Windmessung

Die Windmessung ist eine Voraussetzung für die Standortermittlung bei der Planung zur Errichtung einer Windkraftanlage.

Zur Ermittlung eines energetisch sinnvollen Standortes müssen Daten über die Windverhältnisse des potentiellen Standortes mithilfe verschiedener Windmesseinrichtungen erhoben werden. Dabei sind Windgeschwindigkeit und Windrichtung entscheidend für den erzielbaren Energieertrag.

Die Windverhältnisse werden in der Regel mithilfe eines Windmesssystems erfasst, das aus mehreren Windmessgeräten und Sensoren besteht. Diese werden auf verschiedenen Höhen an einer stationären Windmessstation angebracht.

Zur Messung der Windgeschwindigkeit eignet sich nach der IEC- und IEA-Norm beispielsweise ein Schalenkreuzanemometer. Dieses besteht aus vertikal angeströmten Halbkugelschalen oder Kegelschalen auf einem Laufrad, die dem Luftstrom einen Widerstand entgegensetzen. Durch die Rotation des Laufrads wird mittels eines Tachogenerators eine drehzahlproportionale Spannung erzeugt. Alternativ können die Umdrehungen über einen definierten Zeitraum mit einem Impulsgeber gezählt werden. Aus den gemessenen Daten werden Rückschlüsse auf die Windgeschwindigkeit gezogen. Das Ultraschallanemometer stellt ein alternatives Messgerät zur Messung der Windgeschwindigkeit dar. Das Messprinzip beruht auf einer Laufzeitmessung von Ultraschallsignalen. Über mehrere Sonotrodenpaare wird die Laufzeit des Ultraschallsignals von einer Sonotrode zu ihrem Gegenstück und wieder zurück gemessen. Die Sonotrodenpaare bestehen aus einem Mikrofon und einem Lautsprecher. Aus dem Laufzeitunterschied wird die Windgeschwindigkeit ermittelt.

Zur Standortermittlung einer Windkraftanlage wird eine durchgehende Messung der Windgeschwindigkeit über zwölf Monate gefordert. Dafür werden zwei bis drei Schalenkreuzanemometer mit einem Mindestabstand von 15 bis 20 Metern an einem Messmast installiert. Aufgrund von unterschiedlichen Ergebnissen in Abhängigkeit von der Messtechnik, muss diese mit den Daten angegeben werden. Die Windrichtung wird separat über potenziometrische oder optoelektronische Windfahnen gemessen. Bei diesen wird die Ausrichtung der Windfahne bezüglich der jeweiligen Windrichtung mechanisch oder elektrisch mithilfe eines Registriergerätes erfasst. Eine visuelle Darstellung der gemessenen Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Windrichtung kann in Form einer Windrose erfolgen.

An die Messgenauigkeit und Robustheit von Windmesssystemen werden hohe Anforderungen gestellt. Die Anforderung der Robustheit ergibt sich aus den oft rauen Einsatzbedingungen, beispielsweise bei Offshore-Messeinrichtungen. Zudem muss die exakte Messung der Windverhältnisse über den notwendigen Zeitraum von zwölf Monaten gewährleistet werden. Daher müssen alle Geräte vor und nach der Messung kalibriert werden.

Englische Übersetzung(en):

wind measurement