Terraindatenobjekt

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Das Objekt in der windPRO-Berechnungsstruktur

Das Terraindatenobjekt Energie TDO (1).png ist ein Container-Objekt, in dem für eine Modellierung relevante Informationen zusammengefasst werden, so dass sie beim Start einer Berechnung leichter referenziert werden können.

Eine Modellierung mit WAsP benötigt zum Beispiel folgende Daten:

  • Winddaten-Grundlage:
    • Regionale Windstatistik
  • Geländedaten-Grundlage
    • Orographiekarte
    • Rauigkeitskarte
    • Hindernisse

Die regionale Windstatistik wird direkt im Terraindatenobjekt ausgewählt.

Die unter Geländedaten genannten Informationen werden in der Regel über eigene Objekte definiert (Orographie: Linien-Objekt, Höhenraster-Objekt; Rauigkeit: Linien-Objekt; Hindernisse: Hindernis-Objekt). Diese Objekte werden dann im Terraindatenobjekt verlinkt.

Vorteil dieser Struktur ist, dass bereits ein Großteil der Vorbereitung einer Berechnung auf der Karte erledigt wird. Sollen später mehrere Berechnungen unter den gleichen Voraussetzungen durchgeführt werden, müssen die Berechnungsgrundlagen nicht in jeder einzelnen Berechnung manuell ausgewählt werden.

Weiterhin können einfach und nachvollziehbar Sensitivitätsberechnungen vorbereitet und durchgeführt werden (z.B. „wie verändert sich das Ergebnis, wenn die Rauigkeit für Terraintyp X erhöht / verringert wird?“ oder „wie verändert sich das Ergebnis, wenn die Orographie als flach angenommen wird?).


Register Zweck und Platzierung des Objekts

Energie TDO (55).png

Nach Platzierung des Objekts muss ein Verwendungszweck definiert werden. Je nach Verwendungszweck werden unterschiedliche Register zur Dateneingabe angezeigt und unterschiedliche Anforderungen an die Platzierung des Objekts gestellt.

Der Zweck des Objekts wird auf der Karte durch die Farbe verdeutlicht:

Energie 3 (6).png

  • Schwarz – Ertragsprognose mit ATLAS
  • Blau – Ertragsprognose mit WAsP *)
  • Orange – Erzeugung einer Windstatistik (STATGEN / MCP) *)
  • Grün – Erzeugung einer Windressourcenkarte (RESOURCE) *)
  • Violett – Berechnung mit WAsP-CFD

*) können zusätzlich als Terrain-Eingangsdaten für Scaler, in METEO-Objekten, METEO-Analyzer und SITE COMPLIANCE verwendet werden. Wenn sie auf diese Weise eingesetzt werden, werden eventuell im Objekt verknüpfte Winddaten nicht verwendet.


ATLAS-Berechnung

Platzierung des Objekts:

Das Objekt wird an die Position einer geplanten WEA platziert. Mit dem Objekt können nur die Windverhältnisse für genau diese Position berechnet werden. Da innerhalb des Objekts Eingaben getätigt werden, die sich auf die Position beziehen (beispielsweise Hindernisentfernungen), sollte das Objekt nicht nachträglich bewegt werden. Um im Rahmen einer PARK-Berechnung mehrere WEA-Positionen zu modellieren, muss für jede WEA-Position ein eigenes Terraindatenobjekt erzeugt werden, beispielsweise durch klonen.

Benötigte Eingaben (Register):


WAsP-Berechnung

Platzierung des Objekts:

Wenn das Objekt für eine Berechnung mit dem Modul WAsP interface eingesetzt werden soll, muss es an die Position gesetzt werden, für die die Windverhältnisse ermittelt werden sollen.

Bei einem Einsatz in einer PARK-Berechnung sollte das Objekt an einer für die Windverhältnisse repräsentativen Position der Windparkfläche platziert werden. Die exakte Platzierung des Objekts ist nicht von Bedeutung für die WEA-Berechnungsergebnisse. Auf dem Hauptergebnis werden jedoch sogenannte Referenzergebnisse für eine feste Position und Höhe ausgewiesen, die der Vergleichbarkeit unterschiedlicher Berechnungen dienen sollen. Hierfür wird die Position des Terraindatenobjektes verwendet.

