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Windpotenzial-Bestimmung mit LiDAR:

Projekt LiMeS entwickelt neue Methoden

 

Die Laser-Technologie »LiDAR« ermöglicht die Messung von Windgeschwindigkeiten in großen Höhen vom Boden aus. Das Fraunhofer Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) (ehemals Fraunhofer IWES) in Kassel entwickelt nun neue Methoden, mit denen die Ergebnisse von Messkampagnen verbessert und der Zeitaufwand weiter verringert werden können. Partner sind Universitäten, Windparkplaner und -gutachter, Strömungsmechaniker und eine Bank. Das im Jahr 2017 begonnene Forschungsvorhaben LiMeS wird ab Mitte 2019 erste Ergebnisse präsentieren.

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© Foto Fraunhofer IEE

Aufbau eines LiDAR-Gerätes zur Bestimmung des Windpotenzials an einem Waldstandort

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© Foto Fraunhofer IEE

Laserbasierte Fernmessgeräte (LiDAR - Light Detecting And Ranging) bieten hier eine günstige Alternative zu den üblichen Windmessmasten.

Für den wirtschaftlichen Betrieb von Windparks ist die vorhergehende Bestimmung von Windpotenzial und zu erwartendem Energieertrag eine zentrale Voraussetzung. Laserbasierte Fernmessgeräte (LiDAR - Light Detecting And Ranging) bieten hierzu eine günstige Alternative im Vergleich zu den üblichen Windmessmasten, weil die LiDAR-Geräte vom Boden aus Windgeschwindigkeiten in großen Höhen messen können. Dazu senden die Geräte Laserstrahlen aus, die von den mit dem Wind bewegten Luftpartikeln reflektiert werden. Aus der Signallaufzeit lassen sich die Höhe und die Windgeschwindigkeit ableiten.

LiDAR-Geräte bieten gegenüber den klassischen Messmasten viele Vorteile. Sie benötigen keine Baugenehmigung, weniger Platz und lassen sich mit wenig Aufwand an verschiedenen Standorten aufstellen. Allerdings kann hügeliges und bewaldetes Gelände an typischen Mittelgebirgsstandorten die Genauigkeit der Messungen einschränken. Zusätzlich führen besondere meteorologische Bedingungen, z. B. Nebel, zu einer geringeren Datenverfügbarkeit, die bei der Planung der Messung berücksichtigt werden sollte.

Für den wirtschaftlichen Betrieb von Windparks ist die vorhergehende Bestimmung von Windpotenzial und zu erwartendem Energieertrag eine zentrale Voraussetzung. Laserbasierte Fernmessgeräte (LiDAR - Light Detecting And Ranging) bieten hierzu eine günstige Alternative im Vergleich zu den üblichen Windmessmasten, weil die LiDAR-Geräte vom Boden aus Windgeschwindigkeiten in großen Höhen messen können. Dazu senden die Geräte Laserstrahlen aus, die von den mit dem Wind bewegten Luftpartikeln reflektiert werden. Aus der Signallaufzeit lassen sich die Höhe und die Windgeschwindigkeit ableiten.

LiDAR-Geräte bieten gegenüber den klassischen Messmasten viele Vorteile. Sie benötigen keine Baugenehmigung, weniger Platz und lassen sich mit wenig Aufwand an verschiedenen Standorten aufstellen. Allerdings kann hügeliges und bewaldetes Gelände an typischen Mittelgebirgsstandorten die Genauigkeit der Messungen einschränken. Zusätzlich führen besondere meteorologische Bedingungen, z. B. Nebel, zu einer geringeren Datenverfügbarkeit, die bei der Planung der Messung berücksichtigt werden sollte.

Das Fraunhofer IEE in Kassel hat deshalb im Juli 2017 zusammen mit den Unternehmen Ramboll CUBE GmbH, IB Fischer CFD+engineering GmbH, ABO Wind AG, Deutsche Kreditbank AG sowie der Philipps-Universität Marburg und der Universität Kassel das Forschungsprojekt »Optimierung von LiDAR basierten Messstrategien zur Standortbewertung von Windparks« (LiMeS) gestartet. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) unterstützt das Vorhaben, das Mitte 2020 abgeschlossen sein soll, mit insgesamt 1,1 Mio. Euro. Erste Ergebnisse werden ab Mitte 2019 erwartet.

