2016-01-01  –  2019-02-28

279.839,91 EUR

Technische Universität Dresden - Bereich Bau und Umwelt - Fakultät Umweltwissenschaften - Fachrichtung Hydrowissenschaften - Institut für Hydrologie und Meteorologie - Professur für Meteorologie, Tharandt, Sachsen

0325940A

Windenergie - Windphysik, Meteorologie [EB1240]

01165312/1  –  Quantitative Windklimatologie für aktuelle und zukünftige Windenergieapplikationen in Höhen über 100 m

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)

Energie

Die zunehmende Nabenhöhe von Windkraftanlagen führt zur Optimierung des Ertrages an einem Standort und erschließt zusätzliche Gebiete für die Windkraftnutzung, z. B. Wälder oder stadtnahe Flächen. Vorliegende Windatlanten sind für diese Nabenhöhen und für komplexe Umgebungsbedingungen von Anlagenstandorten nicht mehr anwendbar. Hier müssen tages- und jahreszeitenperiodische Einflüsse auf das Windfeld berücksichtigt werden. Momentan fehlen solche Windklimatologien für Höhen über 100 m, die allen potenziellen Anwendern in qualitätsgesicherter Form zur Verfügung gestellt werden können. Hauptziel der Forschungsarbeiten ist es, eine windklimatologische Kartierung für Höhen zwischen 100 m und 200 m als anwendungsbereite Datenbasis für aktuelle und künftige Windkraftapplikationen in Deutschland abzuleiten. Inhärenter Bestandteil der rasterbasierten Winddatenbank sind die Einflüsse der zeitlich und räumlich variablen thermischen Schichtung der Atmosphäre auf das Windfeld. Grundlage des Projekts bildet eine flächendeckende, räumlich hoch aufgelöste Modellierung des Windfeldes in Abhängigkeit von der Jahres- und Tageszeit sowie von der Landnutzung für Deutschland. Dabei wird eine innovative und mit Messungen validierte Modellkette aus dem 3D Wettermodell des DWD im Klimamodus sowie dem 2D Grenzschichtmodell der TU Dresden auf die Winddatenableitung in Höhen über 100 m angepasst. Eine Besonderheit des eingesetzten Grenzschichtmodells besteht in der vertikal hoch aufgelösten und instationären Simulation des Einflusses von realistischen Vegetationsbeständen auf das Windfeld. Damit wird es möglich, die Auswirkung verschiedener Oberflächentypen auf die Entwicklung des Windfeldes räumlich und zeitlich zu quantifizieren. Die Einbeziehung der Projektion von zukünftigen Landnutzungsänderungen erlaubt erstmalig die Quantifizierung von künftigen Windpotenzialen bis 2050. Damit sind qualitätsgesicherte Empfehlungen für deutschlandweite Windkraftstandorte in der nahen Zukunft abzuleiten.