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Umweltaspekte

Bei der Windenergienutzung können – wie bei jeder anderen Energienutzung auch – spezifische unerwünschte Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit auftreten. Welche sind das? Wie können diese Auswirkungen möglichst gering gehalten werden?

Schall
Geräusche entstehen vor allem durch die Luftströmung an den Rotorblättern. Mechanische Komponenten wie Getriebe, Generator, Lüfter und Hilfsantriebe spielen eine geringere Rolle. Die Lautstärke hängt also von der Windgeschwindigkeit und von der Konstruktion der Anlage ab: Etwa 103 Dezibel (A) sind es im Schnitt bei den heute üblichen Windenergieanlagen (Nennleistung zwei bis drei Megawatt), wobei leistungsstärkere Anlagen im Allgemeinen mehr Geräusche verursachen (Emissionen). Der Betrieb von Windenergieanlagen muss die Anforderungen des Lärmschutzes erfüllen. Lärmimmissionen von Windenergieanlagen sind nach den Grundsätzen der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) mit begleitendem Regelwerk zu beurteilen.

Im Allgemeinen liegen keine schädlichen Umwelteinwirkungen für die schutzwürdige Nachbarschaft vor, wenn die Beurteilungspegel der Lärmimmissionen die in der TA Lärm genannten Immissionsrichtwerte (IRW) nicht überschreiten. Für Gewerbegebiete (GE), Mischgebiete (MI), allgemeine Wohngebiete (WA) und reine Wohngebiete (WR), die in der Baunutzungsverordnung (BauNVO) definiert sind, werden die in der nachfolgenden Tabelle aufgelisteten Immissionsrichtwerte angesetzt. Die Immissionsrichtwerte gelten für die Summe der Geräusche aller Anlagen, die auf den Immissionsort einwirken. Bei Windparks müssen demnach zumindest alle Windenergieanlagen bei der Beurteilung mit einbezogen werden.

GebietsnutzungImmissionsrichtwert tags in (dB(A))Immissionsrichtwert nachts in (dB(A))
Gewerbegebiet (GE)6550
Mischgebiet (MI)6045
allgemeines Wohngebiet (WA)5540
reines Wohngebiet (WR)5035


Abstände
Welche Lautstärke eine Windenergieanlage an einem bestimmten Ort in der Umgebung verursacht (Immission), hängt stark von der Entfernung ab. Die Windrichtung, die Topographie und die Vegetation können diese Werte weiter erhöhen oder senken. Laut Windenergie-Erlass Bayern gelten für die Planung eines Windparks mit einem Summenschallleistungspegel von 110 dB(A) folgende Abstände schalltechnisch als unproblematisch (die Abstände berechnen sich vom Rand des Windparks zur Siedlung in nicht vorbelasteten Gebieten):
800 m zu einem allgemeinen Wohngebiet
500 m zu einem Misch- oder Dorfgebiet oder Außenbereichsanwesen
300 m zu einer Wohnnutzung im Gewerbegebiet.
Die Wirkungen des Lärms sind vor allem von der Höhe der Schallpegel abhängig.
Aufgrund der niedrigen Schallpegel sind schwere gesundheitlichen Wirkungen durch Schallimmissionen von Windenergieanlagen nicht zu erwarten. Belästigung und Schlafstörungen können jedoch nicht ausgeschlossen werden.
Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Broschüre „Windenergie in Bayern“ (Seiten 6 – 7).

Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) und Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL):
Windenergie in Bayern

Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW):
Fragen und Antworten zum Thema Windenergie und Schall/Infraschall

Geräuschbelästigung durch Windenergieanlagen
Die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg untersuchte die Geräuschbelästigung von Anwohnern durch Windenergieanlagen. Nur wenige Anwohner gaben an, sich von den Geräuschen der Windenergieanlagen beeinträchtigt zu fühlen. Der Abstand der Anlage zur Bebauung sowie Änderungen im Betriebsmodus hatten keinen nachweisbaren Einfluss auf diese Belästigung. Dagegen verminderte die Beteiligung der Anwohner an der Untersuchung die Beeinträchtigung. Ursache für diesen positiven Effekt ist vermutlich, dass dadurch Unsicherheiten ausgeräumt werden konnten. Ein Ergebnis der Studie ist daher, dass Bürger möglichst frühzeitig und informell in den Planungs- und Bauprozess einbezogen werden sollten.

