DIN EN 61400-24 (VDE 0127-24)
Windenergieanlagen Teil 24: Blitzschutz
Die Norm beschreibt die Blitzumgebung von Windkraftanlagen mit den Verweisen auf die entsprechenden Blitzschutznormen. Bei Windkraftanlagen ist, wie bei allen Einrichtungen mit großer Bauhöhe, zu berücksichtigen, dass mit einer verstärkten Anzahl von Aufwärtsblitzen gerechnet werden muss. Dies gilt besonders für Windenergieanlagen, die aufgrund günstiger Windbedingungen oft an hohen und exponierten Standorten errichtet werden. Aufwärtsblitze haben im Vergleich mit Abwärtsblitzen relativ niedrige Spitzenströme von bis zu 20 kA. Charakteristisch für die Aufwärtsblitze, die von aufwärts gerichteten Vorentladungen von der baulichen Anlage zur Wolke eingeleitet werden, sind Langzeitströme mit hohen Ladungswerten. Langzeitströmen kann zusätzlich eine hohe Zahl von Impulsströmen überlagert sein. Ein hoher Anteil von Langzeitstrom weist jedoch keine überlagerten kurzeitigen Stoßströme oder nach dem Abklingen des einleitenden Langzeitstroms keine nachfolgenden Stoßströme auf. Diese reinen Langzeitströme bezeichnet man auch als „ICC-only“-Entladungen. Bei WEAs, die in bestimmten geographischen Orten installiert sind, können deshalb Blitzstromparameter erforderlich sein, die die Werte von Gefährdungspegel I überschreiten.
In der VDE 0127-24 werden Anforderungen an den Blitzschutz für Teilkomponenten, wie zum Beispiele Rotorblätter, mechanischer Antriebsstrang und elektrische und elektronische Steuerungssystem festgelegt.
Wesentlicher Bestandteil der neuen Vorschrift sind Laboruntersuchungen zur Verifizierung der Blitzschutzmaßnahmen. Die Ermittlung der Blitzeinschlagpunkte und somit die korrekte Positionierung der Fangeinrichtungen an Rotorblättern soll über Hochspannungsprüfungen erfolgen. Der Nachweis der Blitzstromtragfähigkeit der Ableitungen und der internen Verbindungen erfolgt über Hochstromprüfungen. Unterschieden werden dabei leitungsgebundene Hochstromprüfungen und Hochstromprüfungen, bei denen der Blitzstrom über einen offenen Lichtbogen eingekoppelt wird.
Die Niederspannungsanlage und die elektronischen Kontroll- und Steuerungssysteme einer WEA sind durch den elektromagnetischen LEMP-Impuls des Blitzstromes gefährdet. Die VDE 0127-24 fordert deshalb zum Überspannungsschutz ein umfassendes LEMP-Schutzsystem:
- Erdung und Potentialausgleich
- Schirmung und Leitungsführung
- Koordiniertes SPD-System.
Der Nachweis der Wirksamkeit dieser Schutzmaßnahmen kann mit den in VDE 0127-24 beschriebenen Prüfverfahren zur Störfestigkeitsprüfung auf Systemebene erfolgen.
Die Blitzschutznorm für Windkraftanlagen empfiehlt den Einsatz von Blitzmesssystemen oder Blitzerfassungseinrichtungen – siehe auch Abschnitt 2.8.