Ziel des Vorhabens ist es, zunächst die Ursachen der Messunsicherheiten zu identifizieren und deren Einfluss zu quantifizieren. Untersucht werden die Parameter Messdauer, Ort und Anzahl der Messpunkte und die verwendete Messtechnologie. In einem zweiten Schritt wird ein Verfahren entwickelt, das für projektspezifische Randbedingungen, z. B. Flächengröße und -lage, Geländestruktur und Standorte geplanter WEA, die Gesamtunsicherheit und die Kosten verschiedener Messstrategien abschätzt. Damit soll zur verbesserten Bewertung der Windressource und zur nachträglichen Beurteilung bereits durchgeführter Messkampagnen beitragen werden.

In diesem Zusammenhang ruft die Universität Kassel Windgutachter, Planer und andere Experten zur Teilnahme an einem Vergleichstest (Round Robin Test) auf. In diesem soll die Langzeitkorrektur sehr kurzzeitiger Windmessungen auf Nabenhöhe (drei bis sechs Monate) untersucht werden. Primäres Ziel der Analysen ist die Beurteilung der Qualität aktueller Methoden und Langzeitdaten zur Langzeitkorrektur von Kurzzeit Windmessungen unter Berücksichtigung der saisonalen Variationen der Windverhältnisse.

 

KONTAKT

Fraunhofer Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE)

www.iee.fraunhofer.de/

TÜV Rheinland überwacht Senvion-Rotorblattfertigung

 

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KONTAKT    TÜV Rheinland   https://www.tuv.com/germany/de/

TÜV Rheinland hat einen umfangreichen Prüfauftrag des WEA-Herstellers Senvion erhalten. Gegenstand ist die Fertigungsüberwachung von Rotorblättern für den Offshore-Windpark »C«. Der Auftrag von TÜV Rheinland umfasst die Prüfung auf Übereinstimmung mit den Fertigungsunterlagen, die Sicherstellung der Regeln der Technik, die Einhaltung der speziellen Qualitätsanforderungen gemäß Spezifikation, die Prüfung auf Einhaltung der Zeitpläne sowie die Dokumentation. Dies ist nicht der erste Auftrag dieser Art für den international operierenden Zertifizierungsdienstleister: Nach der bereits erfolgreich durchgeführten Fertigungsüberwachung der Rotorblätter in Castellón/Spanien für die Offshore-Windparks Nordgründe und Nordsee One erhält TÜV Rheinland auch den Zuschlag für die Überwachung der Blattproduktion in Portugal.

Der Trianel Windpark Borkum II entsteht 45 km nördlich von Borkum in der Deutschen Nordsee als zweite Ausbaustufe des im September 2015 in Betrieb genommenen Trianel Windpark Borkum. Er wird nach der geplanten Fertigstellung im Herbst 2019 über eine installierte Leistung von rund 203 MW verfügen. Zum Einsatz kommen dort 32 Turbinen der Senvion 6.XM Serie.

Senvion ist ein global führender Hersteller von WEA im Onshore-und Offshore-Bereich. Wie dazu in einer Medienmitteilung angeführt wird entwickelt, produziert und vertreibt das internationale Maschinenbauunternehmen WEA für nahezu jeden Standort -mit Nennleistungen von 2,0 bis 6,33 MW und Rotordurchmessern von 82 bis 152 m. Darüber hinaus bietet Senvion den Kunden projektspezifische Lösungen in den Bereichen Turnkey, Service und Wartung, Transport und Installation sowie Fundamentplanung und -bau.

TÜV Rheinland ist eine von der Deutschen Akkreditierungsstelle DAkkS akkreditierte Zertifizierungsorganisation für die Typen- und Komponentenzertifizierung von Onshore- und Offshore WEA nach nationalen und internationalen Normen und von der IECRE gelisteter RE Certification Body. Das Unternehmen teitl ferner mit, dasses anspruchsvolle Leistungen wie Standortanalysen und Baugrunduntersuchungen, die Prüfung der Statik aber auch die Herstellerüberwachung, sowie Qualitätskontrollen und Bauüberwachung anbietet. Für Betreiber von WEA führt TÜV Rheinland als von der DAkkS akkreditierte Inspektionsstelle nach DIN EN 17020 wiederkehrende und zustandsorientierte Prüfungen, digital unterstützte Bewertung des Anlagenzustandes, sowie spezielle Untersuchungen mittels modernster, zerstörungsfreier Prüfverfahren durch. Spezielle Standortgutachten, Due Diligence Untersuchungen und Ertragsprognosen wiederum dienen der Absicherung von Investitionen.

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