Martin-Luther-Universität Halle Wittenberg:
Abschlussbericht "Untersuchung der Beeinträchtigung von Anwohnern durch Geräuschemissionen von Windenergieanlagen und Ableitung übertragbarer Interventionsstrategien zur Verminderung dieser"
Infraschall
Dass Windenergieanlagen Geräusche erzeugen, ist bekannt und wird heute bei der Suche nach passenden Standorten berücksichtigt. Gleichzeitig werden jedoch immer wieder Befürchtungen geäußert, dass die Anlagen neben hörbarem Schall auch Infraschall erzeugen, der Menschen beeinträchtigt oder ihre Gesundheit gefährdet. Doch was ist Infraschall? Wie entsteht er? Gefährdet er die Gesundheit wirklich? Es gibt schließlich auch Infraschall aus natürlichen Quellen, wie Donner oder Meeresbrandung.

Bei Infraschall handelt es sich um Töne, die so tief sind, dass Menschen sie normalerweise nicht wahrnehmen (< 20 Hertz). Nur wenn der Pegel (also quasi die Lautstärke) sehr hoch ist, können wir Infraschall hören oder spüren.
Wissenschaftliche Studien zeigen, dass Infraschall nur dann gesundheitliche Folgen haben kann, wenn Menschen ihn hören oder spüren können. Da die von Windenergieanlagen erzeugten Infraschallpegel in üblichen Abständen zur Wohnbebauung deutlich unterhalb der Hör- und Wahrnehmungsgrenzen liegen, haben nach heutigem Stand der Wissenschaft Windenergieanlagen keine schädlichen Auswirkungen für das Wohlbefinden und die Gesundheit des Menschen.

Ausführliche Informationen zu diesem Thema finden Sie in nachfolgenden Publikationen.
Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) und Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL):
Broschüre "Windkraftanlagen – beeinträchtigt Infraschall die Gesundheit?"
Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW):
Bericht "Tieffrequente Geräusche inkl. Infraschall von Windkraftanlagen und anderen Quellen"

Antworten auf häufig gestellte Fragen zum Infraschall finden Sie auch hier beantwortet:
Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW):
Fragen und Antworten zum Thema Windenergie und Schall/Infraschall
Schattenwurf
Die Bewegung der Rotoren von Windenergieanlagen (WEA) führt zu einem bewegten Schattenwurf, der mit dem Sonnenstand wandert. Der Schattenwurf tritt nur bei klarem Himmel und damit direktem Sonnenschein auf – der bewegte Schattenwurf nur dann, wenn sich zusätzlich die Rotoren drehen, also Wind weht.

Der Schattenwurf im Tages- und Jahresverlauf kann berechnet werden (Schattenwurfprognose). Dazu müssen die genaue Position (Breiten- und Längengrad, Höhe über Normal Null) und die Gesamthöhe der WEA sowie die Geländeformation in der Umgebung bekannt sein. Das Berechnungsergebnis stellt die Bereiche dar, in denen zeitweise mit Verschattung zu rechnen ist, wobei angenommen wird, dass keine Bewölkung vorhanden ist, das heißt, dass die Sonne tagsüber immer scheint, und dass sich der Rotor immer dreht. In der Praxis sind die Schattenwurf-Zeiten aufgrund meteorologischer Bedingungen kürzer.

Das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) hat eine Simulation zum Schattenwurf einer Windenergieanlage entwickelt, die folgende Fragen beantwortet:
Wie lang ist der Schatten einer WEA in Abhängigkeit vom Tags- und Jahreslauf der Sonne?
Welche Bereiche im Umfeld einer WEA sind vom Schattenwurf betroffen?
Wann ist jeder einzelne Ort in der Umgebung einer WEA beschattet?

Weitere Informationen zur Schattenwurfsimulation

Eine Schattenwurfsimulation für Ihren Standort können Sie mit der 3D-Analyse von Windrädern durchführen.
Zur 3D-Analyse von Windrädern im Kartenteil

Abschaltautomatik
Laut Länderausschuss für Immissionsschutz gelten Beschattungszeiten von maximal 30 Stunden pro Kalenderjahr und maximal 30 Minuten pro Tag als nicht erheblich belästigend. Führt der Betrieb einer oder mehrerer Windenergieanlagen an einem einzelnen Immissionsort (z. B. Wohnhaus, Terrasse) zu längeren Beschattungszeiten, werden diese Anlagen z. B. mit einer Abschaltautomatik versehen.
Das bedeutet, eine elektronische Regelung (Schattenwurfmodul) berechnet laufend, ob die Windenergieanlage einen Schatteneffekt gemäß der theoretischen Schattenwurfprognose an den umliegenden Gebäuden erzeugen kann. Falls die oben genannten maximalen Beschattungszeiten an einem betroffenen Ort technisch überschritten sind, wird die Windenergieanlage angehalten.

