Windpotenzial
Eine verlässliche Analyse des Windpotenzials gewährleistet Planungssicherheit und eine erfolgreiche Finanzierung
Das Windpotenzial am geplanten Standort einer Windenergieanlage ist die Basis eines jeden Windparks. Da es heutzutage hervorragende Schwachwindanlagen auf dem Markt gibt, ist es dabei gar nicht so entscheidend, möglichst kräftige Winde zu haben. Vielmehr ist es wichtig, das Windpotenzial möglichst genau zu kennen, um später die für die Bedingungen optimale Windkraftanlage auswählen zu können. Auch für Standorte mit weniger Wind haben die Anlagenhersteller Turbinen entwickelt, die einen rentablen Betrieb ermöglichen.
Voraussetzung dafür ist aber, genau zu wissen, aus welchen Richtungen und in welchen Stärken der Wind wie oft weht. Dabei gilt es zu berücksichtigen, dass das Windpotenzial starken zeitlichen und lokalen Schwankungen unterliegt. Messungen sollten sich daher mindestens über 12 Monate erstrecken, um alle saisonalen Effekte zu berücksichtigen.
Windpotenzialanalysen senken die Unsicherheitsfaktoren, geben Planungssicherheit und sind Voraussetzung für die Projektfinanzierung durch Banken. Die Kosten, die dafür aufgewendet werden müssen, sind im Verhältnis zum Risiko einer Fehlinvestition und daraus vielleicht entstehenden Regressansprüchen zu vernachlässigen.
Unsere Leistungen im Überblick
- Planung von Windmessungen: Standortbesichtigung und Entwicklung einer Messstrategie
- Betreuung von Messkampagnen: Datenüberwachung, Wartungseinsätze, monatliche Qualitätsprüfung etc.
- Vermietung, Installation, Betreuung und Auswertung von LiDAR-Systemen
- Abnahme von Messmasten und LiDAR-Systemen Dritter (Konformitätsprüfungen)
- Modellierung des Windpotenzials anhand von CFD-Simulationen
- Berechnung des Wind- und Ertragspotenzials (TR6, IEC 61400-12-1, MEASNET: site specific wind conditions)
- Erstellung bankfähiger Wind- und Ertragsgutachten
- Erstellen von Windpotenzialkarten
Wie läuft eine Windmessung mit Messmast ab?
Für die Ermittlung des Windpotenzials per Windmessmast wird ein Messmast möglichst entsprechend der Nabenhöhe der geplanten Windenergieanlage errichtet. Kalibrierte Anemometer erfassen die Windgeschwindigkeit in mehreren Höhen. Außerdem werden weitere Parameter wie Windrichtung, Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck erfasst, um die Luftdichte zu ermitteln. Alle kontinuierlich aufgezeichneten Daten werden mit Hilfe eines Datenloggers gesammelt und können über GSM-Netz oder Notebook übertragen werden.
Wie funktioniert eine Windmessung mit einem LiDAR-System?
Das LiDAR-System wird zur Messstelle transportiert, wobei in unwegsamem Gelände ein Jeep oder Traktor eingesetzt wird. Anschließend wird das LiDAR so ausgerichtet, dass innerhalb des Messbereichs keine Reflexionen durch Hindernisse wie z. B. Bäume, bestehende Windenergieanlagen oder auch Windmessmasten auftreten können. Durch die autarke Stromversorgung mittels Brennstoffzelle und Photovoltaik-Modulen (Hybrid-Power-Supply) wird ein sicherer Betrieb auch an entlegenen Standorten realisiert.
Was passiert mit den Daten der Windmessung?
Die kontinuierlich aufgezeichneten Daten werden im Datenlogger gespeichert und können über GSM-Netz oder Notebook ausgelesen werden. Sie werden mit Hilfe von Statistik-Programmen ausgewertet und analysiert. Daraus ergeben sich folgende Ergebnissen:
- Ermittlung der Verfügbarkeiten
- Häufigkeitsverteilung der Windgeschwindigkeiten und Windrichtungen für alle Messhöhen
- Höhenexponent aus den gemessenen Windgeschwindigkeiten
- Tagesgang und Flauten
- Ermittlung der Turbulenzintensität am Standort
Ermittlung des Windpotenzials durch Modellierung
Die Windverhältnisse an zukünftigen Standorten lassen sich auch mit langjährigen Winddaten aus meteorologischen Stationen oder Reanalysedaten berechnen. Den dafür verwendeten Computerprogrammen liegt ein mathematisches Modell zugrunde, nachdem die Windverhältnisse eines Standortes durch Oberflächenrauhigkeiten, den Geländeverlauf (Orographie) und Einzelhindernisse in der Umgebung des vorgesehenen Aufstellungsortes bestimmt werden. Den Abgleich für die Modellierung bieten entweder punktuelle Messungen per Messmast oder moderne Fernerkundungssysteme (LiDAR). Auch Erträge von repräsentativen Vergleichs-Windenergieanlagen in der näheren Umgebung des geplanten Standortes können die nötigen Informationen liefern.
Was ist eine CFD-Simulation?
CFD steht für Computational Fluid Dynamics. Entsprechende Simulations-Tools werden speziell für komplexes Gelände eingesetzt. Die Software löst strömungsmechanische Probleme approximativ mit numerischen Methoden. Die Vorgehensweise der Bearbeitung erfolgt analog zur Berechnung mit WAsP, wobei die Unsicherheiten durch Verwendung von CFD-Tools reduziert werden.
