RIK Lausitz

ScheMa

Schusssichere energieautarke Mobilfunkanlagen

Schusssichere energieautarke Mobilfunkanlagen - "ScheMa"

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Im Vorhaben „Schusssichere energieautarke Mobilfunkanlagen - ScheMa" soll für den Einsatz von energieautarken Mobilfunkanlagen ein Konzept für ein schusssicheres Outdoor-Gehäuse entwickelt, getestet und ein Prototyp gefertigt werden. Dies ist notwendig, da die Energieversorgung dieser Anlagen mittels wasserstoffbetriebener Brennstoffzellen-Technologie sichergestellt wird. Die im Landkreis Dahme-Spreewald zu fertigenden Anlagen sollen zuerst in Deutschland errichtet und betrieben werden und die Sicherheit einer funktionsfähigen Kommunikation in möglicherweise auftretenden Notlagen gewährleisten. Nach erfolgreichem Projektabschluß soll das Einsatzgebiet auf Länder und Regionen außerhalb Deutschlands erweitert werden, in welchen erhöhte Gefährdung der Anlagen durch Beschuss mit Kleinkaliberwaffen besteht und die hierfür erforderliche Widerstandsklasse FB 4 (nach DIN EN 1522) erfüllt werden muss.

In Katastrophen- und Krisensituationen ist es für alle beteiligten Handlungsakteure von wichtiger Bedeutung auf alle notwendigen und verfügbaren Mittel der Krisenbewältigung zurückgreifen zu können. Ein bedeutender Bestandteil des Krisenmanagements ist dabei die Krisenkommunikation. Mit einer schnellen, sicheren und gut koordinierten Kommunikation ist es möglich, zwischen den relevanten Sicherheitsorganen und Verantwortlichen, Mitarbeitern, Helfern und Betroffenen einen gleichen Information- und Wissensstand sicherzustellen sowie Medien und Bevölkerung möglichst umfassend, aktuell, widerspruchsfrei und wahrheitsgemäß zu informieren.

Das technische Mittel der Wahl in diesen Situationen ist das Mobilfunkgerät, sei es privater, unternehmerischer oder behördlicher Herkunft. Durch Sendemastanlagen mit unterschiedlichen Reichweiten werden aktuell ca. 97,3% der Fläche in Deutschland mit dem 3G-Netz durch mindestens einen Mobilfunkanbieter abgedeckt (2). Diese Sendemastanlagen werden mit elektrischer Energie aus dem Stromnetz versorgt.

Werden diese Sendemastanlagen von der Netzversorgung getrennt, ob geplant oder durch ein Krisenereignis, bricht bei fehlender Notstromversorgung das Mobilfunknetz zusammen und die Notfall-Kommunikation via Handy wird unmöglich. Um für solch einen Ernstfall vorbereitet zu sein, werden aktuell deutschlandweit durch die einzelnen Bundesländer flächendeckend Mobilfunkanlagen installiert, die energieautark sind und in einer krisenbedingten Notfallsituation die Versorgung der Telekommunikation in den betroffenen Regionen übernehmen bzw. unterstützen können. Die temporäre Energieversorgung dieser Mobilfunkanlagen wird aktuell größtenteils mit klassischen Dieselgeneratoren gewährleistet, was aber im Rahmen der von der Bundesregierung ausgegebenen Klimaziele eine widersprüchliche Maßnahme ist.

Eine alternative Energieversorgung dieser Mobilfunkanlagen ist die Brennstoffzellentechnologie, die Stand der Technik ist und bereits teilweise für solche Anlagen genutzt wird. Mit dieser Technologie zur Stromversorgung kann die Mobilfunkanlage sicher und nachhaltig mit sauberer Energie versorgt werden. Der zur Energiegewinnung notwendige Wasserstoff wird in Druckgasflaschen bereitgestellt, welche in einer besonders stark geschützten Einzelkammer aufbewahrt werden müssen (siehe Abbildung 1).

