Windenergiesysteme

Erste Messungen mit einem Wind-Lidar

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Im Winter 2011/2012 wurden erste Windgeschwindigkeitsmessungen mit einem scannenden Wind-Lidar auf dem Dach des naturwissenschaftlichen Traktes der Universität in Wechloy durchgeführt. Lidar, kurz für Light Detection and Ranging, ist ein laserbasiertes Fernerkundungsverfahren. Mit dem von uns verwendeten Gerät ist es möglich, Windgeschwindigkeiten in Entfernungen von bis zu 8 km zu messen. Die erzielbare Reichweite ist jedoch stark von den atmosphärischen Bedingungen abhängig. Der Laserstrahl des Geräts kann in zwei Freiheitsgraden gescannt werden (Elevation und Azimuth) und kann so den gesamten Raum um und über dem Lidar erfassen.
Gemessen wird die so genannte Radialgeschwindigkeit oder "Line of Sight" Geschwindigkeit (VLoS), also die Komponente der Windgeschwindigkeit in Blickrichtung des Lidar.

Die Abbildung zeigt die Messung des Windfeldes über Oldenburg und Umgebung am 12.01.2012 um 17.00 UTC. Dafür wurde mit einem konstantem Elevationswinkel von 6° der gesamte Azimuth-Bereich um das Lidar gescannt. Die Winkelgeschwindigkeit des Scanners betrug 4 °/s, der Scan dauerte somit 90 s. Durch den positiven Elevationswinkel steigt die Messhöhe kontinuierlich von der Mitte des Kreises (Standort des Lidar) nach Außen hin bis auf ca. 600 m Höhe in 6000 m  Entfernung vom Lidar an. In den beiden Bereiche im Südwesten und im Osten der Abbildung, in denen keine Messdaten dargestellt sind, ist die Sicht für das Lidar-Gerät durch Hindernisse versperrt. Hier kann somit nicht gemessen werden. Die Farbskala unterhalb der Abbildung kodiert die gemessenen Radialgeschwindigkeiten VLoS. Diese können sowohl negativ als auch positiv sein, wobei negative auf das Lidar zeigende und positive vom Lidar wegzeigende Windgeschwindigkeiten sind. Aus diesen Daten kann die Windrichtung bestimmt werden.In diesem Beispiel weht der Wind aus Nordwest mit hoher Geschwindigkeit.