Welche Arten von Kabeln benötigt man für den Bau eines Windparks?

Übersicht: Welche Kabeltypen kommen im Windpark zum Einsatz?

Beim Bau eines Windparks kommen grundsätzlich folgende Kabeltypen zum Einsatz:

1. Mittelspannungskabel (MS-Kabel)
2. Niederspannungskabel (NS-Kabel)
3. Glasfaserkabel / Kommunikationskabel
4. Steuer- und Datenkabel
5. Blitzschutzleitungen
6. Erdungs- und Potentialausgleichskabel
7. Spezialkabel (z. B. für Offshore-Windparks oder in mobilen Segmenten der Anlage)

Diese Kabel übernehmen unterschiedliche Aufgaben – von der Energieübertragung über die Kommunikation bis hin zum Schutz vor Überspannung und Erdfehlern.

1. Mittelspannungskabel (MS-Kabel)

Funktion

Mittelspannungskabel verbinden die einzelnen Windenergieanlagen untereinander sowie mit der Umspannstation. Sie transportieren die erzeugte elektrische Energie mit Spannungen typischerweise zwischen 10 kV und 36 kV.

Typische Ausführungen

• Kupfer- oder Aluminiumleiter
• XLPE-Isolation (vernetztes Polyethylen)
• Schirmung (z. B. Cu-Geflecht oder leitfähiger Kunststoff)
• mechanische Schutzschichten bei Erdverlegung (z. B. Stahlband)

Herausforderungen

• Hohe Stromtragfähigkeit bei gleichzeitig langer Lebensdauer
• Thermische Belastung durch Stromfluss und Umgebungseinflüsse (Temperatur, Erdreich)
• Mechanische Beanspruchung bei Erdverlegung oder Offshore-Einsatz
• Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen
• Schutz vor Feuchtigkeit und Korrosion – insbesondere in Offshore-Windparks

Besondere Anforderungen

• Normen wie DIN EN 60228, VDE 0276 oder IEC 60502-2
• Druckdichte und Längswasserdichtigkeit (LWD) bei Offshore oder feuchten Standorten 

2. Niederspannungskabel (NS-Kabel)

Funktion

Innerhalb der Gondel und des Turms werden NS-Kabel zur Stromversorgung einzelner Komponenten verwendet – wie Hydrauliksysteme, Beleuchtung, Heizungen oder Sensorik.

Typische Ausführungen

• Kupferleiter, flexible Ausführung
• PVC- oder Gummi-Isolation
• Halogenfreie, flammwidrige Materialien

Herausforderungen

• Vibrations- und Biegebeanspruchung bei beweglichen Anlagenteilen
• Temperaturbeständigkeit, insbesondere bei Offshore-Anlagen oder in beheizten Gehäusen
• Brandschutzanforderungen in engen Innenräumen

Besondere Anforderungen

• Halogenfreiheit, geringe Rauchentwicklung (z. B. HFFR-Kabel)
• UV- und Ozonbeständigkeit bei Außeneinsatz 

3. Glasfaserkabel / Kommunikationskabel

Funktion

Glasfaserkabel sind essenziell für die Datenübertragung innerhalb eines Windparks: Sie ermöglichen die Kommunikation zwischen WEA, Umspannstation, SCADA-Systemen und Leitwarte.

Typische Ausführungen

• Singlemode- oder Multimode-Fasern
• Mit Zugentlastung und Außenmantel (PE oder PUR)
• Mit oder ohne metallische Armierung

Herausforderungen

• Mechanischer Schutz bei Erdverlegung (Steine, Bodenbewegungen)
• Feuchtigkeitsschutz, insbesondere in Offshore-Umgebungen
• Lichtwellenleiter-Bruch durch Biegebelastung

Besondere Anforderungen

• EMV-Unempfindlichkeit
• Normen wie IEC 60794-1, EN 50173 

4. Steuerkabel und Datenkabel

Funktion

Steuerkabel übertragen Steuerimpulse an Komponenten wie Pitchsystem, Generatorsteuerung, Transformatoren oder Betriebsüberwachungssysteme. Datenkabel verbinden Sensoren, Aktoren und interne Steuergeräte.

