Geophysikalisches Institut (GPI)
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Bodenbewegungen durch Maschinen und Windenergieanlagen

Technische mechanische Prozesse und große bauliche Anlagen übertragen Schwingungen in den Erdboden. Diese Vibrationen können mit empfindlichen Erdbeben-Messstationen kilometerweit erfasst werden. Wir haben solche Bodenbewegungen an einer Tunnelbohrmaschine, an seismischen Vibratoren und Windenergieanlagen untersucht.

: Leistungsspektrum der Bodenbewegung in der Nähe einer Windenergieanlage

Abb. 1: Leistungsspektrum der Bodenbewegung in der Nähe einer Windenergieanlage (WEA). Die Stärke der Bodenbewegung nimmt mit der Windgeschwindigkeit (vers. Farben) zu, da die Stärke der Vibrationen der WEA zunehmen. Es bilden sich charakteristische Amplitudenspitzen bei Schwingungsfrequenzen, die der WEA zugeordnet werden können.

Vergraben eines Seismometers
Abb. 2: Vergraben eines Seismometers nahe einer WEA, das Kabel führt zur Datenerfassung und den Batterien (grün).

Windenergieanlagen (WEA) sind physikalisch vereinfacht große mechanische Schwinger, die Bodenbewegungen anregen. Diese Bewegungen breiten sich als elastische Wellen im Erdboden aus und sie sind physikalisch äquivalent zu Erdbebenwellen bzw. seismischen Wellen. Die emittierten Wellen können meist klar identifiziert werden, da sie charakteristische Frequenzen aufweisen, die den Eigenfrequenzen der WEA oder der (dreifachen) Rotationsfrequenz des Rotors entsprechen. Diese Schwingungsemissionen tragen zum seismischen Hintergrundrauschen bei. Sie sind i.a. nicht spürbar, aber sie können hochempfindliche Messungen stören.

Joachim Ritter ist Mitglied in WindForS und leitet den Arbeitskreis „Auswertung seismologischer Signale von Windenergie-Anlagen“. Publikationen zum Thema seismische Schwingungen finden sich auf seiner Personenseite.

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