Ausnahme 1: Werden mehrere regionale Windstatistiken ausgewählt und eine reziproke Abstandsgewichtung vorgenommen, so bezieht sich diese auf die Position des Terraindatenobjekts relativ zur Position der regionalen Windstatistiken. Dies kann insbesondere von Bedeutung sein, wenn die regionalen Windstatistiken Messungen repräsentieren, die an unterschiedlichen Positionen des Mikrostandorts durchgeführt wurden. Es kann in diesem Fall auch sinnvoll sein, mehrere Terraindatenobjekte über die Fläche des Standorts verteilt zu platzieren, um einen fließenden Übergang zwischen den Gewichtungen der Windstatistiken zu erreichen. Standardeinstellung in einer PARK-Berechnung ist, dass für jede WEA-Position jeweils das nächstgelegene Terraindatenobjekt verwendet wird.

Ausnahme 2: Werden die Rauigkeiten im Terraindatenobjekt als Rauigkeitsrose angegeben (nicht empfohlen; nur bis WAsP 10 möglich), so muss das Objekt an die Position einer geplanten WEA platziert werden. Mit dem Objekt können nur die Windverhältnisse für genau diese Position berechnet werden. Da die Rauigkeitsrose sich auf die Position bezieht, darf das Objekt nicht nachträglich bewegt werden. Um im Rahmen einer PARK-Berechnung mehrere WEA-Positionen zu modellieren, muss für jede WEA-Position ein eigenes Terraindatenobjekt erzeugt werden, beispielsweise durch klonen.

Benötigte Eingaben (Register):

Wenn die Rauigkeiten als Rauigkeitsrose angegeben werden (siehe auch oben Ausnahme 2), zusätzlich:


Scaler, Windstatistik-Erzeugung (STATGEN, MCP)

Platzierung des Objekts:

Beim Einsatz in einem Scaler kann die Position frei gewählt werden, zur Förderung der Übersichtlichkeit empfiehlt es sich aber, es in einen räumlichen Zusammenhang mit dem METEO-Objekt, mit dem es verwendet wird, zu bringen (oder, falls es mit mehreren METEO-Objekten verwendet wird, in einer repräsentativen Position des Windparks).

Wenn das Objekt zur Windstatistik-Erzeugung in STATGEN oder MCP eingesetzt wird, sollte es an der Position des METEO-Objekts platziert werden, das die Winddaten für die Windstatistik-Erzeugung liefert. Dies ist nicht zwingend, es erhöht lediglich die Übersichtlichkeit, den inhaltlichen Zusammenhang auch durch die räumliche Platzierung zu verdeutlichen.

Ausnahme: Werden die Rauigkeiten im Terraindatenobjekt als Rauigkeitsrose angegeben (nicht empfohlen; nur bis WAsP 10 möglich), so muss das Objekt an die Position des METEO-Objekts (bzw. der Windmessung) platziert werden. Da die Rauigkeitsrose sich auf die Position bezieht, darf das Objekt nicht nachträglich bewegt werden.

Benötigte Eingaben (Register):

Wenn die Rauigkeiten als Rauigkeitsrose angegeben werden (siehe auch oben Ausnahme), zusätzlich:


Windressourcenkarten-Berechnung (RESOURCE)

Platzierung des Objekts:

Die Position kann frei gewählt werden. Zur besseren Übersicht empfiehlt es sich, das Objekt in einen räumlichen Zusammenhang mit der Fläche, für die die Windressourcenkarte erzeugt werden soll, zu platzieren.

Ausnahme: Werden mehrere regionale Windstatistiken ausgewählt und eine reziproke Abstandsgewichtung vorgenommen, so bezieht sich die Gewichtung auf die Position des Terraindatenobjekts relativ zur Position der gewählten Windstatistiken. Die Option Register WindstatistikenAbstände und Gewichtung bei Verschiebung und RESORUCE-Ber. aktualisieren sorgt dafür, dass in der RESOURCE-Berechnung die Abstandsgewichtung für jede Berechnungskachel (i.d.R. 1 x 1 km) neu durchgeführt wird. Dies kann insbesondere nützlich sein, wenn die regionalen Windstatistiken Messungen repräsentieren, die an unterschiedlichen Positionen des Mikrostandorts durchgeführt wurden.

