In Deutschland und anderen Ländern hat die Abkehr von fossilen hin zu erneuerbaren, sogenannten grünen Quellen den durch Wind generierten Anteil an Energie stark forciert. Die, um die von der Bundesregierung gesteckten Klimaziele zu erreichen, steigende Anzahl an Windenergieanlagen (WEA) und die Tatsache, dass windreiche Flächen häufig in der Nähe von für die Luftfahrt benötigten Sendeanlagen stehen, unterstreicht den hohen Stellenwert der folgenden Frage: Beeinflusst eine WEA oder ein Windpark die vom Drehfunkfeuer bereitgestellten Navigationsinformationen. Das Drehfunkfeuer, angelsächsisch Very High Frequency Omnidirectional Radio Range (VOR), übernimmt in seiner Funktion in der Luftfahrt die Rolle eines Leuchtturmes. Es ermöglicht Flugzeugen ihre Winkelposition bezüglich magnetisch Nord relativ zu der jeweiligen Sendeanlage zu bestimmen. Trotz bestehender Satellitennavigation ist das Drehfunkfeuer aufgrund sicherheitsbedingter Redundanz auch in Zukunft nicht entbehrlich. Nach einer Umfrage des Bundesverbandes für Windenergie an Land wird derzeit ein Leistungsäquivalent von bereits projektierten 2300 MW blockiert. D.h. trotz bestehender Finanzierung werden WEA unter Anführung von Sicherheitsbedenken seitens Deutschen Flugsicherung nicht gebaut. Die Tatsache, dass 1 MW einem Investitionsvolumen von ca. 2,5 Mio Euro entspricht, verdeutlicht, das neben dem Erreichen der Klimaziele auch erhebliche wirtschaftliche Interessen bestehen, die physikalischen Zusammenhänge VOR-WEA zu verstehen. In Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projektes „min-VOR-Win“ untersucht das Institut für Elektromagnetische Verträglichkeit (IEMV) die elektromagnetischen Interaktionen zwischen dem Drehfunkfeuer und Windenergieanlagen. Der Tatsache geschuldet, dass es nicht realisierbar ist, den riesigen Parameterraum der Problemstellung weder durch Messungen in der realen Umgebung noch durch Simulationen zu untersuchen, begegnet das IEMV der Fragestellung mit seiner langjährigen Erfahrung mit Messungen in skalierten Umgebungen. Im Gegensatz zur realen bietet die skalierte Umgebung eine nahezu unbegrenzte Verfügbarkeit als auch die volle Kontrolle aller wesentlichen Parameter. Dies wiederum erlaubt, ganz im Gegensatz zur realen Umgebung, kausale Zusammenhänge zwischen Ursache und Wirkung zu identifizieren. Das Prinzip der skalierten Umgebung ist anwendbar solange Dispersion, d.h. im gegebenen Zusammenhang die Abhängigkeit von Materialeigenschaften von der Frequenz vernachlässigt werden kann. Metallische Strukturen erfüllen diese Forderung. Die Aufgabenstellung dieser Arbeit besteht darin, verschiedene Materialien hinsichtlich ihrer Streu- und Transmissionseigenschaften zu charakterisieren und zu bewerten, inwiefern sie in einer skalierten Umgebung Anwendung finden können. Dazu ist z. Bsp. ein bestehender Aufbau zu verbessern respektive ein geeigneter zu realisieren. Zu diesem Zweck stehen folgende Ressourcen des IEMV zur Verfügung: Netzwerkanalysator, Antennenpositionierer, Messkammer, Freifeldmessgelände, 3D-Drucker, Autodesk Inventor, CST Microwave Studio, Matlab, Werkstatt,... Neben einem Aufbau mit z. Bsp. wiederverwendbarem Probenhalter, sollte als Ergebnis eine Liste der untersuchten Materialien inklusive der sie charakterisierenden Werte und der Beurteilung ihrer Eignung für Messungen in einer skalierten Umgebung vorliegen.
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Björn Neubauer
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