Windgeschwindigkeits-Korrektur einer Windstatistik: Difference between revisions

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Mit der Windgeschwindigkeits-Korrektur einer Windstatistik kann das Energieniveau der Windstatistik geändert werden, um regionalen Korrekturfaktoren Rechnung zu tragen. Regionale Korrekturfaktoren werden in der Regel anhand von Referenz-WEA ermittelt, die in vergleichbaren Verhältnissen wie die zu berechnenden WEA bereits produzieren (siehe [[Validierung mit Referenzerträgen von existierenden WEA]]).
Mit der Windgeschwindigkeits-Korrektur einer Windstatistik kann das Energieniveau der Windstatistik geändert werden, um regionalen Korrekturfaktoren Rechnung zu tragen. Regionale Korrekturfaktoren werden in der Regel anhand von Referenz-WEA ermittelt, die in vergleichbaren Verhältnissen wie die zu berechnenden WEA bereits produzieren (siehe [[Validierung mit Referenzerträgen von existierenden WEA]]).
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'''Quelle''': Wählen Sie aus den vorhandenen Quellen oder geben Sie eine eigene ein.
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'''basiert auf''': Alle Eingaben unterhalb dieser Zeile beziehen sich auf die '''konkrete WEA, anhand der der Korrekturfaktor ermittelt wurde'''. Diese Angaben werden benötigt, um den Einfluss von WEA, Nabenhöhe und Standort aus der korrigierten Windstatistik zu eliminieren.
'''basiert auf''': Alle Eingaben unterhalb dieser Zeile beziehen sich auf die '''konkrete WEA, anhand der der Korrekturfaktor ermittelt wurde'''.
* WEA-Typ
* WEA-Typ
* Nabenhöhe
* Nabenhöhe
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'''Methodik'''
'''Methodik'''


Ein Korrekturfaktor, der anhand einer konkreten Referenz-WEA ermittelt wurde, hängt sehr stark ab von deren:
Ein Energie-Korrekturfaktor, der anhand einer konkreten Referenz-WEA ermittelt wurde, hängt ab von den Bedingungen, unter denen der Korrekturfaktor ermittelt wurde, nämlich:
* WEA-Typ (Leistungskennlinie)
* WEA-Typ (Leistungskennlinie)
* der Nabenhöhe
* der Nabenhöhe
* und Umgebung (Geländerauigkeit)
* und Umgebung (Geländerauigkeit)


Würde diesen Einflüssen im Korrekturprozess nicht Rechnung getragen, wäre die korrigierte Windstatistik ausschließlich für denselben WEA-Typ in derselben Nabenhöhe und Umgebung gültig. Die Angabe dieser Parameter im Fenster dient dazu, ihren Einfluss in der korrigierten Windstatistik zu minimieren, so dass sie auch für andere WEA-Typen, Nabenhöhen und Rauigkeitsklassen nutzbar ist.
Ein Optimierungsalgorithmus findet für jeden Sektor die Skalierungsfaktoren für den A-Parameter, die benötigt werden, um unter den angegebenen Bedingungen die angestrebte Veränderung des Ertrags für die Bezugs-WEA zu erreichen. Die gefundenen Skalierungsfaktoren werden dann auf alle A-Parameter des jeweiligen Sektors in der Windstatistik angewandt. Der Algorithmus wurde in windPRO 3.6 angepasst, so dass leicht unterschiedliche Resultate zu vorherigen Versionen möglich sind (weiteres siehe unten).
 
{{PreVer36|In Versionen vor windPRO 3.6 war es bei hohen Windgeschwindigkeiten der Ausgangs-Windstatistik sowie Leistungskurven, die nach Erreichen der Nennleistung absinken, möglich, dass eine Korrektur einer Windstatistik für einen ''geringeren'' Ertrag zu einer ''Erhöhung'' der Windgeschwindigkeiten geführt hat. Dies wird ab Version 3.6 durch verschiedene Maßnahmen verhindert, die aber auch zu geringfügig unterschiedlichen Windstatistik-Korrekturen führen können.}}
 
Bei komplexen Standorten (z.B. unterschiedliche Aufwinde je nach Richtung an verschiedenen WEAs etc.) kann der verwendete Algorihmus dazu führen, dass sich das Berechnungsergebnis nicht exakt wie erwartet ändert. In diesem Fall müssen eventuell iterativ verschiedene Korrekturfaktoren ausprobiert werden, bis der richtige Wert erreicht ist.


