Elektrosicherheit bei Windenergieanlagen

Der Betrieb von Windenergieanlagen birgt Gefährdungen durch die elektrischen Anlagen in den Betriebsräumen. Die gesamte Windenergieanlage und die zugehörigen Nebengebäude sind als abgeschlossene elektrische Betriebsstätten zu betreiben. Daher sind für den sicheren Betrieb spezielle Anforderungen zu berücksichtigen.

Die Elektrosicherheit bei Windenergieanlagen wird im Wesentlichen gewährleistet durch ein systematisches Schutzkonzept gegen elektrischen Schlag für einen sicheren technischen Betrieb der Anlage über die Betriebszeit von 20 Jahren.

In Abbildung 1 ist eine Multimegawatt-Windenergieanlage nach dem derzeitigen Stand der Technik dargestellt.

Aufbau einer Windenergieanlage

Eine Windenergieanlage gliedert sich grundsätzlich in die Anlagenbereiche

• Außenbereich der Windenergieanlage,
• Turm,
• Maschinenhaus,
• Rotor,
• Mittelspannungsräume und
• hochgelegene Außenflächen der Windenergieanlage.

Besonderheiten beim Betrieb von Windenergieanlagen

Der Betrieb elektrischer Anlagen wird in der BGV A3 (DGUV Vorschrift 3) und in der DIN VDE 0105-100 behandelt. Dabei müssen Besonderheiten beim Betrieb von Windenergieanlagen berücksichtigt werden.

Die Gefährdungen durch die elektrischen Anlagen in Betriebsräumen von Windenergieanlagen sind abhängig vom Grad des Berührungs- und Lichtbogenschutzes sowie von der Bedienungssicherheit der jeweiligen Windenergieanlage.

Sowohl die gesamte Windenergieanlage als auch zugehörige Nebengebäude mit den enthaltenen elektrischen Anlagen sind deshalb als abgeschlossene elektrische Betriebsstätten zu betreiben. Die Zugangsberechtigung darf nur Elektrofachkräften (EFKs) oder elektrotechnisch unterwiesenen Personen (EuPs) erteilt werden. Andere Personen sind durch Elektrofachkräfte oder elektrotechnisch unterwiesene Personen zu beaufsichtigen.

Eine besondere Gefährdung geht von Mittelspannungsanlagen, Transformatoren und Niederspannungs-Verteileranlagen aus. Der Zutritt darf daher nur solchen Elektrofachkräften oder elektrotechnisch unterwiesenen Personen erteilt werden, denen spezielle Fachkenntnisse vermittelt wurden.

Schaltberechtigung

Bedienvorgänge und Schalthandlungen dürfen nur von mindestens elektrotechnisch unterwiesenen Personen ausgeführt werden, z.B. Starten oder Stoppen der Windenergieanlage unter Verwendung der Steuerung. Das direkte Betätigen von Schaltgeräten in Niederspannungs-Hauptstromkreisen darf nur von Elektrofachkräften ausgeführt werden.

Die Schaltberechtigung für Mittelspannungs-Anlagen darf nur speziell ausgebildeten Elektrofachkräften erteilt werden. Die Schaltberechtigung ist schriftlich auszufertigen. Zur Durchführung von Schalthandlungen sind betriebliche Anweisungen erforderlich, in denen insbesondere Vorgehensweise, Schaltungsablauf, Verantwortlichkeit, Zuständigkeit/Entscheidungsbefugnis, Koordination, Meldung und Dokumentation festgelegt werden.

Montagearbeiten

Eine Notwendigkeit, Montagearbeiten unter Spannung durchzuführen, existiert grundsätzlich nicht. Es muss daher eine sichere Arbeitsstelle nach den fünf Sicherheitsregeln (Freischalten – Gegen Wiedereinschalten sichern – Spannungsfreiheit feststellen – Erden und kurzschließen – Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken) eingerichtet werden.

Teile der Windenergieanlage, die nach dem Freischalten noch unter Spannung stehen, z.B. Kondensatoren und Kabel, müssen mit geeigneten Betriebsmitteln entladen werden.

Ausgenommen hiervon sind Arbeiten an Akku-Notversorgungen (z.B. zur Rotorblattverstellung oder Hindernisbefeuerung) unter Beachtung geeigneter Schutzmaßnahmen, die in Montage- oder Arbeitsanweisungen festgelegt sein müssen. Abbildung 5 zeigt den Innenbereich der Nabe, wo die Akku-Notversorgung für die Rotorblattverstellung installiert wird.

Maßnahmen bei Arbeiten in der Nähe aktiver Teile

Wenn Arbeiten in der Nähe aktiver Teile (siehe § 7 BGV A3/DGUV Vorschrift 3) durchgeführt werden sollen, ist vorrangig freizuschalten und es sind die fünf Sicherheitsregeln anzuwenden. Kann nicht freigeschaltet werden, ist zumindest Schutz durch Schutzvorrichtung anzuwenden, z.B. Anbringen isolierender Abdeckungen.

In Türmen, im Maschinenhaus usw. existieren Bereiche, deren Begrenzungen vollständig oder teilweise aus metallischen Teilen bestehen und in denen außerdem die arbeitende Person mit ihrem Körper großflächig mit diesen Teilen in Berührung kommt. In diesen Bereichen dürfen ortsveränderliche elektrische Betriebsmittel nur unter Anwendung spezieller Maßnahmen betrieben werden.

Regelmäßige Prüfungen

Für den Fall, dass an der Windenergieanlage oder an deren Betriebsmitteln ein Fehler auftritt, müssen Schutzmaßnahmen wirksam sein. Dies kann nur durch regelmäßige technische Prüfungen festgestellt werden. Dabei werden nach einer Sichtprüfung u.a. der Schutzleiterwiderstand, der Isolationswiderstand und die Erdung bzw. der Potenzialausgleich elektrisch geprüft.

Prüffristen

Folgende Prüffristen haben sich in der Praxis bewährt (siehe auch BGV A3 (DGUV Vorschrift 3) und BGI 608 (DGUV Information 203-006)) und sollten als Empfehlungen aufgefasst werden:

• Anlagen: 2 bis 4 Jahre
• ortsfeste Betriebsmittel: 1 bis 2 Jahre
• handgeführte Betriebsmittel: 3 bis 6 Monate

Anforderungen von Arbeitsschutzgesetz und Betriebssicherheitsverordnung

Die BG-Information Nr. 657 (DGUV Information 203-007) erläutert die speziellen Anforderungen und gibt umsetzbare Empfehlungen zur Gefährdung bei Windenergieanlagen. Sie dient auch als Hilfe beim Erstellen einer Gefährdungsbeurteilung gemäß Arbeitsschutzgesetz.

Der Unternehmer hat dabei gemäß Arbeitsschutzgesetz und Betriebssicherheitsverordnung zur Verhütung von Arbeitsunfällen und zum Gesundheitsschutz der Versicherten Vorkehrungen nach den geltenden Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsvorschriften zu treffen, z.B. Auswahl geeigneter Arbeitsmittel und persönlicher Schutzausrüstung (PSA) und Vorkehrungen zur Verwendung eingebrachter Stoffe.

Die Einrichtungen, Anordnungen und Maßnahmen müssen den allgemein anerkannten Regeln der Sicherheitstechnik, der Arbeitsmedizin und der Hygiene sowie den sonstigen gesicherten arbeitswissenschaftlichen Erkenntnissen entsprechen. Der Unternehmer hat die getroffenen Maßnahmen auf ihre Wirksamkeit zu überprüfen und erforderlichenfalls sich ändernden Gegebenheiten anzupassen.