Neue Technik zur Bestimmung von Windparametern >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

Windmessung per Laserstrahl

Um den Wind als Energieträger optimal auszunutzen, ist die Effizienz der Windenergieanlagen naturgemäß von besonderer Bedeutung. Messungen der erzeugten Leistung in Abhängigkeit vom vorherrschenden Wind sind für große Anlagen bisher jedoch nur sehr begrenzt möglich. Wissenschaftler des Stiftungslehrstuhls Windenergie (SWE) der Uni Stuttgart entwickeln nun gemeinsam mit der Uni Oldenburg und weiteren Projektpartnern ein laseroptisches Messverfahren, mit dem das gesamte räumliche Windfeld einschließlich der Turbulenzen und Scherungen in Bezug zur erzeugten Leistung gesetzt werden kann.

Um die Windgeschwindigkeit und –richtung zu bestimmen, nutzen die Wissenschaftler die so genannte LIDAR-Technologie (Light Detection and Ranging), die bereits bei Untersuchungen der Atmosphäre oder der Bestimmung von Wirbelschleppen von Flugzeugen eingesetzt wird. Sie nutzt den Laufzeitunterschied des an Aerosolen reflektierenden Laserstrahls. Ziel der Weiterentwicklung der LIDAR-Technologie ist ihr Einsatz als neuer Qualitätsmaßstab für zeitlich und räumlich hoch aufgelöste Windfeldmessungen. Unter der Leitung des SWE sollen LIDAR-Messverfahren für die Leistungskurvenmessung sowie für die Windfeldmessung in der Einströmung und im Nachlauf von Windenergieanlagen entwickelt werden. Das Messgerät kann dabei entweder am Fuß oder im oberen Bereich der Anlage auf Höhe des Rotors eingesetzt werden. Die herkömmlichen punktuellen Messungen der Windgeschwindigkeit sind nur auf Nabenhöhe des Rotors mittels Anemometer und aufwändigen Messmasten möglich.

Ermittlung der Windparameter durch gepulstes
Messverfahren auf Höhe des Rotors. (Grafik: Institut)

Die LIDAR-Technologie ist auch für größere und leistungsstärkere Windenergieanlagen von bis zu sechs Megawatt Nennleistung, wie sie unter anderem bei Offshore-Windparks auf hoher See üblich sind, geeignet. Das Projekt dient denn auch als wichtige Vorarbeit für ein wissenschaftliches Begleitprogramm des Offshore-Testfelds Alpha Ventus, das als erster deutscher Windpark unter echten Offshore-Bedingungen 45 Kilometer nördlich der Insel Borkum im Herbst 2008 seinen Betrieb aufnimmt. Derzeit führen die Forscher an einem Prototyp in Bremerhaven umfangreiche LIDAR-Messungen an Land durch. Später folgen Messungen unter Offshore-Bedingungen auf der Forschungsplattform FINO1 in der Nordsee. Mit den so gewonnenen Erfahrungen optimieren die Forscher das LIDAR-Messverfahren, so dass es auf dem Testfeld Alpha Ventus effizient eingesetzt werden kann. Die Ergebnisse des vom Bundesumweltministerium geförderten Verbundprojekts sollen der gesamten Windenergiebranche zugänglich gemacht werden. ve

KONTAKT
_____________________________________________

Dipl.-Ing. Andreas Rettenmeier
Stiftungslehrstuhl Windenergie am Institut für Flugzeugbau
Tel. 0711/685-68325
Fax 0711/685-68293
e-mail: rettenmeier@ifb.uni-stuttgart.de

Zurück