Warum es wichtig ist, die Windgeschwindigkeit zu skalieren und nicht einfach den Energie-Korrekturfaktor auf Ergebnisse mit anderen WEA an anderen Standorten anzuwenden, wird unten gezeigt:


Beispiel: Wird ein Korrekturfaktor von 1,05 anhand einer älteren 500 kW-WEA auf 50 m Nabenhöhe ermittelt, so wäre es fehlerhaft, für eine moderne Multi-MW-WEA auf 130 m Nabenhöhe dieselbe Zunahme der Produktion zu erwarten. Gerade auf niedrigen Nabenhöhen hat die Rauigkeit einen großen Einfluss auf die Windgeschwindigkeit - in höheren Nabenhöhen ist bei gleicher Rauigkeit mit geringeren Windgeschwindigkeits-Unterschieden zu rechnen. Wie hoch der Unterschied genau ist, hängt von den konkreten Windbedingungen ab, in Bezug auf die Produktion ist jedoch eine Zunahme von nur 3% bei der höheren WEA (im Vergleich zur 5%-Zunahme bei der Referenz-WEA) nicht ungewöhnlich.


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Bei der Windgeschwindigkeits-Korrektur einer Windstatistik bleibt die Richtungsverteilung der Weibullverteilungen unverändert.


Ein Optimierungsalgorithmus findet für jeden Sektor die Skalierungsfaktoren für den A- und den k-Parameter, die benötigt werden, um die angestrebte Veränderung des Ertrags für die Bezugs-WEA zu erreichen. Diese Skalierungsfaktoren werden dann auf alle A- und k-Parameter in der Windstatistik angewandt. Der Algorithmus wurde in windPRO 3.6 angepasst, so dass leicht unterschiedliche Resultate z vorherigen Versionen möglich sind (weiteres siehe grauer Kasten).
Mit einer reinen Energieskalierung wäre die AEP-Korrektur in jeder Berechnung so, wie es die "Fixpunkt"-Linie anzeigt, hier etwa 22%.
 
Bei der Skalierung der Windgeschwindigkeit wird die AEP-Korrektur für den Fixpunkt, der die Grundlage für die Erstellung war, gleich sein, hier 25m Nabenhöhe, Rauhigkeitslänge 0,03m (Rcl. 1) und eine Bonus 150 kW Anlage. Wird aber die Windgeschwindigkeit skaliert, beträgt z.B. für eine Nabenhöhe von 100 m, gleicher Rauhigkeitslänge 0,03m (Rcl. 1) und gleicher Leistungskurve die AEP-Korrektur lediglich ca. 15%.


{{PreVer36|In Versionen vor windPRO 3.6 war es bei hohen Windgeschwindigkeiten der Ausgangs-Windstatistik sowie Leistungskurven, die nach Erreichen der Nennleistung absinken, möglich, dass eine Korrektur einer Windstatistik für einen ''geringeren'' Ertrag zu einer ''Erhöhung'' der Windgeschwindigkeiten geführt hat. Dies wird ab Version 3.6 durch verschiedene Maßnahmen verhindert, die aber auch zu geringfügig unterschiedlichen Windstatistik-Korrekturen führen können.}}


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Terraindatenobjekt → Register WindstatistikenWindstatistik(en) wählenEnergieniveau ändern 



Mit der Windgeschwindigkeits-Korrektur einer Windstatistik kann das Energieniveau der Windstatistik geändert werden, um regionalen Korrekturfaktoren Rechnung zu tragen. Regionale Korrekturfaktoren werden in der Regel anhand von Referenz-WEA ermittelt, die in vergleichbaren Verhältnissen wie die zu berechnenden WEA bereits produzieren (siehe Validierung mit Referenzerträgen von existierenden WEA).