Um im Fall fehlerhafter Druckgasflaschen oder entweichendem Wasserstoff einen Unfall zu verhindern und den möglichen Schaden an der Technik der Anlage so gering wie möglich zu halten, werden beim Aufbau der Mobilfunkanlagen diese Einzelkammern vom Technikschrank getrennt (siehe Abbildung 1, links). Neben einem möglichst guten, konstanten Raumklima für die Technik, müssen auch die Druckgasflaschen sowohl vor klimatischen Einflüssen als auch vor mechanischen Beanspruchungen, sei es natürlichen Ursprungs oder durch den Menschen verursacht, gut geschützt werden. Zu letzterem zählt vor allem der missbräuchliche Einsatz von Schusswaffen oder Sprengstoff, was leider immer noch in vielen Teilen der Welt (z. B. Südafrika, USA, Mexiko, usw.) tagtäglich geschieht.

Die bisher eingesetzten anti-ballistischen Einzelkammer-Systeme zum Schutz der Druckgasflaschen sind schwer und teuer, da die Anlagen mindestens einem Beschuss von Feuerwaffen von Kaliber 357 standhalten müssen. Die dafür teilweise eingesetzten Zwischenwand-Materialien können zum einen dicke Metallplatten sein, mit deren hohem Eigengewicht das Handling, der Transport und das Aufstellen der Anlagen deutlich komplizierter wird und zum anderen sehr teure und wenig verfügbare Aramidfaser-Kunststoffverbunde sein, deren Einsatz und Weiterverarbeitung vor allem in Krisenzeiten wie den aktuellen oft exklusiv der Militär- und Rüstungsindustrie vorbehalten sind.

Im Bereich Trockenbau bietet die Fa. Knauf GmbH ein durchschusshemmendes Wandsystem an, welches aus mehreren hochfesten, hochverdichteten Gipsfaserplatten besteht. Dessen Aufbau ist jedoch eine Trockenbau-Lösung und nicht für Outdoor-Anwendungen geeignet. Technolog Systems GmbH bietet ballistische Composite Panzerpaneele an, mit welchen auch Bestandsbauten aufgerüstet werden können. Diese Leichtbaulösungen haben einen stolzen Preis, da sie ursprünglich für den Schutz von Menschen vorgesehen sind. Auch werden bei diesen Produkten stets geschlossene Wandflächen geschützt. Mögliche Belüftungselemente, Lüftungsschlitze und Öffnungen für Luftaustausch können in diese nicht so einfach integriert werden.

Es fehlt eine Lösung für den Aufbau dieser energieautarken Anlagen, die es ermöglicht dem Beschuss mit Feuerwaffen bis Kaliber 357 Magnum oder sogar höher standhalten und gleichzeitig die geringen Bauraumdimensionen sowie einen günstigen Preis in der Konstruktion berücksichtigt. Auch für einen Eintritt in neue Märkte, wie die USA oder Südafrika (sowie südamerikanische und afrikanische Länder), wird mindestens eine Widerstandsklasse FB 4 (nach DIN EN 1522) gefordert. Um diese erfüllen zu können, soll im Vorhaben ausgehend von den kompakten Ausführungen der energieautarken Mobilfunkanlagen ein Demonstrator mit ausreichender Schussfestigkeit und den weiteren Anforderungen entwickelt werden.Das Spritzgussverfahren ist derzeit die meistverwendete Methode zur Herstellung von Kunststoffbauteilen für unterschiedlichste Anwendungen, vorzugsweise in großen Stückzahlen. Es zeichnet sich durch geringe Kosten in der Serienfertigung und gute Realisierbarkeit auch komplexer Geometrien aus. Dabei werden zumeist thermoplastische Kunststoffe verwendet, da diese einfach zu verarbeiten sind und zumeist sehr geringe Materialkosten aufweisen. Aufgrund der hohen erforderlichen Temperaturen und Drücke handelt es sich dabei um ein sehr energieaufwändiges Verfahren.