Es gibt auch Schattenwurfmodule, die darüber hinaus meteorologische Parameter berücksichtigen, wie die Bewölkung. In diesem Fall wird für die Abschaltung der Rotoren die tatsächliche Beschattungsdauer auf 30 Minuten pro Tag und acht Stunden pro Kalenderjahr begrenzt.
Disco-Effekt
Der Disco-Effekt tritt vor allem bei älteren Windenergieanlagen auf, deren Rotorblätter mit glänzenden Lackierungen behandelt wurden. Heute werden die Rotorblätter moderner Windenergieanlagen mit matten und wenig spiegelnden Oberflächen beschichtet. Diese Maßnahme verhindert belästigende Lichtreflexionen, sodass der Disco-Effekt minimiert wird und bei der Immissionsbewertung keine Rolle spielt.

Der Disco-Effekt wird manchmal mit dem Schattenwurf verwechselt. Beim Disco-Effekt handelt es sich jedoch um periodische Lichtreflexionen, die an dem sich drehenden Rotor einer Windenergieanlage auftreten können. Der Effekt kann vorkommen, wenn direktes Sonnenlicht auf eine spiegelnde und rotierende Oberfläche – hier der Rotor der Windenergieanlage – trifft und z. B. auf ein Wohnhaus abgelenkt wird. Die von den Bewohnern wahrnehmbaren Blitze können als störend empfunden werden.

Dieser Effekt wird meist nur kurzzeitig an einem einzelnen Ort und dann nur unter bestimmten meteorologischen Bedingungen beobachtet. Er ist abhängig vom Sonnenstand, von der Sonnenscheinintensität sowie von der Windrichtung und damit von der Rotorausrichtung.
Eiswurf
Bei entsprechenden klimatischen Bedingungen (z. B. Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, Schneefall) können sich an den Rotorblättern Reif- und Eisschichten bilden. Diese verringern den Wirkungsgrad der Anlage und führen zu Unwuchten am Rotor. Darüber hinaus stellt herabfallendes Eis eine Gefahr in der näheren Umgebung der Windenergieanlage dar. Auch in Bayern ist die Gefahr der Eisbildung grundsätzlich gegeben. Deshalb müssen Windenergieanlagen generell so errichtet und betrieben werden, dass es nicht zu einer Gefährdung durch Eisabwurf kommt.

An Standorten, an denen mit hoher Wahrscheinlichkeit an mehreren Tagen im Jahr mit Vereisung gerechnet werden muss, sollte ein Abstand der Windenergieanlage zu den nächsten gefährdeten Objekten von mindestens 1,5 x (Nabenhöhe [m] + Rotordurchmesser [m]) eingehalten werden. Darüber hinaus sollen betriebliche oder technische Vorkehrungen getroffen werden, insbesondere wenn keine ausreichenden Sicherheitsabstände eingehalten werden können.

Moderne Windenergieanlagen können mit Eiserkennungssystemen ausgestattet werden, um die Gefahr des Eiswurfes rechtzeitig zu erkennen. Die Eisbildung an den Rotorblättern ändert das aerodynamische Profil der Rotoren. Folglich sinkt die maximale Leistung. Das Eiserkennungssystem vergleicht die tatsächliche abgegebene Leistung mit der maximal möglichen Leistung zum jeweiligen Zeitpunkt. Eine Differenz zwischen beiden Leistungen deutet auf Eisansatz hin. Auch sogenannte Eissensoren werden eingesetzt. Sie erfassen die Umweltbedingungen, die für eine potentielle Eisbildung nötig sind.

Eine betriebliche Maßnahme ist das Abschalten der Windenergieanlage, sobald sich an den Rotorblättern Eis bildet. Die Anlage abzuschalten ist nicht nur wegen der Eiswurfgefahr, sondern auch wegen Unwuchten, die die Lebensdauer der Anlage verringern, geboten. Windenergieanlagen werden bei Eisbildung standardmäßig abgeschaltet, wenn sie nicht mit einem Rotorblattenteisungssystem ausgestattet sind.

