Erstellung von Windkarten

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Kathrin Beck
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1 Erstellung von Windkarten Methodik und Genauigkeit Windpotenzialanalyse und Erstellung von Windkarten für die Region Südostoberbayern Rohrdorf, Dipl.-Geoökol. Stephanie Dix, Dipl.-Ing. (FH) Peter H. Meier,

2 Übersicht I II Berechnungsmodell & Windkarte Untersuchungstiefe III Auswirkungen unterschiedlicher Nabenhöhen IV Exkurs: Wind im Wald V Anhang Abteilung: Wind Cert Services

3 Windatlas-Modell DATENAKQUISE Topogr. Informationen Ertragsdaten Meteo. Daten Technische Daten Modellierung: Orographie Landnutzung Hindernisse STANDARDISIERTE DATEN Validierung Atlaserstellung Standortspezifische Anpassung BERECHNUNG DES WINDPOTENZIALS WINDATLAS Schwellenwertkarte, detaillierte Windkarten Abteilung: Wind Cert Services

4 Windatlas-Modell DATENAKQUISE Topogr. Informationen Ertragsdaten Meteo. Daten Technische Daten Modellierung: Orographie STANDARDISIERTE DATEN Landnutzung Hindernisse Validierung Atlaserstellung Standortspezifische Anpassung BERECHNUNG DES WINDPOTENZIALS MASSNAHMEN ZUR MODELLVERBESSERUNG Standortbegehung 10-min Produktionsdaten RIX-Analyse Standortspezifische Ertragsatlanten Komplexes Gelände WindSim Einfaches Gelände WAsP WINDATLAS Schwellenwertkarte, detaillierte Windkarten Abteilung: Wind Cert Services

5 Industriestandard - Hochaufgelöste 3D Verf. Auflösung und Generierung von Eingangsdaten Eingangsdaten der Landnutzung mit ca. 5 m Genauigkeit statt 100 m Höhenlinien werden aus DGM25 generiert Windkraftanlagen können als quasi Windmessung verwendet werden Betreiberdaten fließen hochaufgelöst in die Berechnung ein Zusätzliche Daten werden aus Österreich angefragt, um die Ränder genauer zu berechnen Qualitätsprüfung der Daten hinsichtlich Belastbarkeit in drei Stufen Modellunterschiede 3D-Modell mit Echt-Gleichungslösungen statt geostatischem Verfahren wie im 2D-Modell 50 m x 50 m Schrittweiten werden berechnet statt 200 m x 200 m (Hügelkuppen) Ausgabe der Ergebnisse in 0.25 m/s Schritten geplant statt 0.5 m/s (Genauigkeit) RIX-Analyse (Untersuchung der Geländesteilheit) als Korrekturfunktion Box in Box-Modell-Verfahren (Vorgabe von Randbedingungen) Abteilung: Wind Cert Services

6 Anwendung Anwendung des Windatlasses Optimales Werkzeug zur Verschneidung mit GIS-Daten (geocodierte Daten) Einfaches Aufdecken von potentiellen Flächen Ausweisung von Vorranggebieten Grenzen der Anwendbarkeit Windatlas ersetzt kein Windgutachten für einen Einzelstandort (Wirtschaftlichkeitsberechnung) Unsicherheit steigt bei kleinräumigen hochkomplexen Gebieten an (z.b. schroffe Tallagen) Abteilung: Wind Cert Services

7 Eingangsdaten: WEA und meteorologische Stationen bestehende WEA d meteorologische Daten von DWD-Stationen h Weitere synoptische DWD- Stationen Schönau am Königssee Chiemingen Wendelstein Abteilung: Wind Cert Services

8 Bsp.: Genauigkeit der Modellauflösung Zoom m x 250 m 50 m x 50 m Abteilung: Wind Cert Services

9 Nabenhöhe: Vergleich Höhe ü. Grund [m] 200 Blattoberkante Nabenhöhe 150 Blattoberkante 100 Blattunterkante Nabenhöhe 100 Blattunterkante Abteilung: Wind Cert Services

10 Nabenhöhe: wirtschaftl. Aspekte Beispiel: Jährliche Stromerträge und Vergütung Standort A Standort B Standort C Windgeschw. (v) aus Atlas 6.0 m/s 6.0 m/s 6.3 m/s Geländeformation Flachland Mittelgebirge Mittelgebirge k Wert k = 2.0 k = 2.0 k = 2.0 Leistungskennlinie 2 MW 2 MW 2 MW Nabenhöhe (NH real) 100 m 100 m 140 m Standortlage Freie Lage Waldlage Waldlage Reduktion v 0 m/s 0.2 m/s 0.2 m/s tatsächliche v 6.0 m/s 5.8 m/s 6.1 m/s Höhenlage ü. NN 300 m 600 m 600 m Luftdichte kg/m kg/m kg/m 3 Jahresertrag MWh/a MWh/a MWh/a Jahresvergütung /a /a /a Abteilung: Wind Cert Services

11 Unterschiedliche Windprofile a) Windmessung, ohne Wald im Flachland 350 m hoch 8 Messstellen dargestellt Auswertungsdauer 2 Jahre Waldhöhe = 0 m b) Windmessung, im Wald im Mittelgebirge 140 m hoch 5 Messstellen dargestellt Auswertungsdauer > 12 Monate Waldhöhe = ca. 30 m 400 Messung im Mittelgebirge, mit Wald Höhe ü. Grund [m] Höhe ü. Grund [m] Windgeschwindigkeit [m/s] Windgeschwindigkeit [m/s] Abteilung: Wind Cert Services

12 Exkurs: Wind im Wald Änderung der Windgeschwindigkeit bei Überstreifen von Wald 200 m 100 m 0 m 6.60 m/s 6.55 m/s 6.48 m/s 6.41 m/s 6.35 m/s 6.23 m/s 6.08 m/s 6.01 m/s Waldgebiete bis 3 x 3 km: 120 m ü. Grund 6.6 m/s Waldgebiete größer als 3 x 3 km: 140 m ü. Grund 6.6 m/s Abteilung: Wind Cert Services

13 Exkurs: Windfeld im Wald Höhe [m] 6.5 m/s 0 Entfernung [m] Höhe [m] 6.5 m/s 6.5 m/s 6.5 m/s Entfernung [m] 0 Abteilung: Wind Cert Services

14 Exkurs: Entwicklung des Windprofils im Wald 6.5 m/s Abteilung: Wind Cert Services

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Windgutachten / Windparkzertifizierung Peter H. Meier Stephanie Dix Tel.: +49 (0) Tel.: +49 (0) peter-h.meier@tuev-sued.de stephanie.dix@tuev-sued.de Wind Cert Services Ludwig-Eckert-Str Regensburg Deutschland windenergy@tuev-sued.de Abteilung: Wind Cert Services

16 Anhang: Windmessung Höhe ü. Grund [m] 150 Nabenhöhe Blitzableiter (Ausrichtung beachten) Hindernisbefeuerung Anemometer (Ausrichtung beachten) Untere Blattmitte 100 Windfahne Blattunterkante Waldhöhe 50 Stromversorgung Temperatur- und Druckfühler Kommunikationssystem Schaltschrank Software Abteilung: Wind Cert Services

17 Anhang: Bauformen KWEA Abteilung:

18 Anhang: WEA vs. KWEA (aerodyn.) Ca. 60 m 10 m Abteilung:

19 Anhang: Windfeld im Wald Höhe [m] 6.5 m/s 0 Entfernung [m] Höhe [m] 6.5 m/s 6.5 m/s 6.5 m/s Entfernung [m] 0 Abteilung:

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