Innovative Bremsenlöser

09.06.2026 | Veröffentlicht in Ausgabe 05-2026

Ein Arbeiter in Schutzausrüstung steht auf einem Gerüst neben einem großen roten Bauwerk über einer Wiese. - © Foto: Biome Renewables — Foto: Biome Renewables

Ob präzise Schallmessung, bessere Aerodynamik, Vogelkunde-KI oder feinfühlige Rotorblattbolzen: Wie die Technik mehr Betriebszeit schenkt

Tilman Weber

Verbesserer der Windernte wäre auch eine passende Zuschreibung für den Akustik-Experten bei DNV, Axel Sachse. Das weiß er selbst. Akustiker der 100 Messtechnik-Beschäftigten am schleswig-holsteinischen Kaiser-Wilhelm-Koog wie er steckten heute für Windpark-Projektierende „Spielraum für eine ertragsoptimierte Windparkauslegung“ ab, sagt er. Seit 20 Jahren hört Sachse nun Windenergieanlagen im Wortsinne zu. Nicht ununterbrochen: Nach Anfangsjahren als Projektingenieur für Lärm- und Akustikmessungen von 2005 bis 2007 des damaligen Unternehmens Windtest im Kaiser-Wilhelm-Koog folgten acht Jahre bei Nachfolgebetrieben in anderen Messfeldern, ehe er 2015 als Senior-Ingenieur zu den Akustik-Messungen zurückkam. Seit 2017 ist er Principal Engineer Windturbinenakustik an alter Wirkstätte, die nun zum norwegischen Ingenieurdienst DNV gehört.

Mit so viel Zuhörer-Erfahrung und bester Mess-´technik des akkreditierten, öffentlich bestätigten Prüflabors hat Sachse einen Bedeutungswandel der Lärmmessungen erkannt: Nach Einführung sogenannter Vortex-Generatoren vor 20 Jahren – Reihen flossenförmiger Strukturen auf den Blattoberseiten, den aerodynamischen Ansaugseiten der Windturbinenflügel – setzten sich vor mehr als zehn Jahren die Serrations durch. Anfangs glichen diese akustisch schlechte Blattprofile aus. Nun sind die Gefieder- oder Drachenschwingen-artigen Fransen an der Blatthinterkante fast Standard. So seien Lärmmessungen bei DNV längst nicht mehr nur ein Datensammeln, um Windkraftanlagen gemäß Bundesimmissionsschutzgesetz zuzulassen, deutet Sachse an. Da Serrations den Rotor ein bis zwei Dezibel leiser machen, fallen nächtliche Lärmschutzauflagen geringer oder ganz aus. Das bringe nachts „pro Anlage mehrere 100 Kilowatt zusätzliche maximale Erzeugungskapazität“, sagt Sachse (siehe Interview rechts).

Mehrere 100-Kilowatt zusätzliche maximale Erzeugungskapazität bringen neu montierte Serrations am Rotorblatt in Verbindung mit Messungen durch ein akkreditiertes Prüflabor ein – nachts, weil die Abschaltungen zum Lärmschutz wegfallen.

Gemäß Lärmschutzvorgaben dürfen Windturbinen tagsüber in den üblichen Mischgebieten nur mit 60 Dezibel an den Wohnstätten der Anlieger ankommen. Je nach Auslegung muss der Schallpegel bei den Anwohnern sogar im Zusammenwirken mit anderen Lärmquellen wie Autobahnen die Limits einhalten. Und nachts müssen sie den Ruhewert 45 Dezibel schaffen. Die Betreiber brauchen ein akkreditiertes Prüflabor, um bei neu errichteten Anlagen die Schallleistungspegel zu messen: welchen Lärm sie ringsum aussenden. In manchen Bundesländern genügt das Vermessen dreier gleicher Anlagen an verschiedenen Orten. Anderswo müssen sie jede Anlage lärmtechnisch vermessen lassen.

„Weil alle neuen Windturbinen dank Rotorblattprofilzusätzen leiser sind“, wie es Akustik-Experte Sachse sagt, „können Projektierer ihre Anlagen näher am Rand der Windparkeignungsgebiete planen“ und so näher an Anwohnern. Das öffne mitunter Raum für ein bis zwei Turbinen mehr im Plangebiet. Messstellen wie am Kaiser-Wilhelm-Koog sichern das mit exakten Daten ab.