Da das Abschalten der Windenergieanlage mit einem Ertragsverlust verbunden ist, wurden Rotorblattenteisungssysteme entwickelt. Dabei werden die Rotorblätter beispielsweise mit warmer Luft durchströmt (z. B. elektrisches Heizelement, Abwärme aus der Gondel) und somit auf Temperaturen über 0 °C erwärmt. Reif und Eiskristalle tauen und fallen als kleine Tropfen zu Boden. Trotz des Energieaufwandes für das Enteisungssystem wird mehr Energie erzeugt, da die Windenergieanlage in diesem Fall nicht abgeschaltet werden muss.
Vogel- und Fledermausschlag
Unter den Vögeln und Fledermäusen gibt es einige Arten, die vermehrt an Windenergieanlagen verunglücken. Unter den Vögeln sind es vor allem Mäusebussarde, Rotmilane, Adler und andere Großvögel, unter den Fledermäusen diejenigen Arten, die regelmäßig in größeren Höhen nach Nahrung suchen (z. B. Abendsegler und Rauhautfledermäuse) oder die auf der Suche nach Quartieren neugierig die Masten begutachten (z. B. Zwergfledermäuse).

Die Kollisionsgefährdung dieser Arten ist aus menschlicher Sicht erstaunlich, da sie doch über sehr gute Sinne verfügen. Greifvögel kollidieren vor allem während der Nahrungssuche mit den Rotoren, wenn sie den Blick nach unten richten und Hindernisse vor ihnen im toten Winkel ihres Sehfeldes liegen. Fledermäuse sind dämmerungs- und nachtaktive Tiere. Weil sich die Spitzen der Rotorblätter einer Windenergieanlage mit bis zu 350 km/h drehen, können hoch fliegende Fledermausarten, trotz ihrer guten Ultraschallortung, oft nicht mehr ausweichen. Zudem geraten sie, anders als Vögel, häufiger in den Nahbereich der Rotorblätter, in dem es durch Luftverwirbelungen zu sehr großen Luftdruckunterschieden kommt. Die Lunge der Fledermäuse kann dadurch verletzt werden und man findet tote Tiere unter den Anlagen, die äußerlich unverletzt sind. Bei höheren Windgeschwindigkeiten (ab 6 m/s) oder bei Temperaturen unter 10 °C bleiben die meisten Fledermäuse allerdings in ihren Schlafquartieren.

Um die Tiere vor Kollisionen mit Windenergieanlagen zu schützen, konzentrieren sich die Gegenmaßnahmen auf die Auswahl geeigneter Anlagenstandorte ohne Kollisionsgefährdung oder auf die Abschaltung der Anlagen zu den Zeiten, an denen die relevanten Vögel oder Fledermäuse konzentriert auftreten. Darüber hinaus sollte die Kollisionsgefahr durch eine umsichtige Standortauswahl verringert werden, die auf einer fundierten Analyse der vorkommenden Arten basiert.

Für den Artenschutz kann man beispielsweise:
die Umgebung der Windenergieanlage so gestalten, dass Beutetiere möglichst nicht vorkommen oder für Greifvögel dort schlecht zu jagen sind – auch die Zufahrtswege spielen eine Rolle.
die Anlage beim Mähen von Wiesen abschalten. So können Greifvögel aufgescheuchte Insekten und Mäuse ungefährdet jagen.
mit der Mahd warten, bis Felder in der Umgebung gemäht wurden und die Greifvögel dort Beute finden.
Landschaften genügend weit von der Windenergieanlage entfernt so gestalten, dass Greifvögel ihre Beute dort leichter finden und ihre Jungen in Ruhe aufziehen können.
die Masten der Windenergieanlagen in den unteren 20 m farblich dunkel halten, das vermeidet Kollisionen für Zugvögel.
Windenergieanlagen vor allem im Frühjahr und in den Sommermonaten abschalten, wenn Fledermäuse unterwegs sind. Heutzutage verlangen Genehmigungsbehörden oft ein Gondelmonitoring als Auflage zum Artenschutz, das bedeutet ein angepasstes An- und Abschalten.
Landschaftsbild
Windenergieanlagen können aufgrund ihrer Größe, ihrer technischen Gestalt und ihrer Bewegung auch das Landschaftsbild beeinflussen. Moderne Anlagen sind bis zu 200 Meter hoch. Damit sind sie wesentlich höher als Bäume, Häuser oder Kirchtürme. Die Sichtbarkeit von Windenergieanlagen wird dadurch erhöht, dass sie an windhöffigen Standorten stehen, also entweder auf Kuppen und Höhenrücken oder in ebenen Landschaften. Hinzu kommt, dass die Bewegung der Rotoren sowie die roten Blinklichter der Befeuerung die Blicke anziehen. Einen Eindruck wie sich die Errichtung von Windenergieanlagen optisch auf die Landschaft auswirkt, liefert Ihnen die 3D-Analyse im Energie-Atlas (siehe Textbeitrag unterhalb).