Benötigte Eingaben (Register):


CFD-Berechnung

Platzierung des Objekts:

Die Position kann frei gewählt werden. Zur besseren Übersicht empfiehlt es sich, das Objekt in einen räumlichen Zusammenhang mit der Fläche, für die die CFD-Berechnung durchgeführt werden soll, zu platzieren.

Benötigte Eingaben (Register):


Register Windstatistiken

Öffnet den Windstatistik-Viewer zur Auswahl der zu verwendenden regionalen Windstatistiken über Windstatistik(en) wählen.

Im Windstatistik-Viewer erscheinen standardmäßig alle lizenzierten Vorinstallierten Windstatistiken sowie selbst erzeugte Windstatistiken, die sich in Suchverzeichnissen, im Projektverzeichnis oder einem seiner Unterverzeichnisse befinden. Es ist eine Kartenansicht und eine Windrosen-Ansicht für verschiedene Parameter der Windstatistiken verfügbar.

Die Windstatistiken können nach verschiedenen Kriterien, z.B. Abstand, Land oder Datenquelle gefiltert und sortiert werden. Auch nach den Spalten der Windstatistik-Tabelle kann sortiert werden.

Es kann eine oder mehrere regionale Windstatistiken gewählt werden:

Eine Windstatistik:

Energie TDO (58).png

Mehrere Windstatistiken:

Energie TDO (59).png

Aktuelle Windstatistik als Standard speichern: Für neue Terraindatenobjekte werden automatisch die Windstatistiken vorausgewählt, die im aktuellen Objekt gewählt sind.

Standard-Windstatistik zurücksetzen: Für neue Terraindatenobjekte wird keine Windstatistik mehr vorausgewählt.

Metadaten bearbeiten (nicht bei lizenzgeschützten Dateien): Ermöglicht Änderungen des Namens, der Position und des Dateiformats der gewählten Windstatistik

Energieniveau ändern (nicht bei lizenzgeschützten Dateien): Skalierung einer regionalen Windstatistik aufgrund einer Validierung mit Referenzerträgen von existierenden WEA.

Nur bei Auswahl mehrerer Windstatistiken:

Tabellenspalte Wichtung: Die Gewichtung wird nach Auwahl der Windstatistiken automatisch nach dem Kehrwert der Entfernung vorgenommen, die Werte können jedoch vom Anwender manuell geändert werden. Dabei muss keine spezifische Summe (z.B. 100%) erreicht werden.

Abstände und Gewichtung bei Verschiebung und RESOURCE-Ber. aktualisieren: Wenn das Häkchen nicht gesetzt ist, bleiben die Gewichtungen oben so erhalten, wie sie sind - auch wenn das Objekt verschoben wird; in einer RESOURCE-Berechnung wird die gesamte Fläche mit dieser Windstatistik-Gewichtung berechnet. Ist es gesetzt, wird oben automatisch die reziproke Abstandsgewichtung hergestellt; bei Positionsänderungen wird sie aktualisiert und bei RESOURCE-Berechnungen sowie bei PARK-Berechnungen wird für jede Berechnungsposition eine individuelle Gewichtung verwendet.

Maximale Gewichtung: Limit für das Gewicht einer einzelnen Windstatistik bei Abstandsgewichtung. Wenn Windstatistik-Positionen sich innerhalb der berechneten Fläche befinden, verhindert ein Limit von z.B. 80%, dass diese Position auf der Karte als lokales Maximum / Minimum hervortritt. Die Gewichtung wird während einer Berechnung ermittelt und nicht in der Gewichtungstabelle im Objekt wiedergegeben.


Register Terrain

Energie TDO (60).png

In der Tabelle sind alle Terrain-relevanten Objekte des aktuellen Projekts aufgeführt:

  • Höhenraster-Objekte
  • Linien-Objekte, Rauigkeitslinien
  • Linien-Objekte, Höhenlinien

Ausnahme: In den Eigenschaften der genannten Objekttypen existiert eine Checkbox In Terraindatenobjekten verwenden. Dieses ist standardmäßig gesetzt. Wird es entfernt, erscheint das jeweilige Objekt nicht in der Tabelle.

Über Hinzufügen können *.map- oder *.wpo-Dateien hinzugefügt werden, die im Projekt nicht durch ein Objekt repräsentiert sind.

