Ansprechpartner


Dr. Michael Hölling
Institut für Physik
AG Turbulenz,Windenergie und Stochastik – TWIST, Oldenburg
Tel.: +49 (0)441-798-3951
michael.hoelling(at)forwind.de


Prof. Dr. Joachim Peinke
Institut für Physik
AG Turbulenz,Windenergie und Stochastik – TWIST, Oldenburg
Tel.: +49 (0)441-798-5050
joachim.peinke(at)forwind.de


Medien zum Thema

Kugelanemometer
Skizze eines Kugelanemometers und Vergleich zwischen Schalenstern- (blau), Hitzdraht- (rot) und Kugelanemometer (schwarz).

Anemometer - Korrekturen und Neuentwicklung


Das in der Meteorologie am häufigsten eingesetzte Verfahren zur Messung von Windgeschwindigkeiten ist das Schalenkreuz- bzw. Schalensternanemometer. Mit diesem Sensor ist es aber aufgrund seiner Trägheit nicht möglich, turbulente Geschwindigkeitsschwankungen größer als 1Hz aufzulösen. Zudem bedingt eine Asymmetrie in der Reaktionszeit auf ansteigende und abfallende Windgeschwindigkeiten den Effekt des Overspeedings, was zu Messfehlern von bis zu 10 Prozent führen kann. Dies ist insbesondere bei der Ermittlung des Windenergiepotentials an einem Standort problematisch, da dieser Maximalfehler in der Windgeschwindigkeit zu einem Fehler in der Leistungsvorhersage von bis zu 30 Prozent führen kann. Denn die Windgeschwindigkeit geht kubisch in die Berechnung der Leistung und damit letztlich in die Berechnung der im Wind enthaltenen Energie ein.

Korrekturen am Halbschalenanemometer

Seit Mitte der 1950er Jahre wurden von verschiedenen Autoren Korrekturverfahren entwickelt, um das Problem des Overspeedings in den Griff zu bekommen. Bisherige Ansätze benötigen hierfür zusätzliche Informationen über die Geometrie des jeweiligen Schalenkreuzanemometers oder über die Windrichtung. ForWind behandelt das Schalenkreuzanemometer als stochastisches System mit Markov-Eigenschaften. Hierbei wird der Zustand gesucht, zu dem das System Schalenkreuzanemometer driftet. Erste Ergebnisse zeigen, dass der neue Ansatz viel versprechende Ergebnisse liefert und die ermittelte mittlere Windgeschwindigkeit näher an der tatsächlichen mittleren Windgeschwindigkeit liegt, als bei den erwähnten Korrekturverfahren.

Neuentwicklung: Das Kugelanemometer

ForWind arbeitet zudem an der Erforschung alternativer Messmethoden wie dem Kugelanemometer. Hierbei wird eine Kugel am Ende eines starren Rohres fixiert, das andere Ende des Rohres ist in einer Halterung befestigt. Befindet sich diese Rohr-Kugel-Kombination in einer Luftströmung, verbiegt sich die Konstruktion in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit minimal. Diese kleine Verbiegung kann beispielsweise mit Hilfe eines Lichtzeigers bestimmt werden. Erste Untersuchungen mit dem neuen Sensor im Windkanal haben viel versprechende Ergebnisse geliefert.