Mehrere Spezialunternehmen haben in den vergangenen Jahren solche Rotorblatt-Innovationen vorgestellt. Allerdings zeigte der Markt auch Grenzen für die Windernteverbesserer auf. Die Windturbinenbauer verlangen in ihren Vollwartungsverträgen ihre Zustimmung für Nachrüstungen an Rotorblättern, ansonsten fallen die modifizierten Bauteile aus der Reparaturverpflichtung heraus. Diese Zustimmung werde es aus mehreren Motiven nur selten geben, heißt es bei einem der Spezialunternehmen. Tatsächlich haben alle großen Windturbinenbauer eigene Serrations im Programm. Andere Anbieter beklagen die uneinheitlichen Genehmigungslandschaft der rund 400 Genehmigungsbehörden in Deutschland, die sehr unterschiedlich mit Modifikationen umgehen.

Weil neue Turbinen dank Profilzusätzen leiser sind, können Projektierer sie näher am Rand der Windparkeignungsgebiete planen.

Axel Sachse, Principal Engineer, DNV

Eulenfeder-Mimikry schluckt Blattzischen

Das sagt auch Ryan Church als Gründer von Biome Renewables. Biome will mit seiner Innovation, den FeatherEdge Serrations (FES), den Schall sogar im Vergleich zu herkömmlichen Serrations um weitere zwei bis drei Dezibel senken.Dezibel sind eine logarithmisches Maß, so dass mit jedem Dezibel die hörbare Lautstärke viel mehr abnimmt. Es ist ein Siebenmitarbeitenden-Unternehmen mit dem Anspruch, Pionier zu sein. Der Name ist Programm: Abgeleitet vom englischen Biomimicry ahmt hier ein spezielles Design biologische Eigenschaften von Eulenfedern nach (siehe unternehmenseigene Erklärung auf Seite 30). Die großen Nachtvögel fliegen bekanntlich lautlos durch die Luft. So soll die Form der besonders elastischen und bis zu einen halben Meter langen Kunststoffzacken dazu führen, dass die Luftströmungen an Unter- und Oberseite der Rotorblätter sich an der Hinterkante so ineinander mischen, dass ihre akustische Wirkung durch gegenläufige Luftwellen sich auflöst. Es nennt sich destruktive Interferenz. Das Unternehmen produziert die Hinterkantenkämme aus einem Sonnenlicht-beständigen „Hochleistungspolymer” der 30 Jahre lang wartungsfrei bleiben soll. Auch bessere Aerodynamik mit mehr Ertrag verspricht Biome. Innerhalb von vier bis zwölf Wochen nach der Bestellung soll ein Satz für drei Blätter je nach Menge und Produktionsauslastung produziert und in Europa am Windpark angekommen sein. Für den Austausch vorhandener Standard-Serrations gegen das FES-System sollen bei gutem Wetter mit einer Bühne sechs Tage machbar sein, für die Umrüstung am Boden drei bis vier Tage.

Beteiligen von Partnern erhöht das Tempo

Verschiedene Universitäten und Zulassungs-Institute seien eingebunden gewesen, mehrere Windturbinenbauer hätten die FES-Technik im Windkanal vermessen. Nach einem Feldtest an Flügeln einer Enercon-Windturbine stehen nun weitere Feldeinsätze der Eulenfeder-Profile bei weiteren europäischen Windturbinenherstellern bevor.

Zusammenarbeiten entlang der Wertschöpfungskette lässt auch beim Vogelschutz die Wind-ernte verbessern. Artenschutzregeln zwingen zu empfindlichen Windparkabschaltungen bei viel Flugaktivität. Zwar haben Reformen am 2022 geänderten Bundesnaturschutzgesetz die pauschalen Abschaltungen zum Vogelschutz auf Zumutbarkeitsschwellen begrenzt. An nicht ungewöhnlich windreichen Standorten dürfen demnach nicht mehr als sechs Prozent der jährlichen Erzeugung durch Abschaltungen verloren gehen. Dennoch haben die Neuregelungen für neue Verwirrung und Kritik auch beim Bundesverband Windenergie gesorgt: etwa die sogenannten phänologiebedingten Abschaltungen. Dasselbe gilt für die Höchstzahl an Flurstücken, auf denen es bei landwirtschaftlichen Arbeiten zu Abschaltungen kommen darf, damit nicht aufgescheuchte Mäuse erspähende Greifer in Rotoren hineingeraten. Phänologiebedingte Abschaltungen sind pauschale artbezogene Abschaltungen.

