Leistungskennlinien-Analyse

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Der Bericht Leistungskennlinien-Analyse stellt die Original-Leistungskennlinie aus dem WEA-Katalog der auf Standort-Luftdichte umgerechneten Leistungskennlinie gegenüber.

Bei Ertragsberechnungen auf Zeitreihenbasis (Scaler (DE)) mit variierender Luftdichte wird hier lediglich die Ausgangs-Leistungskennlinie dargestellt.

Sie kann für jede einzelne WEA, die in der Berechnung vorkommt, ausgedruckt werden (Auswahl über Darstellungsoptionen des Teilergebnis-Ausdrucks); Standardmäßig wird die erste der neuen WEA ausgegeben.


DE PARK(30).png


Einschaltwindgeschwindigkeit

  • Fängt eine LK mit einer positiven Leistung an (z.B. 4m/s = 100 kW), dann wird angenommen, dass die vorausgehende ganzzahlige Windgeschwindigkeit die Leistung 0 kW hat. Zwischen dieser und dem ersten Wert wird dann interpoliert; im Beispiel würde also die Leistung zwischen 3 und 4 m/s von 0kW auf 100kW ansteigen.
  • Fängt eine LK mit einem Nullwert an, wird zwischen diesem und dem nachfolgenden Wert interpoliert. gibt man z.B. als erste Werte an: 3,5m/s = 0kW; 4m/s = 100kW, dann ist die Leistung zwischen 0 und 3,5m/s Null, und steigt dann zwischen 3,5 und 4m/s auf 100kW.


Berechnung der Produktion pro Windklasse

Neben der Luftdichtekorrigierten Leistungskennlinie werden die klassenweisen Produktionen für die WEA dargestellt (außer bei Scaler-PARK). Diese berechnen sich wie folgt:

  • Die Leistung, die für einen Klassen-Mittelwert angegeben ist, wird aus der Leistungskennlinie (LK) übernommen (+Luftdichteanpassung). Liegt für einen Klassen-Wert kein LK-Wert vor, wird er interpoliert.
  • Die Produktion, die für eine Klasse angegeben ist repräsentiert die Produktion der ganzen Klasse. Es wird das Verfahren verwendet, das im Europäischen Windatlas [1][2] beschrieben ist:
    • Die Leistung der WEA für die untere und obere Klassengrenze wird aus den vorliegenden Werten der Leistungskennlinie linear interpoliert (für die Klasse 5 m/s beispielsweise für 4,5 und 5,5 m/s)
    • Die Leistung für die Klassengrenzen wird mit der Weibull-Wahrscheinlichkeitsdichte für die jeweilige Klassengrenze multipliziert.
    • Die Werte für die untere und obere Klassengrenze werden gemittelt und mit 8766 (Anzahl der Stunden pro Jahr + 1/4 Tag als Schaltjahres-Ausgleich) multipliziert.


HP-Kurven-Vergleich

Der HP-Kurven-Vergleich im oberen Bereich des Ausdrucks (kann über Darstellungsoptionen ausgeschaltet werden) zeigt, wie viel die WEA bei unterschiedlichen mittleren Windgeschwindigkeiten mit einer normalisierten Leistungskurve (sog. Helge-Petersen- oder HP-Kurve) produzieren würde. Dies kann in vielen Fällen zu einer besseren Abschätzung als eine vermessene Leistungskennlinie führen, da die Vermessung selbst viele Unsicherheiten enthält. Wenn die Zeile mit den HP-Werten Nullen enthält, so liegt dies daran, dass die HP-Tafeln dafür keine Werte enthalten, was in der Regel bedeutet, dass die Windverhältnisse oder die spezifische Leistung der WEA (kW/m² Rotorkreisfläche) extrem sind. Die HP-Werte basieren auf einer Untersuchung unterschiedlicher Leistungskennlinien in verschiedenen Kategorien:

  • Stall-Anlagen mit einer Generatorstufe und fester Drehzahl
  • Stall-Anlagen mit zwei Generatorstufen oder variabler Drehzahl
  • Pitch-Anlagen (Annahme: zwei Generatorstufen oder variable Drehzahl)

Anmerkung: Wenn eine Schallreduzierte Leistungskennlinie verwendet wird, sollte die HP-Überprüfung mit der Leistungsoptimierten Kennlinie für den WEA-Typ durchgeführt werden. Die Schallreduzierte Kennlinie wird stets höhere positive Prüfergebnisse bringen.


Referenzen:

  1. Kapitel 6.1; Troen, Ib; Lundtang Petersen, Erik: European Wind Atlas; Risø National Laboratory, 1989; letzter Zugriff 01.02.2016
  2. Das Verfahren der IEC 61400-12-1 findet keine Anwendung, da es damit nicht möglich ist, die Produktion für frei definierbare Klassen zu bestimmen, sondern nur jeweils zwischen zwei Werten der Leistungskennlinie. Eine freie Wahl der Klassen ist für Wakeberechnung und Ergebnisdarstellung notwendig.