Lösungen: Inkonsistente Ergebnisse
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In einigen Fällen werden Sie feststellen, dass Berechnungen bei erneuter Ausführung andere Ergebnisse haben als früher. Als Gründe kommen eine Vielzahl von Möglichkeiten in Betracht. Auf dieser Seite werden Fälle erläutert, die besonders häufig für Irritation sorgen.
Geänderte freie Windgeschw. nach Einbezug von anderen WEA
Situation:
In einer PARK-Berechnung wird eine bestimmte freie Windgeschwindigkeit für eine WEA berechnet. Werden bei einer zweiten PARK-Berechnung zusätzliche WEA (oder weniger WEA) berücksichtigt, kann sich die freie Windgeschwindigkeit für diese WEA ändern, obgleich am Geländemodell keine Veränderungen vorgenommen wurden.
Rauigkeits- und Höhenkarten können im Terraindatenobjekt auf eine bestimmte Entfernung begrenzt werden. Dies ist seit windPRO 3.0 standardmäßig deaktiviert, da die aktuellen WAsP-Versionen auch mit großen Punktmengen umgehen können. In früheren Versionen waren hier Begrenzungen von 5 bzw. 7 km auf die Orographie und 20 km auf die Rauigkeit voreingestellt. Werden Berechnungen aus älteren Projekten neu berechnet (bzw. dupliziert und berechnet), so können dort diese Begrenzungen nach wie vor aktiv sein. Auch kann es in Ihrer Firma andere Gründe geben, warum weiterhin mit Begrenzungen gearbeitet wird.
Wird eine Begrenzung auf die Rauigkeits- und/oder Orographiedaten angewandt, 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. Es wird ein Rechteck um alle relevanten Positionen gezogen und dieses wird in jede Richtung um den angegebenen Betrag erweitert. Das resultierende Geländemodell wird dann für alle an der Berechnung beteiligten Objekte verwendet.
Dadurch kann sich bei unterschiedlichen WEA-Konfigurationen das in die Berechnung einbezogene Gelände ändern. Ein extremer Fall wäre z.B. wenn wenn weit entfernte Referenz-WEA einmal in einer Berechnung berücksichtigt werden und ein anderes mal nicht. Werden sie berücksichtigt, wird ein deutlich größeres Geländemodell verwendet und dies kann auch am Standort der eigenen WEA zu Variationen der Produktion führen. Dieser Effekt kann jedoch in geringerem Ausmaß auch schon spürbar sein, wenn nur das Layout des lokalen Standorts verändert wird und sich dadurch die Größe des Geländemodells nur um wenige hundert Meter ändert.
Wir empfehlen, in Terraindatenobjekten keine Begrenzung der Rauigkeits- und Orographiedaten vorzunehmen, wenn dafür kein triftiger Grund vorliegt.
Geänderte Produktion nach Änderung des Koordinatensystems (bis windPRO 3.1)
Situation:
In zwei ansonsten gleichen Berechnungen treten unterschiedliche Produktionen auf. Zwischen den Berechnungen wurde nichts an den Eingangsdaten geändert, zum Zeitpunkt der Berechnung waren jedoch bei beiden Berechnungen unterschiedliche Koordinatensysteme in windPRO ausgewählt.
WindPRO übergab bis windPRO 3.1 Koordinaten an WAsP im jeweils aktuell in WindPRO gewählten Koordinatensystem. Es musste stets ein kartesisches Koordinatensystem verwendet werden; WAsP erlaubt keine Verwendung von geographischen Koordinatensystemen.
In kartesischen Koordinatensystemen wie z.B. Gauß-Krüger oder UTM entspricht Gitternord (also die Nordrichtung, die durch das Koordinatengitter vorgegeben ist) nur in der Mitte einer Zone geographisch Nord. An Positionen östlich der Zonenmitte weicht Gitternord um bis zu 3° in Richtung Ost von geographisch Nord ab (bei UTM; bei GK bis 1,5°), an Positionen westlich gilt dies analog in Richtung West.
In einer Ertragsprognose mit WAsP fließen die Windverhältnisse in Form einer sektorbasierten Windstatistik ein. WAsP geht dabei implizit davon aus, dass die Sektoren sich auf das aktuelle Koordinatensystem beziehen, d.h. der Nordsektor weist in Richtung Gitternord des aktuellen Koordinatensystems. Wird das aktuelle Koordinatensystem geändert, kann dies bedeuten, dass Gitternord plötzlich in eine etwas andere Richtung weist. In den meisten Fällen wird dies nur einen geringen Einfluss haben. In extremen Fällen kann aber beispielsweise ein negativer Geländeeinfluss, der bei Gauss-Krüger Zone 4 im windstarken WSW-Sektor liegt (und damit einen größeren Einfluss auf das Ergebnis hat), bei UTM WGS84 Zone 32 im nicht ganz so windstarken W-Sektor liegen (und damit einen kleineren Einfluss auf die Prognose haben).
Einen kleinen Einfluss im Zusammenhang mit dem Koordinatensystem hat auch ein eventueller Beschnitt der Höhenliniendatei. Dieser findet (fakultativ) in WindPRO statt, um die Datenmenge vor der Weitergabe an WAsP zu begrenzen, damit WAsP-Punktlimits eingehalten werden.
Die Karte wird rechteckig anhand des ausgewählten Koordinatensystems beschnitten. Wenn Gitternord sich zwischen zwei Koordinatensystemen unterscheidet, sind die Ränder der beschnittenen Karten entsprechend dem Unterschied gegeneinander verdreht. Dieser Einfluss ist aber schon aufgrund der Entfernung vom Standort zum Rand der Karte minimal.
Da WAsP nur kartesische Systeme akzeptiert, lässt sich der Gitternord-Effekt nicht vollständig vermeiden. Prinzipiell sollte eine Berechnung mit einer Windstatistik stets im selben Koordinatensystem durchgeführt werden wie die Erzeugung der Windstatistik. Ist dies nicht mehr nachvollziehbar, sollten wenigstens, um inkonsistente Ergebnisse zu vermeiden, WAsP-Berechnungen stets im selben Koordinatensystem durchgeführt werden und nur für die Darstellung der Berichte auf ein anderes Koordinatensystem umgestellt werden.
Unterschiedliche PARK-Ergebnisse zwischen windPRO 3.0 und 3.1
Zwischen windPRO 3.0 und 3.1 wurden zwei Details des originalen N.O.Jensen PARK-Modells geändert, um die Implementierung konsistent mit der in WAsP zu machen:
- Die Art, wie Wakes unterschiedlicher Rotordurchmesser miteinander interagieren, wurde geändert. Dies betrifft nur PARK-Berechnungen, in denen WEA mit unterschiedlichen Rotordurchmessern vorkommen.
- Ein Faktor von 2,5 auf "Partielle Spiegelwakes" wurde entfernt. Dieser wurde ursprünglich als Anpassungsfaktor benötigt, da für überlappende Wakes nur eine vereinfachte Berechnungsmethode zur Verfügung stand. Als diese Methode später verfeinert wurde, wurde der Faktor zunächst beibehalten. Dieser Unterschied wird erst in relativ großen Entfernungen zur Wake-gebenden WEA wirksam.
Die Unterschiede sind genauer in diesem Dokument erläutert.