Im Regelfall sollte genau ein Höhenobjekt und ein Rauigkeitsobjekt ausgewählt werden. Die Möglichkeit, mehrere Objekte einer Kategorie auszuwählen, existiert, um die Arbeit mit gekachelten Dateien zu ermöglichen. Sie darf nicht mit überlappenden Dateien verwendet werden, da im überlappenden Bereich dann z.B. zwei leicht unterschiedliche Höhenlinien nebeneinander liegen, was zu einer Art Sägezahn-Geländeprofil führen kann.

Kombinierte .MAP-Datei exportieren: z.B. für Berechnungen, die direkt mit WAsP oder mit externen CFD-Modellen durchgeführt werden sollen.

Punkte zählen: Die Punktanzahl ist für ältere WAsP-Versionen (bis WAsP 10) relevant.

Begrenzung: Rauigkeits- und Höhenkarten können auf eine bestimmte Entfernung begrenzt werden. Dies ist standardmäßig deaktiviert. Wird eine Begrenzung ausgewählt, so bezieht diese sich stets auf alle Objekte, die in der jeweiligen Berechnung verwendet werden, dies schließt Positionen von neuen und existierenden WEA sowie dieses und weiterer Terraindatenobjekte ein. Beachten Sie, dass sich dadurch die Menge des berücksichtigten Geländes maßgeblich ändern kann, wenn z.B. weiter entfernte Referenz-WEA einmal in einer Berechnung berücksichtigt werden und ein anderes mal nicht.

Hindernisse: Standard ist die Berücksichtigung aller Hindernis-Objekte. Alternativ kann die Verwendung von Hindernissen deaktiviert werden oder nur Hindernisse in einem gewissen Radius um die WEA berücksichtigt werden. Letzteres ist sinnvoll, wenn verhindert werden soll, dass lokale Hindernisse eines benachbarten Referenzstandorts mit berücksichtigt werden.

Register RESOURCE-/CFD-Fläche (RESOURCE)

Energie TDO (61).png

WEA-Flächen-Objekt verwenden: Keine weitere Eingaben notwendig. In der RESOURCE-Berechnung wird ausgewählt, welches der im Projekt enthaltenen WEA-Flächen-Objekte verwendet wird. Die Windressourcenkarte wird nicht für Ausschlussflächen berechnet.

Schaltfläche Energie TDO (62).png: Auswahl der zu berechnenden, rechteckigen Fläche auf der Arbeitskarte (über unten markierte Rauten); Abschluss der Auswahl durch Ok im Fenster Rechteck auswählen:

Energie TDO (63).png

Koordinaten-Eingabefelder X1, X2, Y1, Y2: Werden nach Kartenauswahl automatisch aktualisiert. Bei manueller Eingabe von Koordinaten muss das derzeit aktive Koordinatensystem verwendet werden.


Register RESOURCE-/CFD-Fläche (CFD)

Energie TDO (64).png

Eine WAsP-CFD-Berechnung wird stets in Kacheln zu je 2 x 2 km Größe durchgeführt. Die Tabelle zeigt eine Liste der aktuell definierten Kacheln.

Die definierten Kacheln sollten die Fläche des geplanten Windparks abdecken. Vorhandene Windmessungen sollten sich nach Möglichkeit in der Mitte bzw. im zentralen Bereich einer CFD-Kachel befinden.

Hinzuf. / Entf.: Fügt der Liste eine Zeile hinzu bzw. entfernt die aktuell gewählte Zeile. Die Koordinaten der hinzugefügten Zeilen können manuell editiert werden, es existiert jedoch auch ein kartenbasierter Auswahlmodus (s.u.).

Autom.Erzeugen: Fragt nach einem WEA-Flächen-Objekt und erzeugt dann Kacheln, die dieses vollständig abdecken. Es kann sinnvoll sein, die so erzeugten Kacheln nachträglich anzupassen (siehe unten), um eine günstigere Aufteilung zu erhalten.

kartenbasierter Auswahlmodus für CFD-Kacheln: Ein CFD-Terraindatenobjekt kann in einen Bearbeitungsmodus versetzt werden. Bereits hinzugefügte Kacheln werden angezeigt und können am Mittelpunkt verschoben werden. Das Kontextmenü erlaubt es, Kacheln hinzuzufügen, zu entfernen sowie Eigenschaften von Kacheln zu ändern.