Energie-Korrekturfaktor: Eingabe als Faktor, d.h. ein Gütefaktor von 100% entspricht einem Faktor von 1,000.

Quelle: Wählen Sie aus den vorhandenen Quellen oder geben Sie eine eigene ein.

basiert auf: Alle Eingaben unterhalb dieser Zeile beziehen sich auf die konkrete WEA, anhand der der Korrekturfaktor ermittelt wurde.

  • WEA-Typ
  • Nabenhöhe
  • Rauigkeit (Klasse oder Länge)

Rauigkeit: Dieses Feld sollte die Gesamtrauigkeit am Standort der Referenz-WEA beschreiben.

Wenn mehrere unterschiedliche WEA der Ermittlung des Korrekturfaktors zugrunde liegen, sollte diejenige gewählt werden, die der geplanten WEA am ähnlichsten (in Bezug auf Nabenhöhe, WEA-Klasse (Stark-/Schwach-/Normalwind), Umgebungsrauigkeit) ist.


Methodik

Ein Energie-Korrekturfaktor, der anhand einer konkreten Referenz-WEA ermittelt wurde, hängt ab von den Bedingungen, unter denen der Korrekturfaktor ermittelt wurde, nämlich:

  • WEA-Typ (Leistungskennlinie)
  • der Nabenhöhe
  • und Umgebung (Geländerauigkeit)

Ein Optimierungsalgorithmus findet für jeden Sektor die Skalierungsfaktoren für den A-Parameter, die benötigt werden, um unter den angegebenen Bedingungen die angestrebte Veränderung des Ertrags für die Bezugs-WEA zu erreichen. Die gefundenen Skalierungsfaktoren werden dann auf alle A-Parameter des jeweiligen Sektors in der Windstatistik angewandt. Der Algorithmus wurde in windPRO 3.6 angepasst, so dass leicht unterschiedliche Resultate zu vorherigen Versionen möglich sind (weiteres siehe unten).

(Hier klicken für Versionen vor windPRO 3.6)

In Versionen vor windPRO 3.6 war es bei hohen Windgeschwindigkeiten der Ausgangs-Windstatistik sowie Leistungskurven, die nach Erreichen der Nennleistung absinken, möglich, dass eine Korrektur einer Windstatistik für einen geringeren Ertrag zu einer Erhöhung der Windgeschwindigkeiten geführt hat. Dies wird ab Version 3.6 durch verschiedene Maßnahmen verhindert, die aber auch zu geringfügig unterschiedlichen Windstatistik-Korrekturen führen können.

Bei komplexen Standorten (z.B. unterschiedliche Aufwinde je nach Richtung an verschiedenen WEAs etc.) kann der verwendete Algorihmus dazu führen, dass sich das Berechnungsergebnis nicht exakt wie erwartet ändert. In diesem Fall müssen eventuell iterativ verschiedene Korrekturfaktoren ausprobiert werden, bis der richtige Wert erreicht ist.

Warum es wichtig ist, die Windgeschwindigkeit zu skalieren und nicht einfach den Energie-Korrekturfaktor auf Ergebnisse mit anderen WEA an anderen Standorten anzuwenden, wird unten gezeigt:



Mit einer reinen Energieskalierung wäre die AEP-Korrektur in jeder Berechnung so, wie es die "Fixpunkt"-Linie anzeigt, hier etwa 22%.

Bei der Skalierung der Windgeschwindigkeit wird die AEP-Korrektur für den Fixpunkt, der die Grundlage für die Erstellung war, gleich sein, hier 25m Nabenhöhe, Rauhigkeitslänge 0,03m (Rcl. 1) und eine Bonus 150 kW Anlage. Wird aber die Windgeschwindigkeit skaliert, beträgt z.B. für eine Nabenhöhe von 100 m, gleicher Rauhigkeitslänge 0,03m (Rcl. 1) und gleicher Leistungskurve die AEP-Korrektur lediglich ca. 15%.



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