Typische Ausführungen

• Mehradrige Kupferkabel
• Abschirmung gegen elektromagnetische Störungen
• Flexible Isolierung für bewegte Anwendungen

Herausforderungen

• EMV-Störungen durch nahegelegte Stromkabel
• Biege- und Torsionsbelastung durch bewegliche Gondel
• Temperaturunterschiede in Innenräumen und im Außenbereich

Besondere Anforderungen

• CE-, UL-, oder CSA-Zulassung je nach Exportland
• Flammwidrigkeit, Halogenfreiheit 

5. Blitzschutzleitungen

Funktion

Leiten Blitzströme kontrolliert von der Rotorblattspitze über die Gondel und den Turm bis ins Erdreich ab. Unverzichtbar für den Schutz der elektrischen Komponenten und für den Personenschutz.

Typische Ausführungen

• Verzinkte Stahl- oder Kupferleiter
• Blitzstromtragfähige Kupferbänder oder -seile
• Verbindung zu geerdeten Ableitern

Herausforderungen

• Hohe Stromlast bei kurzer Dauer (bis 200.000 A)
• Mechanische und thermische Beständigkeit
• Korrosionsschutz in salzhaltiger Luft

Besondere Anforderungen

• DIN EN 62305-3
• Schutzkonzept in Kombination mit Erdungsanlage 

6. Erdungskabel und Potentialausgleichskabel

Funktion

Stellen sicher, dass keine gefährlichen Potentialunterschiede im Windpark auftreten. Sie schützen Menschen und Technik gleichermaßen vor Spannungsunterschieden und leiten Fehlerströme sicher ab.

Typische Ausführungen

• Kupferseile mit hoher Querschnittsstärke
• Erdungsbänder in der Gondel und im Fundament
• Verbindung aller metallischen Gehäuseteile

Herausforderungen

• Langlebigkeit im Boden (Korrosionsbeständigkeit)
• Erdverlegbarkeit und Kontakt zum Erdreich
• Sichere Verbindung mit Fundamenterder oder Ringerder

Besondere Anforderungen

• DIN VDE 0100-540, 0185-305
• Blitzstromtragfähigkeit 

7. Spezialkabel für Offshore-Windparks

Funktion

Offshore-Windparks stellen zusätzliche Anforderungen: große Entfernungen, feuchtes und salzhaltiges Klima, extreme Temperaturen und dauerhafte Bewegung durch Wellen.

Typische Ausführungen

• Subsea-Kabel (Seekabel)
• Mantel aus Polyethylen (PE) oder speziell ummantelte Stahlpanzerung
• Extra langer Lebenszyklus (>30 Jahre)

Besondere Herausforderungen

• Druck- und Salzwasserbeständigkeit
  
• Witterungsbeständigkeit ( Hitze, Wind und Frost)
  
• Lange Haltbarkeit
  
• Flexibilität
  
• Längswasserdichtigkeit
  
• Schweres Handling beim Einbringen unter Wasser
  
• Hohe Kosten durch spezielle Fertigung und Installation
  
• Schnelle Lieferung, Verfügbarkeit und Abwicklung

Besondere Anforderungen

• Normen wie IEC 62067, IEC 60228
• Abnahme durch internationale Prüfinstitute 

Planung und Projektierung: Was müssen Betreiber von Windparks beachten?

Bei der Auswahl und Planung der Kabelinfrastruktur eines Windparks sollten folgende Aspekte berücksichtigt werden:

1. Standortanalyse

• Topographie, Untergrund, Feuchtigkeit
• Umweltfaktoren (UV-Strahlung, Salzgehalt, Temperaturschwankungen)

2. Netzanschlussanforderungen

• Spannungsebene und Transformatoranschluss
• Schutz- und Kommunikationsanforderungen

3. EMV-Planung

• Trennung von Energie- und Steuerkabeln
• Abschirmung und Verlegung nach EMV-Kriterien

4. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

• Auswahl langlebiger Kabel reduziert Wartungs- und Austauschkosten
• Investition in hochwertige Materialien zahlt sich langfristig aus

5. Dokumentation und Normenkonformität

• Lückenlose Kabellisten und Verlegepläne
• Zertifikate für Brandverhalten, Umweltbeständigkeit, CE-Konformität

Die Verkabelung von Windkraftanlagen ist mehr als nur das Verlegen von Kabeln – sie ist ein entscheidender Bestandteil für den störungsfreien, sicheren und effizienten Betrieb eines Windparks. Die Auswahl geeigneter Kabeltypen, abgestimmt auf Standort, Anlagenkonzept und Anforderungen, entscheidet über die Qualität und Langlebigkeit der gesamten Infrastruktur.

Windparkbetreiber und Projektierer sollten daher frühzeitig Fachwissen aufbauen, mit erfahrenen Planern und Herstellern zusammenarbeiten und bei der Auswahl der Komponenten auf zertifizierte Qualität setzen.