Deutsche Windguard erschließt komplexe Windstandorte für Lidarmessungen

Varel - Die Deutsche Windguard ist mit der Einführung einer neuen Lösung für den Einsatz des autarken Windlidars ZX 300 ins neue Jahr 2021 gestartet. Die Neuentwicklung verspricht auch für komplexes Gelände genaue Messergebnisse.

Lasergestützte Lidar-Mess-Systeme (Light Detection And Ranging) sind eine Alternative zur klassischen Messung mittels Windmessmasten. Die mobilen Geräte können ohne großen Aufwand am Standort positioniert werden. Eine besondere Herausforderung für den Einsatz von Lidargeräten stellen allerdings Messungen in komplexem Geländer dar. An dieser Stelle setzt eine gemeinsame Neuentwicklung von Deutscher Windguard, ZephyScience und ZX Lidars an.

ZX CFS-Anwendung ermöglicht Lidar-Einsatz in komplexem Gelände
Der plattformbasierte neue "ZX Complex Flow Solver" (ZX CFS) ist das Ergebnis einer gemeinsamen Entwicklung der Deutschen Windguard mit dem Wind-Engineering-Unternehmen ZephyScience und wurde durch den Anbieter von Lidar-Systemen ZX Lidars unterstützt. Die ZX CFS-Lösung basiert vollständig auf computergestützter Strömungsmechanik (CFD). Das System identifiziert, quantifiziert und löst die relativen Unterschiede zwischen Messungen mit einem Lidar- und Schalen-Anemometer, die in komplexem Gelände auftreten, so die Deutsche Windguard über die Neuentwicklung. Die Entwicklung der Plattform-Lösung wurde mit Mitteln aus dem EU-Programm Horizon 2020 gefördert. Die neue ZX CFS Lösung wurde Mitte Dezember 2020 in einem von ZX Lidars, Deutsche Windguard und ZephyScience veranstalteten Industrie-Webinar mit fast 1.000 Teilnehmern vorgestellt.

"Während Stand-Alone-Lidar-Messungen in flachem Gelände bereits in der Vergangenheit eine hohe Akzeptanz hatten, sehen wir die besonderen Herausforderungen von Stand-Alone-Messungen in komplexem Gelände mit der ZX CFS-Anwendung gut adressiert und angemessen behandelt“, so Johannes Cordes, Wind- und Datenanalyst im Team Wind Resource Assessment der Deutschen Windguard. „Das Design und die Struktur dieses Dienstes bieten die beste verfügbare Lösung für die bankfähige Bewertung von Windressourcen und Energieerträgen auf Basis von Stand-Alone-Lidar in komplexem Gelände“, so Cordes weiter.

Konversionsfaktoren gleichen Unterschiede zu Messungen mit Messmasten aus
In komplexem, nicht ebenem Gelände führt die Annahme homogener Strömungsverhältnisse innerhalb des Messraumes zu Unterschieden zwischen Lidar- und Schalen-Anemometern. Der von der Deutschen Windguard entwickelte Complex Flow Solver-Algorithmus ist für die Windfeldrekonstruktion des ZX-Lidars optimiert. Unter Einbeziehung der Ergebnisse eines hochauflösenden CFD-Modells können über den Algorithmus Konversionsfaktoren abgeleitet werden. Auf die volumenbasierten, mit dem Lidar erfassten Winddaten, das 50 Messpunkte pro Sekunde abtastet, ergeben sich über diese Umrechnungsfaktoren nach Angaben der Deutschen Windguard Einzelpunktmessungen, die denen eines an der gleichen Stelle installierten Schalen-Anemometers entsprechen. Cloud Computing liefert schnelle, transparente und genaue Ergebnisse.

Unsicherheiten im Zusammenhang mit inhomogenen Strömungsverhältnissen innerhalb des Messvolumens gemäß IEC 61400-12-1 Ed. 2 (2017) L.4.5 können so deutlich reduziert werden. Dies erweitert die Einsatzmöglichkeiten des ZX 300 Wind Lidar Standalone für die Bewertung von Windressourcen in komplexem Gelände ohne zusätzlichen Messmast vor Ort.