Was passiert mit Windrädern bei Sturm?
Kurz gesagt: Klassisch schaltet eine Windanlage bei rund 25 m/s Windgeschwindigkeit ab (cut-out). Moderne Anlagen kennen eine Sturmregelung: statt abrupt abzuschalten, drehen sie die Rotorblätter schrittweise aus dem Wind und liefern mit reduzierter Drehzahl und Leistung weiter Strom. Quellen: Windmesse, BWE.
Die klassische Sturmabschaltung (cut-out)
- Ab etwa 25 m/s mittlerer Windgeschwindigkeit (≈ 90 km/h, Beaufort 10) erreicht die Anlage ihre Auslegungsgrenze.
- Die Pitch-Regelung dreht die Rotorblätter aus dem Wind, der Rotor verlangsamt und stoppt.
- Der Generator wird vom Netz getrennt, die mechanische Bremse sichert.
- Die Anlage steht still, bis der Wind über eine gewisse Zeit unter ~22 m/s sinkt (Hysterese verhindert ständiges An/Aus).
Die moderne Sturmregelung
Statt abruptem Stillstand fahren moderne Anlagen die Leistung ab etwa 22–25 m/s sanft herunter — die Pitch-Regelung dreht die Blätter graduell, die Drehzahl sinkt, der Generator liefert weiter, aber mit weniger Leistung. Vorteile:
- Mehr Ertrag bei Sturmlagen (anstatt 0 kW).
- Sanftere Lastwechsel auf die Anlage — weniger Materialstress.
- Netzstabilität bei Sturmfront, weil die Einspeisung nicht schlagartig wegfällt.
Diese Regelung ist heute Stand der Technik bei großen Onshore- und Offshore-Anlagen führender Hersteller.
Wer entscheidet über die Abschaltschwelle?
Die genaue cut-out-Geschwindigkeit legt der Hersteller im Rahmen der IEC-61400-Zertifizierung fest, dokumentiert sie im Anlagenzertifikat und stimmt sie auf den jeweiligen Anlagentyp und Rotordurchmesser ab. Sie ist damit keine behördliche Vorgabe, sondern ein technischer Auslegungswert, der sich aus Rotordurchmesser, Turmfestigkeit und Getriebeauslegung ergibt. Die Betriebsführung (meist eine Fernüberwachungszentrale) erhält die Windmessdaten der Anlage in Echtzeit über SCADA-Systeme und greift nur ein, wenn die automatische Steuerung selbst nicht planmäßig reagiert — im Normalbetrieb läuft die Sturmabschaltung oder -regelung vollautomatisch, ohne menschliches Zutun.
Unterschied zwischen Böen und mittlerer Windgeschwindigkeit
Ein häufiges Missverständnis: Die 25-m/s-Schwelle bezieht sich auf die über mehrere Minuten gemittelte Windgeschwindigkeit, nicht auf einzelne Böen. Kurze Böenspitzen von 30 oder 35 m/s führen nicht automatisch zur Abschaltung, solange der Mittelwert darunter bleibt — die Anlagensteuerung glättet die Messwerte, um ein ständiges Auf- und Abfahren bei böigem Wetter zu vermeiden. Erst wenn der gleitende Mittelwert über einen definierten Zeitraum (meist 10 Minuten) die Schwelle überschreitet, greift die Abschaltlogik automatisch und ohne Verzögerung. Das erklärt, warum Anlagen bei stark böigem, aber im Schnitt moderatem Wind oft weiterlaufen, während sie bei gleichmäßig starkem Sturm früher abschalten.
Was steckt mechanisch dahinter
- Pitch-Regelung: jedes Rotorblatt kann unabhängig um seine Längsachse gedreht werden (Pitch-Winkel) und so Wind-„abscheren" oder „einfangen".
- Yaw-Antrieb: die ganze Gondel kann sich um die Turmachse drehen, um den Rotor optimal in den Wind zu stellen — oder bewusst aus dem Wind zu drehen.
- Strukturreserven: Anlagen sind nach IEC-Klassen für definierte Extremwinde ausgelegt (z. B. Klasse I für ≥ 50 m/s Spitzenböe).
Was Sturmereignisse für den Ertrag bedeuten
Stürme sind für den Jahresertrag einer Anlage kein Verlustgeschäft, sondern das Gegenteil: Die Leistungskurve moderner Anlagen erreicht ihre Nennleistung typischerweise schon bei 12–14 m/s und hält sie bis zur Sturmregelungsgrenze. Die wenigen Stunden pro Jahr, in denen eine Anlage tatsächlich komplett abgeschaltet ist, machen anteilig nur einen sehr kleinen Teil der jährlichen Volllaststunden aus und werden bei der Ertragsprognose standardmäßig berücksichtigt. Sturmreiche Herbst- und Wintermonate liefern in Summe meist deutlich überdurchschnittlich viel Ertrag, weil anhaltend hohe mittlere Windgeschwindigkeiten über weite Zeiträume den kurzen Abschaltverlust bei Weitem überkompensieren.
Häufige Fragen
Was, wenn der Sturm die Anlage trotzdem überfordert?
Anlagen sind für 50-Jahres-Windereignisse ihrer IEC-Klasse ausgelegt — siehe Anlagenklassen. Realistisch ist eine Anlage über ihre Lebensdauer in den höchsten Klassen mehrfach Extremwinden ausgesetzt, ohne Schaden zu nehmen.
Können einzelne Anlagen blitzgeschädigt werden?
Ja, Blitzschlag ist häufiger als Sturmschaden. Anlagen haben deshalb integrierte Blitzschutz-Konzepte (Ableiter in der Blattspitze, Erdung). Reparaturen einzelner Rotorblätter sind Standard.
Was passiert bei Stromnetzausfall im Sturm?
Bei Netzverlust können moderne Anlagen über die Pitch-Regelung sicher in einen Stillstand fahren — die Backup-Energie für den Pitch-Antrieb kommt aus Pufferbatterien in der Gondel. Diese autarke Notfahrfunktion ist ein zentraler Bestandteil der sicherheitstechnischen Auslegung und wird bei jeder Zertifizierung eigens geprüft und dokumentiert.
Fahren Anlagen bei jedem Sturmereignis automatisch wieder hoch?
In der Regel ja, und zwar ohne dass ein Techniker vor Ort eingreifen muss. Sobald der gleitende Mittelwert der Windgeschwindigkeit wieder unter die Wiedereinschaltschwelle fällt und dort für einige Minuten stabil bleibt, fährt die Steuerung die Anlage automatisch wieder an. Ein manueller Eingriff ist nur nötig, wenn eine Störmeldung vorliegt — etwa ein Sensorfehler oder eine sicherheitsrelevante Abweichung, die vor dem Wiederanlauf geprüft werden muss.
Sind ältere Anlagen bei Sturm gefährdeter als neue?
Nicht grundsätzlich, sofern sie ordnungsgemäß gewartet sind, regelmäßig inspiziert werden und ihre ursprüngliche IEC-Klassifizierung nicht durch Standortveränderungen oder veränderte Windverhältnisse überschritten wird. Mit zunehmendem Alter steigt aber die Bedeutung der Wartung: Ermüdungsrisse in Rotorblättern oder Getriebekomponenten, wie sie über Standsicherheitsnachweise und regelmäßige Inspektionen erkannt werden, können die Belastbarkeit im Alter mindern. Das ist einer der Gründe, warum nach rund 20 Betriebsjahren die Frage Weiterbetrieb oder Repowering praktisch relevant wird.
Windrad bei Sturm – Abschaltung vs. Sturmregelung, Leistungskurve und Mechanismen