Inwieweit eine Landschaft durch Windenergieanlagen beeinflusst wird, hängt jedoch vom subjektiven Empfinden des Betrachters ab. Windenergieanlagen bringen oft neue Dimensionen in die Landschaft im Vergleich zu den bisherigen natürlichen und kulturellen Maßstäben. Dies trifft vor allem für kleinteilige, naturnahe Kulturlandschaften zu. In ländlich geprägten Gegenden ohne größere „Störungen“ durch technische Strukturen wird die Eigenart der Landschaft verändert. Daher werden bereits städtisch-industriell geprägte Landschaften als besser geeignet für Windenergienutzung angesehen.

Bei der Auswahl geeigneter Windenergiestandorte sind folgende Aspekte zu berücksichtigen: Erholungsgebiete, wichtige Sichtachsen sowie sensible landschaftsprägende Strukturen (z. B. markante Hangkanten und Kulturdenkmäler mit hoher Fernwirkung wie Burgen, Schlösser oder Wallfahrtskirchen) – also die sogenannten Postkartenmotive.

3D-Analyse von Windrädern

Die 3D-Analyse ermöglicht eine virtuelle dreidimensionale Visualisierung von Windenergieanlagen (WEA) in der Landschaft. Der Anwender kann sich in der virtuellen Landschaft frei bewegen und sich so von jedem beliebigen Standort aus einen Eindruck der optischen Wirkung von Windenergieanlagen im Landschaftsbild verschaffen.

Dazu steht ein 3D-Landschaftsmodell von ganz Bayern zur Verfügung, in das bestehende Windenergieanlagen bereits eingefügt sind. Zusätzliche Windenergieanlagen können innerhalb des gewählten Betrachtungsgebiets frei gesetzt werden. Einschränkungen bestehen nur in vordefinierten Ausschlussflächen um Siedlungsstrukturen.

Zusatzoptionen wie Distanzmessung, Schattenwurfsimulation und Sichtbarkeitsanalyse helfen bei der Beurteilung der Eignung von Standorten.

Die 3D-Analyse ist an den Energie-Atlas Bayern über einen gesonderten 3D-Viewer, der einmalig installiert werden muss, als Software-Tool angebunden.

Ausführliche Beschreibung zur Bedienung, Navigation und den Anwendungsmöglichkeiten des 3D-Viewers.
Faltblatt zur 3D-Analyse
Zum 3D-Viewer im Kartenteil

Schutzgebiete

kleines bayern

Bei der Standortplanung von Windenergieanlagen sind Schutzgebiete zu berücksichtigen.

Geben Sie hier Ihren Ortsnamen ein. Nach erfolgter Auswahl öffnet sich der Kartenteil automatisch. Wählen Sie im aufgeklappten Menü die von Ihnen gewünschten Schutzgebiete aus.

Links und Downloads

Energie-Atlas Bayern:
Wind – Schattenwurfsimulation von Windenergieanlagen
Bayerische Staatsregierung:
Windenergie-Erlass Bayern 2011
Windenergie-Erlass Bayern 2016
Hinweis: Der aktualisierte Windenergie-Erlass 2016 tritt am 1. September 2016 in Kraft. Bis dahin gilt die Version aus dem Jahr 2011.
Schreiben der Bayerischen Staatsministerien für Umwelt und Verbraucherschutz, des Innern, für Bau und Verkehr und für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie:
Unwirtschaftlichkeit und umzingelnde Wirkung von Windkraftanlagen; Abstände
Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) und Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit (LGL):
Windkraftanlagen – beeinträchtigt Infraschall die Gesundheit?
C.A.R.M.E.N. e. V. (Centrales Agrar-Rohstoff- Marketing- und Entwicklungs-Netzwerk e. V.):
Broschüre "Akzeptanz für die Windenergie"
Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW):
Bericht "Tieffrequente Geräusche inkl. Infraschall von Windkraftanlagen und anderen Quellen"
Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (MKULNV) und Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (LANUV):
Leitfaden "Umsetzung des Arten- und Habitatschutzes bei der Planung und Genehmigung von Windenergieanlagen in Nordrhein-Westfalen"
Finish Meteorological Institute:
Wind Energy Production in Cold Climate (WECO)
Leibnitz Universität Hannover:
Fachtagung Methoden zur Untersuchung und Reduktion des Kollisionsrisikos von Fledermäusen an Onshore-Windenergieanlagen
Regierungspräsidium Freiburg:
Untersuchungen zu möglichen betriebsbedingten Auswirkungen von Windkraftanlagen auf Fledermäuse im Regierungsbezirk Freiburg
Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz Brandenburg:
Auswirkungen von Windenergieanlagen auf Vögel und Fledermäuse