DVOR-Anlagen: Umfassende Modernisierung für bessere Flugsicherung

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Beitrag zum Ausbau der Windenergie in Deutschland

Die Flugsicherung in Deutschland steht vor der Herausforderung, moderne Technologien mit dem zunehmenden Ausbau der erneuerbaren Energien zu verbinden. Insbesondere Windkraftanlagen, die oft an exponierten Standorten wie Bergkuppen oder anderen Anhöhen errichtet werden, können die Funktion traditioneller Funknavigationsanlagen beeinträchtigen. Angesichts der wachsenden Bedeutung von Windenergie wurde in einem gemeinsamen Projekt mit dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) ein wichtiger Schritt zur Modernisierung der Navigationsinfrastruktur unternommen. Die Deutsche Flugsicherung GmbH (DFS) ersetzte dabei vier ältere CVOR-Funknavigationsanlagen durch robustere und weniger störanfällige DVOR-Anlagen. Dieses Projekt trägt wesentlich dazu bei, die Balance zwischen sicherem Flugverkehr und nachhaltiger Energieerzeugung zu gewährleisten.

Flugsicherungsanlagen und ihre Bedeutung

Flugsicherungsanlagen nehmen eine zentrale Rolle in der Luftfahrt ein. Sie dienen der Kommunikation, Navigation und Ortung von Luftfahrzeugen und gewährleisten einen sicheren und effizienten Flugverkehr. Funknavigationsanlagen, insbesondere VOR-Stationen (VHF Omni-Directional Range), sind essenzielle Bodenstationen, die Luftfahrzeugen über Funksignale präzise Richtungsinformationen liefern. Somit ermöglichen sie Piloten die Orientierung und Navigation auch bei schlechten Sichtverhältnissen oder auf Streckenabschnitten ohne optische Referenzen.

Die klassischen VOR-Systeme sind in zwei Varianten verbreitet: Das Conventional-VOR (CVOR) und das Doppler-VOR (DVOR). Während das CVOR-System im Wesentlichen ältere Technologie darstellt, zeichnen sich DVOR-Anlagen durch eine höhere Störsicherheit aus, insbesondere bei Interferenzen durch externe Einflüsse wie beispielsweise Windkraftanlagen. In der Luftfahrtnavigation ist es daher essenziell, moderne und zuverlässige Systeme einzusetzen, die den aktuellen Herausforderungen gewachsen sind.

Herausforderungen durch Windenergieanlagen

Windenergieanlagen profitieren von ähnlichen Standortvorteilen wie flugsicherungstechnische Einrichtungen. Höhere Lagen und offene Flächen bieten ideale Bedingungen für die Energiegewinnung durch Windkraft. Allerdings können diese Standorte zu gegenseitigen Störungen führen: Drehfunkfeuer oder andere Navigationssysteme werden durch die beweglichen Teile der Windkraftanlagen elektromagnetisch beeinflusst, was die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Navigationsinformationen beeinträchtigen kann.

Die Interferenzen durch Windkraftanlagen stellen nicht nur ein technisches, sondern auch ein betriebliches Risiko dar. Fehlfunktionen oder Unsicherheiten bei der Positionsbestimmung von Luftfahrzeugen können zu Sicherheitsrisiken im Luftverkehr führen. Daher ist es von großer Bedeutung, unsere Navigationsanlagen so auszurüsten, dass sie gegen derartige Störungen resistent sind.

Umsetzung des Modernisierungsprojekts

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unterstützte die Erneuerung der Funknavigationsanlagen im Rahmen eines spezifischen Programms, das von Mitte 2021 bis Ende 2025 umgesetzt wurde. Dabei ersetzte die DFS die vier bestehenden CVOR-Anlagen an den Standorten Nürnberg, Köln/Bonn, Düsseldorf und Nienburg durch verbesserte DVOR-Navigationsanlagen. Diese DVOR-Anlagen bieten einen erhöhten Schutz gegenüber Störungen durch Windenergieanlagen und gewährleisten damit eine höhere Zuverlässigkeit und Stabilität bei der Navigation.

Parallel wurden an den Standorten Frankfurt am Main, Rügen und Magdeburg die ursprünglichen VOR-Komponenten abgeschaltet, ohne dass eine Umrüstung auf DVOR notwendig war. Dort bleiben die DME-Anlagen (Distance Measuring Equipment) im Einsatz, die weniger störanfällig sind und zur Ergänzung der Navigationsinfrastruktur beitragen. Die Kombination der verschiedenen Navigationskomponenten ist Ausdruck eines strategischen Ansatzes, der technische Effizienz und betriebliche Sicherheit in Einklang bringt.