99,7 Prozent beträgt die Sicherheit, mit der das Vogelflug-Kontrollsystem Identiflight einen fliegenden Rotmilan korrekt erkennt und ihn vom nicht unter Schutz stehenden Mäusebussard unterscheidet.

Das im US-Bundesstaat Colorado ansässige Boulder Imaging setzt beim Vogelschutz lieber auf die Kameratechnik Identiflight. In Zusammenarbeit mit Windturbinenbauern, Instandhaltungs-Unternehmen, Windparkbetreibenden, Komponenten-Zulieferern, Forschungsinstitutionen, Gutachtenden und Behörden will das Unternehmen die Schnittstellen in der Steuerung standardisieren. Das deutet die Leiterin Politik und Kommunikation, naturschutzfachliche Projektleitung von Identiflight Deutschland Eva Schuster an (siehe auch Interview Seite 31).

Das System ist dafür zugelassen, dass es pauschale Abschaltungen erübrigt. Es besteht aus zwei optischen Einheiten mit acht Weitwinkelkameras, auf einem 6 bis 42 Meter hohen Turm, die durch intelligentes Datenauslesen im Zusammenspiel mit einer Stereokamera die Flugrichtung, das Tempo die Vogelart und das Artverhalten von 170 Arten in Echtzeit erkennen kann. Nicht für alle Arten ist das System bislang hierzulande zugelassen. Das Unternehmen führt nun für weitere Arten eine Reihe Validierungsverfahren durch. Beim Rotmilan, einem der häufigsten für Abschaltungen verantwortlichen Raubvögel in Deutschland, reduziere das System die Abschaltungen auf etwa 1.000 im Jahr anstelle der sonst womöglich mehr als 5.000. Während ein System fünf Rotoren abdecken kann, hat Identiflight mit 585 installierten Systemen schon 77 Windparks mit gut 6 Gigawatt im Blick. „Das System erkennt mit 99,7 Prozent Sicherheit einen Rotmilan und unterscheidet ihn zum Beispiel vom Mäusebussard, der nicht unter Schutz steht“, sagte Eva Schuster.

Steuerung prüft Robustheit der Anlage

Windernte-Verbesserungen beginnen indes schon bei der Messtechnik am Windturbinenkörper. Genauer: an der Echtzeit-Kenntnis von der Stabilität einer Anlage. Nur wenn sich die Anlagensteuerung der Robustheit der Anlage gewiss ist, kann sie diese immer voll in den Wind stellen oder im unruhigen Teillastbetrieb auf- und abdrehen lassen. Das Elf-Mitarbeitenden-Unternehmen Altosens setzt hier an und prüft die Stabilität der Bolzen – großer Schrauben zur Verbindung der Rotorblätter mit der Nabe oder von Komponenten im Antriebsttrang oder von Turmsegmenten. Eine Datenverarbeitung in Verbindung mit einer künstlichen Intelligenz (KI) lasse „Lockerungen, Überlasten und kritische Lastzustände frühzeitig erkennen“, sagt Altosens-Geschäftsführer Uwe Steinkamp (Interview unten). „Das führt zu weniger ungeplanten Stillständen und reduziert Wartungskosten. Wartung wird planbar.“

Altosens bringt die Elektronik in den Standardgröße-Unterlegscheiben der Bolzen unter, so dass es keine neuen Bauteile braucht. Acht bis zehn Sensoren in einem Rotorblatt-Flansch sollen die Überwachung einer Blattverbindung gewährleisten. Auf der Windenergiemesse im September in Hamburg will das 2022 gegründete Fraunhofer-Spin-off aus Osnabrück seine Software zum Management des Sensornetzwerkes und zur Analyse der Daten vorstellen. Beim Weiterbetrieb von Altanlagen empfiehlt Altosens die KI-Technologie einzubauen, statt wie bisher üblich alle Bolzen an kritischen Stellen vorsorglich auszuwechseln.