten zieht seine Bahn dementsprechend von Nordwesten kommend, in größerer Entfernung an der WEA vorbei, nach Nordwesten. Das vom Schattenwurf betroffene Gebiet ist in der nebenstehenden Zeichnung dargestellt.

Die Form des Gebietes hängt von der geografischen Breite ab. Jenseits der Polarkreise kann die Sonne ringsum wandern, so dass der Schattenwurf alle Himmelsrichtungen erreicht. In den Tropen kann die Sonne senkrecht über einer WEA stehen, so dass auch ihr Fußpunkt im Schatten stehen kann. In Deutschland entsteht die dargestellte Form.

In größerer Entfernung von der WEA kann der Schattenwurf vernachlässigt werden. Da das Rotorblatt von der Ferne aus gesehen nur einen kleinen Bereich der Sonne verdeckt, ist die aus dieser Verdeckung resultierende Helligkeitsschwankung nicht mehr wahrnehmbar. Die Reichweite des Schattenwurfes in diesem Sinne hängt von der Breite des Rotorblattes ab. Bei großen WEAs muss der Schattenwurf teilweise in mehr als 1000 m noch berücksichtigt werden.

[Bearbeiten] Immissionsschutz

Nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz darf der Schattenwurf von Windenergieanlagen nicht länger als 8 Stunden pro Jahr und 30 Minuten am Tag auf ein Wohnhaus wirken. Bei Überschreitung dieser Dauer müssen die WEAs abgeschaltet werden, solange ihr Schatten auf den Immissionspunkt fällt.

Hierbei wird zwischen der theoretisch maximal möglichen und der tatsächlichen Schattenwurfdauer unterschieden. Die theoretisch maximal mögliche Schattenwurfdauer würde dann erreicht, wenn die Sonne stets schiene, der Rotor immer in Bewegung wäre und der Rotor außerdem immer quer zur Sonne stünde. Da dies nicht der Fall ist, liegt die tatsächliche Schattenwurfdauer deutlich unter der theoretisch maximal möglichen. Erfahrungsgemäß liegt an Standorten mit einer theoretisch maximal möglichen Schattenwurfdauer von 30 h/a die tatsächliche Schattenwurfdauer ungefähr bei 8 h/a. In der Bau- bzw. BImSchG-Genehmigung für Windkraftanlagen wird daher verlangt, dass eine WEA, deren Schatten theoretisch die Schattenwurfdauer eines Immissionspunktes auf über 30 h/a oder 30 min/d hochtreiben kann, mit einer Abschaltautomatik ausgerüstet werden muss. Diese Abschaltautomatik muss so programmiert werden, dass die tatsächliche Schattenwurfdauer auf 8 h/a und 30 min/d begrenzt wird.

Bei der Betrachtung der Schattenwurfdauer wird dabei vom Immissionspunkt ausgegangen: Entscheidend ist nicht, wie lange eine WEA Schatten wirft, sondern wie lange der Immissionspunkt betroffen ist. Wenn mehrere WEAs Schatten werfen, muss beispielsweise nachmittags eine WEA abgeschaltet werden, weil vormittags eine andere WEA die zulässige Schattenwurfdauer von 30 min/d ausgeschöpft hat.