Windenergieanlagen nach EU-Maschinenrichtlinie Risiko ohne Chance - KEM

Windenergieanlagen nach EU-Maschinenrichtlinie

Risiko ohne Chance

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Die EU-Maschinenrichtlinie 2006/42/EG definiert die Sicherheit und den Gesundheitsschutz von Personen in Bezug auf Risiken im Umgang mit Maschinen. Sollen Windenergieanlagen in der EU in Verkehr gebracht werden, muss ein CE-Konformitätsverfahren zur Einhaltung der Maschinenrichtlinie durchgeführt werden.

Exklusiv in kem Der Autor Bernd Lengefeld ist Key-Marketing Interface der Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont

Zu den relevanten Sicherheits- und Qualitätsstandards für die Anlagenkonstruktion zählen die GL-Richtlinie zur Zertifizierung von Windenergieanlagen (WEA), die DIN EN 61400 und die DIN EN 50308. In der GL-Richtlinie wird ein weltweit akzeptables Sicherheitsniveau für Windenergieanlagen beschrieben. Obwohl sie international Anwendung findet, berücksichtigt sie keine nationalen Normen und Richtlinien.
Beim Inverkehrbringen von WEA auf dem europäischen Binnenmarkt müssen jedoch EU-Vorschriften eingehalten werden. Dazu gehört die Maschinenrichtlinie, die am 29. Dezember 2009 in der Version 2006/42/EG aktualisiert wurde. Sie definiert die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsschutz-Anforderungen, die es bei der Konstruktion von Maschinen und Anlagen gemäß Anhang I zu erfüllen gilt. Artikel 12 erläutert das CE-Konformitätsverfahren, das als Nachweis angesehen wird, dass die technischen Merkmale der Windenergieanlage mit der Maschinenrichtlinie übereinstimmt.
Für die Bewertung der CE-Konformität durch eine interne Fertigungskontrolle muss der Hersteller – oder sein Bevollmächtigter – alle notwendigen Maßnahmen treffen. Schon durch den Fertigungsprozess ist sicherzustellen, dass die WEA konform zu den technischen Unterlagen ist sowie die Anforderungen der Maschinenrichtlinie erfüllt. Die in der Richtlinie 2006/42/EG geforderten technischen Unterlagen beinhalten:
  • die technische Dokumen- tation wie beispielsweise Zeichnungen oder Schaltpläne
  • eine komplette Risiko- beurteilung
  • technische Berichte und Prüfergebnisse
  • Betriebs-, Montage- und/oder Wartungsanweisungen sowie
  • die EG-Konformitäts- erklärung.
Eine wesentliche Aufgabe hierbei ist die Erstellung der Risikobeurteilung, die sich aus einer Risikoanalyse und einer Risikobewertung zusammensetzt. Bei der Risikoanalyse werden im ersten Schritt die Grenzen der Windenergieanlage festgelegt. Zu diesen gehören:
  • die Verwendungsgrenze (bestimmungsgemäße Nutzung, Fehlanwendungen)
  • die räumliche Grenze hinsichtlich Bewegungsraum und Platzbedarf für das Wartungspersonal
  • die zeitliche Grenze in Form von Wartungsintervallen und Lebensdauer sowie
  • weitere Grenzen wie etwa Temperaturbereiche.
Dazu sind alle Lebenszyklen zu berücksichtigen. In der Risikoanalyse beschreibt der Hersteller die Betriebsarten und den Einsatzbereich der WEA. Sie enthält außerdem Informationen über die Nutzer. Dazu zählen die Qualifizierungsanforderungen an das Service-Personal, um Wartungsarbeiten sachgerecht erledigen zu können. Die nachfolgende Gefahrenstellen-Ermittlung wird für alle Lebenszyklen sowie die verschiedenen Betriebsarten durchgeführt.
Anschließend muss eine Risikoeinschätzung und -bewertung vorgenommen werden. Die zugrunde liegende EN ISO 14121 definiert das Risiko als Funktion aus dem Schadensausmaß und der Schadenswahrscheinlichkeit.
Konstruktionsphase sollte Gefahrenquellen beseitigen
Das Schadensausmaß wird aus der Schwere – leicht, mittel oder schwer – und dem Umfang der Verletzung – sind eine oder mehrere Personen betroffen – bestimmt. Die Eintrittswahrscheinlichkeit eines Schadens ergibt sich aus folgenden Faktoren:
  • Wie lange und wie oft hält sich eine Person/halten sich mehrere Personen im Gefahrenbereich auf?
  • Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine Gefährdung auftritt?
  • Gibt es Möglichkeiten, um den Schaden zu vermeiden oder einzugrenzen?
Am Ende der Risikobeurteilung wird für jeden Lebenszyklus und für jede Gefahr die Frage gestellt, ob das Risiko vermieden werden muss. Ist dies der Fall, folgt eine Risikominderung. Den entsprechenden Prozess stellt die harmonisierte Norm DIN EN ISO 12100 dar. Bereits während der Konstruktionsphase werden verschiedene Gefahrenquellen identifiziert und – wenn möglich – konstruktiv beseitigt, beispielsweise durch das Abdecken rotierender Teile. Lässt sich das Risiko nicht durch konstruktive Maßnahmen mindern oder beschränken, erfolgt eine weitere Risikominderung, indem zum Beispiel trennende oder nicht-trennende Schutzeinrichtungen angebracht werden. Im letzten Schritt wird das Restrisiko in der Benutzerinformation dokumentiert.
Die Risikobeurteilung jeder einzelnen Gefahrenstelle dient im nächsten Schritt der Entwicklung sowie bei der Konstruktion der mechanischen, hydraulischen, elektrischen, elektromechani- schen oder elektronischen und programmierbaren Steuerungen. Diesen Prozess decken die Normen EN 954, EN ISO 13849 und DIN EN 62061 ab.
EN ISO 13849 erweist sich als einfacher anwendbar
Dabei ist zu beachten, dass die EN 954 veraltet ist und daher Ende 2011 ihre Gültigkeit verliert. Vor diesem Hintergrund sollte sie nur noch bei Veränderungen an älteren Maschinen und Anlagen angewendet werden. Die DIN EN 62061 zeigt den Konstruktionsprozess von sicherheitsgerichteten elektrischen, elektronischen und programmierbaren Steuerungen auf. Mechanische, hydraulische und elektromechanische Safety-Steuerungen lassen sich gut auf Basis der EN ISO 13849 entwickeln. Somit können die DIN EN 62061 und die EN ISO 13849 zur Konstruktion von WEA herangezogen werden, die Normen sind kompatibel. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die EN ISO 13849 einfacher anzuwenden ist.
Hängt die Risikominimierung von Schutzmaßnahmen ab, wird für jede Gefahrenstelle die Entwicklung einer sicherheitsgerichteten Steuerung gestartet – das CE-Konformitätsverfahren gestaltet sich aufwändiger als hier beschrieben. Die Risikobewertung einer WEA ist deshalb erheblich umfangreicher als etwa die Beurteilung einer kleinen Maschine. Daher sollten die eigenen Mitarbeiter bei Bedarf auf das Know-How eines externen Sicherheits-Spezialisten zurückgreifen können. Phoenix Contact bietet im Bereich Windenergie daher nicht nur ein großes Portfolio an sicheren Schaltgeräten und Steuerungen, sondern auch ein umfangreiches Service-Paket sowie individuelle Beratung.
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