Diese Anlagen sollen in den nächsten Jahren außer Betrieb genommen werden: 

CVOR: 

• Luburg (in Prüfung)
• Fürstenwalde (2025)
• Magdeburg (2025)

Technische Grundlagen der CVOR- und DVOR-Anlagen

Die Conventional-VOR-Anlagen arbeiten mit einem statischen Sendesystem, das Signale in verschiedenen Richtungen abstrahlt. Das Luftfahrzeug empfängt diese Signale und bestimmt anhand der Phasenverschiebung die Richtung zum Sender. Allerdings ist das CVOR-System anfällig für Interferenzen, speziell durch metallische oder bewegliche Objekte in der Nähe, wie es bei Windkraftanlagen der Fall sein kann.

Im Gegensatz dazu verwendet das Doppler-VOR-Prinzip eine Kombination aus stationären und beweglichen Senderantennen, die eine Doppler-Verschiebung induzieren. Diese Methode reduziert die Signalstörungen deutlich und ermöglicht eine präzisere Richtungsbestimmung. Aufgrund dieser Eigenschaften bietet die DVOR-Technologie einen bedeutenden Fortschritt in der Luftfahrtnavigation, insbesondere in Umgebungen mit möglichen elektromagnetischen Störungen.

Vorteile und Auswirkungen der Umrüstung

Die Umrüstung auf DVOR-Anlagen bringt eine Reihe von Vorteilen für den Luftverkehr und die Windenergiebranche mit sich. Erstens erhöht sich die Sicherheit im Luftverkehr, da die Navigationssysteme nun robuster gegenüber externen Störeinflüssen sind. Piloten können auf zuverlässige Navigationsinformationen zurückgreifen, was den Flugbetrieb insbesondere bei Nacht oder schlechten Sichtverhältnissen erleichtert.

Zweitens fördert die Modernisierung die Akzeptanz und den Ausbau der Windenergie in Deutschland. Indem die Navigationsanlagen weniger störanfällig sind, können neue Windkraftprojekte an Standorten realisiert werden, die zuvor aus Sicherheitsgründen eingeschränkt waren. Dies unterstützt die Energiewende und trägt zur Versorgungssicherheit durch erneuerbare Energien bei.

Drittens demonstriert das Projekt eine gelungene Zusammenarbeit zwischen staatlichen Stellen, Energiewirtschaft und Sicherheitsbehörden. Die Finanzierung durch das BMWE und die Umsetzung durch die DFS zeigen, wie technologische Innovation und nachhaltige Entwicklung Hand in Hand gehen können.

Ausblick und zukünftige Entwicklungen

Die Modernisierung der Navigationsanlagen ist ein Beispiel für die Herausforderungen der Infrastruktur im Zeitalter der Energiewende. Künftige Entwicklungen im Bereich der Luftfahrtnavigation werden weiter auf Digitalisierung, Automatisierung und verbesserte Resilienz gegenüber Umwelteinflüssen setzen. Dabei sind kontinuierliche Innovationen erforderlich, um den Sicherheitsansprüchen des Luftverkehrs gerecht zu werden und die Umweltziele zu unterstützen.

Zusätzlich ist die Integration weiterer Technologien, wie satellitengestützte Navigationssysteme oder kombinierte Verfahren, denkbar, um die Navigation noch präziser und störunanfälliger zu gestalten. Die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Sektoren wird hierbei weiterhin entscheidend sein.

Fazit: Kombination von technologischer Innovation und nachhaltiger Energiepolitik

Die bewusste Modernisierung der Funknavigationsanlagen in Deutschland ist ein wichtiger Schritt zur Sicherstellung eines sicheren und effizienten Luftverkehrs trotz der expandierenden Windenergieanlagen an exponierten Standorten. Durch den Austausch veralteter CVOR-Anlagen gegen fortschrittlichere DVOR-Technologie ist es gelungen, Interferenzen durch Windkraftanlagen maßgeblich zu reduzieren.

Diese Maßnahme stärkt sowohl die Flugsicherheit als auch den Ausbau erneuerbarer Energien und ist somit ein Paradebeispiel für die erfolgreiche Kombination von technologischer Innovation und nachhaltiger Energiepolitik. Die fortschreitende Modernisierung der Navigationsinfrastruktur wird die Luftfahrt weiterhin auf hohem Sicherheitsniveau halten und gleichzeitig Raum für eine grünere Zukunft schaffen.

Die harmonische Integration von Navigationstechnologie und Windenergie stellt eine zentrale Aufgabe für die kommenden Jahre dar. Die Erfahrungen aus diesem Projekt bilden eine wertvolle Grundlage für weitere technische Anpassungen und ermöglichen es, den deutschen Luftraum fit für die Herausforderungen der Zukunft zu machen.

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