Register Rauigkeitsrose

Bei Erzeugen des Objekts ist die Tabelle zunächst leer. Die Anzahl Sektoren richtet sich nach der ausgewählten regionalen Windstatistik.

Sektorweise Rauigkeiten können

  • direkt über die Tabelle numerisch eingegeben werden
  • auf der Karte digitalisiert werden
  • aus einer Drittquelle importiert werden

Energie TDO (65).png

Rauigkeitsklasse / Rauigkeitslänge: Die Auswahl legt fest, als welche Einheit die Werte in der Tabelle interpretiert werden. Sind bereits Daten eingegeben, so führt das Ändern der Auswahl nicht zu einer Konvertierung. Dafür gibt es einen eigenen Knopf.

Konvertiere zu Längen/Klassen: Hiermit wird die aktuelle Einheit in die jeweils andere Einheit umgerechnet.

Importieren von: Optionen sind:

  • Importieren via WAsP von MAP/WPO-Datei: WAsP muss hierfür installiert sein. Die erzeugte Rose entspricht der Rose, die auch WAsP-intern für die Position des Terraindatenobjekts erzeugt würde.
  • Importieren von WAsP-RDS/RRD-Datei: RDS/RRD ist das WAsP-eigene Format, um Rauigkeitsrosen abzuspeichern)
  • Importieren von Areal- oder Rauigkeitslinien-Objekt Dieser Importmodus verwendet einen windPRO-internen Algorithmus und entspricht somit nicht der Rauigkeitsrosen-Konvertierung, die WAsP-intern durchgeführt wird.

Manuelles Digitalisieren von Rauigkeitsrosen auf der Karte:

  • Kontextmenü des Terraindatenobjekts → Aktivieren : Zeigt die Rose an
  • Rechtsklick → Erzeuge Wechsel: erzeugt einen Rauigkeitswechsel an der Cursorposition
  • Rechtsklick → Rauigkeit bzw. Bearbeite Rauigkeit: Ändern der Rauigkeit an der Cursorposition
  • Bereits angezeigte Rauigkeitswechsel können mit der Maus verschoben werden

Energie TDO (66).png


Register ATLAS Hügel/Hindernisse

Achtung: In einer ATLAS-Berechnung werden Höhen aus Linien-Objekten oder Höhenraster-Objekten nicht verwendet. Maßgeblich für die Höhen in der Berechnung ist alleine, was auf diesem Register definiert wird!

Bei Erzeugen des Objekts ist die Tabelle zunächst leer. Die Anzahl Sektoren richtet sich nach der ausgewählten regionalen Windstatistik.

Energie TDO (67).png

Der linke Teil der Tabelle definiert das Gefälle (bzw. die Steigung) in einem Sektor ab der Position des Objekts. Es kann nur eine Steigung/Gefälle pro Sektor angegeben werden!

Der rechte Teil der Tabelle definiert die Hindernisse. Es kann nur ein Hindernis pro Sektor angegeben werden.

Sowohl Hindernisse als auch Hügel können grafisch auf der Karte definiert werden (siehe unten). Es ist jedoch stets zusätzlich notwendig, einige Parameter in der Tabelle nachzutragen, z.B. die Höhe eines Gefälles oder die Höhe und Porosität eines Hindernisses.

Manuelles Digitalisieren von Hügeln/Hindernissen auf der Karte:

  • Kontextmenü des Terraindatenobjekts → ATLAS Hügel/Hindernisse : Zeigt die Sektorgrenzen an
  • Rechtsklick → Hügel erzeugen: erzeugt ein Gefälle von der Objekt- bis zur Cursorposition. Die Höhe des Gefälles muss über die Tabelle eingegeben werden!
  • Rechtsklick → Hindernis erzeugen: Erzeugt ein Hindernis an der Cursorposition. Höhen und Porosität des Hindernisses müssen über die Tabelle eingegeben werden!
  • Bereits angezeigte Hügel / Hindernisse können mit der Maus geändert werden. Hindernisse können aus der Sektorachse verschoben werden, beachten Sie aber, dass nur der Anteil eines Hindernisses berücksichtigt wird, der in demjenigen Sektor liegt, dem es zugeordnet ist. Die Tiefe eines Hindernisses spielt keine Rolle.

Energie TDO (68).png


Siehe auch: