PerfC: Windenergie-Index

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Windenergie-Index

Mit Hilfe des Windenergie-Index’ kann die Korrektur des Produktionspotenzials für jede WEA vorgenommen werden. Der vorliegende Datenzeitraum wird dadurch auf ein durchschnittliches Langzeitniveau skaliert. Die Berechnung der Windindex-korrigierten Produktion (WKP) erfolgt grundsätzlich über monatliche Ertragsdaten und monatliche Windenergie-Indizes, die bei Bedarf vorher über Monat BRUTTO zu ermitteln sind.

Es gibt es zwei Ansätze zur WKP-Berechnung:

Die Summen-Methode: Die Summe der Produktion wird durch die Index-Summe geteilt (für die aktivierten Monate).

Die Regressions-Methode: Eine lineare Regressionsgerade wird für Produktion gegenüber Index erstellt und so die Produktion bei 100%-Index herausgefunden.

Für eine gute Datenlage mit längerem Messzeitraum liefern beide Methoden fast identische Ergebnisse, es ist schwer zu sagen, welche geeigneter ist.

Die Index-DB kann oben rechts ausgewählt oder bearbeitet werden (s.u.). Die Indizes, die Teil der gewählten Datenbank sind, können dann individuell ausgewählt werden. Dies können z.B. mehrere Reanalysen oder mesoskalige Indizes sein. Die Korrelation (R^2) der verschiedenen Indizes mit der monatlichen potenziellen Bruttoproduktion ist in der AEP-Tabelle gezeigt. Neben der Korrelation werden die WKP, die WKP pro installierter Leistung in MW, der Kapazitätsfaktor, der Datenzeitraum und die Datenverfügbarkeit gezeigt. Die Produktion entspricht hier einer 100%igen Verfügbarkeit, da alle Werte mit nicht optimaler Leistung identifiziert und korrigiert wurden.

Folgende Darstellungen können ausgewählt werden:

Potenzielle Produktion vs. Windindex stellt die monatliche potenzielle Bruttoproduktion im Vergleich zu einem ausgewählten Index dar (siehe Abb.).

Zeitreihe, roh stellt die potenzielle Bruttoproduktion pro Monat dar. Zusätzlich wird der monatliche Index auf der sekundären y-Achse angezeigt. Idealerweise folgen die beiden Kurven einander.

Zeitreihe, WKP zeigt die indexkorrigierte Produktion pro Monat. Die Linie sollte idealerweise annähernd horizontal verlaufen. Abweichungen von der Horizontalen könnten auf Inkonsistenzen im Laufe der Zeit hinweisen. Jede Steigung könnte auf eine Verschlechterung der Leistung oder andere Probleme hindeuten. Eine stufenhafte Änderung könnte darauf hindeuten, dass ein benachbarter Windpark in Betrieb genommen wurde.

Zeitreihe, WKP/MW zeigt die indexkorrigierte Produktion pro MW und Monat.

WKP vs. Windindex zeigt die indexkorrigierte Produktion gegenüber dem Windenergieindex an. Im Idealfall sollten die Werte alle die gleiche Produktion aufweisen. Neigungen deuten darauf hin, dass die Korrelation zwischen niedrigen und hohen Windgeschwindigkeiten unterschiedlich ist. Dies ist in der Regel der Fall, wenn der Index auf der Grundlage einer falschen Windgeschwindigkeitsannahme entwickelt wurde. Die genaue Erstellung des Windenergieindex ist umso wichtiger, je kürzer der Zeitraum der Produktionsdaten ist.

Alle WEA, mittl. AEP + WKP zeigt die gemessene AEP und die Windenergieindex-korrigierte Produktion für jede WEA. Wenn die Produktionsdaten keine ganzzahlige Anzahl von Jahren umfassen, wird die gemessene Produktion korrigiert, indem sie durch die Anzahl der Monate dividiert und mit 12 (Monaten) multipliziert wird. Alle WEA, mittl. AEP + WKP/MW zeigt die gemessene AEP pro MW und die Windenergieindex-korrigierte Produktion pro MW für jede WEA.

Alle WEA, Kapazitätsf. zeigt den gemessenen und den Windenergieindex-korrigierten Kapazitätsfaktor für jede WEA.

Alle WEA, Korrelation zeigt die Korrelation (R2) zwischen der monatlichen Bruttoproduktion pro WEA und dem Windenergieindex. Idealerweise sollte dies 1 sein.

WP Layout zeigt die Karte der untersuchten WEA.

Für einige Grafiken gibt es weitere Optionen, wie z.B. andere Mittelung, statt einem Monat mehrere oder die Anzeige der mittl. kumulierten WKP.

Für das Regressionsdiagramm kann ein einfaches Werkzeug helfen, Ausreißer zu identifizieren, indem eine maximale Abweichung der WKP in % definiert wird. 90 % bedeutet dabei, dass die tatsächliche monatliche Produktion nicht mehr als 90 % von der WKP des jeweiligen Monats abweichen darf.

Den Zeitraum zu begrenzen ist hilfreich, um z.B. die ersten Betriebsmonate herauszufiltern, wenn diese eine schlechtere Leistung aufweisen.

Zudem gibt es noch eine Index-Skalierungsoption.

Die WKP-Verlustberechnung ist für die Post-Construction-Analyse nicht relevant.

Index-DB bearbeiten

Siehe auch Register Daten → Wind-Index Datenbank .

Zentraler Kern der WKP-Berechnung ist der Windenergie-Index. Für einige Länder wie Deutschland oder Dänemark gibt es offizielle Windindizes, für andere Länder und Regionen mit schwacher Abdeckung ist es möglich, eigene Indizes basierend auf Langzeitdaten wie ERA5, CFSR, EMD-WRF oder anderen zu erstellen.

Rechts oben auf dem Unter-Register Wind-Index-Datenbank befindet sich das Auswahlfeld der Index-Datenbank. Im darunterliegenden Dropdown-Feld können die verfügbaren Windindizes gewählt werden, über die Schaltfläche mit den Pünktchen können z.B. aus anderen Projekten, bereits bestehende Windindex-Dateien (*.wbf) geladen werden.



Weiterhin kann über

  • Import/Online aktualisieren der dänische Index geladen werden
  • Von METEO-Objekt hinzuf. ein Index basierend auf Meteo-Daten erstellt werden
  • METEO Index-DB bearbeiten ein bereits erstellter METEO-Index verändert werden
  • Eigene Index-DB hinzufügen aus der Zwischenablage (Excel) eine neue Index-DB erstellt werden.

Zusätzlich können die erstellten Index-DB dupliziert, gelöscht oder umbenannt werden.

Über Karte der Index-Regionen laden können die Index-Karten von Deutschland und Dänemark eingeladen werden (als Download verfügbar), um einen Überblick zu erhalten, in welcher Region sich das betreffende Projekt befindet.

(Anzeige des Standortes: Register Windenergie-Index → Karte zeigen ).



Bitte beachten Sie, dass der deutsche BDB-Index nicht direkt in windPRO hinterlegt ist, sondern über http://www.btrdb.de/ bezogen werden kann und selbst eingepflegt wird.


Index-DB aus METEO-Objekt erstellen

Zur Erstellung einer neuen Index-DB basierend auf METEO-Daten wählen Sie Von METEO-Objekt hinzuf..


Soll eine Index-DB aus einem METEO-Objekt erstellt werden, geschieht dies ähnlich dem MCP-Modul durch Verwendung einer spezifischen oder vereinfachten Leistungskennlinie und Skalierung auf die erwartete Durchschnittswindgeschwindigkeit BEVOR der Windindex berechnet wird. Im folgenden Fenster kann der Referenzzeitraum des Index und der Regionsname angegeben werden.

Die grafische Anzeige des berechneten Windindex mit Trendlinie zeigt ggf. Trends in der Entwicklung der Langzeit-Windverhältnisse. Um diese zu vermeiden sollte ggf. ein anderer Referenzzeitraum gewählt werden. Es gibt keine einheitliche Auffassung, was der "richtige" Referenzzeitraum ist - natürlich hat ein möglichst langer Zeitraum Vorteile, aber die Konsistenz der Mess- bzw. Modellbedingungen während des Zeitraums ist ein gleichberechtigter Belang, der immer schwerer zu gewährleisten ist, je länger eine Zeitreihe ist.



Über den Korrelationskoeffizienten R2 in der WKP-Tabelle und die grafische Ansicht Alle WEA Korrelation kann die Qualität des verwendeten Index überprüft werden.



Individuellen WEA-Index erstellen

Seit windPRO 4.1 ist es möglich individuelle Indizes für die jeweilige spezifische WEA zu erstellen. Diese Option setzt voraus, dass Fehlercodes geladen wurden und eine Verlustberechnung durchgeführt wurde. Die WEA-Indizes werden automatisch pro Anlage erstellt. Es wird ein Solver verwendet, um die Referenz-Langzeitwindgeschwindigkeiten so anzupassen, dass im Durchschnitt das vorhergesagt werden kann, was gemessen wurde. Daher müssen für den Solver die geladenen Produktionsdaten verwendet werden. Die Erstellung folgt genau dem gleichen Prozess, wie er in www.emdenergyindex.com für WEA-Index definiert ist. Der Trainingszeitraum und 100%-Referenzzeitraum können selbst gewählt werden. windPRO wird dann automatisch die benötigten ERA5t-Datenknoten herunterladen, den Solver pro WEA initiieren und einen individuellen WEA-Index pro Anlage erstellen. Alternativ kann ein METEO-Objekt ausgewählt werden. Dabei müssen mindestens Daten seit Januar 2004 und Windgeschwindigkeit, -richtung und -temperatur in 10 und 100m Höhe enthalten sein, wie z.B. in ERA5 oder EMD-WRF-Mesodaten.

(Unvollständig)



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