METEO-Objekt
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Das METEO-Objekt ist der Container für Meteorologische Daten in windPRO. Dies umfasst vorwiegend Winddaten, aber auch Strahlungsdaten für Photovoltaik-Berechnungen sowie sonstige, das Klimageschehen beschreibende Daten.
Die einfachste Form, in der Winddaten vorliegen können, ist eine mittlere Windgeschwindigkeit ohne Richtungswichtung (1 Sektor) und unter der Annahme einer Rayleigh-Verteilung der Windgeschwindigkeiten (k-Parameter = 2). Diese Art von Information kann z.B. einem Windgutachten oder einer Karte der mittleren Windgeschwindigkeiten entnommen worden sein.
Im Vergleich dazu wäre eine sehr komplexe Form von Winddaten die Auswertung einer Lidar- oder Sodarmessung mit 25 Messhöhen und einer langen Messdauer, eventuell auch noch mit unterschiedlichen Dateiformaten.
Weiterhin können Winddaten aus Reanalyse- oder Mesoskalen-Modellen stammen, die oft neben Windgeschwindigkeit und –richtung eine große Menge zusätzlicher meteorologischer Informationen liefern können.
Das METEO-Objekt kann mit den genannten Arten von Daten sowie mit allem, was dazwischen liegt, arbeiten.
Platzieren Sie das METEO-Objekt auf der Karte an der exakten Stelle, an der die Messung stattfand oder für die die vorliegenden Daten berechnet wurden.
Winddaten, die in einem METEO-Objekt vorliegen, können entweder direkt (also ohne Verwendung eines Modells) über das Berechnungsmodul METEO für die Berechnung der Produktion einer WEA am Standort der Messung verwendet werden. Die Produktion ist dabei nur so langzeit-repräsentativ, wie es die Eingangsdaten sind.
Weitaus häufiger ist aber der Anwendungsfall, dass Winddaten in einem METEO-Objekt einer Langzeit-Korrektur mit MCP unterzogen werden und dann mit den Terraindaten als Eingangsinformation für Modellierungen mit dem WAsP- oder dem WAsP-CFD-Modell verwendet werden. Dies kann sowohl über den Zwischenschritt der Erstellung einer regionalen Windstatistik geschehen, oder es können mittels des Scalers direkt Zeitreihen modelliert werden.
Assistent
Das Register “Assistent” ist beim Erzeugen eines neuen METEO-Objekts automatisch im Vordergrund.
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Beim Anklicken einer der Schaltflächen wird eine Datenstruktur innerhalb des Objekts vorbereitet, die im folgenden Schritt gefüllt werden muss. Der Fokus springt dann automatisch auf das Register, auf dem die Dateneingabe erwartet wird.
Wenn Sie unsicher sind, was für Daten Ihnen vorliegen, verwenden Sie die Assistent-Schaltfläche.
Statistiken:
Zweck
Das Register Zweck dient der Strukturierung Ihrer Daten
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Wenn in einem WindPRO-Projekt viele unterschiedliche Meteodaten vorliegen, kann der Überblick erleichtert werden, wenn Sie für die einzelnen Zeitreihen einschränken, für welche Zwecke (innerhalb von WindPRO) sie verwendet werden können. An anderen Stellen der Software, an denen Sie auf Meteodaten zugreifen möchten, werden dann nur die Daten angezeigt, die dort relevant sind.
Daten
Das Register Daten dient zur Aufnahme der Winddaten. Es verfügt über bis zu acht Unterregister am linken Rand; welche davon bereits zu Beginn sichtbar sind und auf welchem Register das Einlesen der Daten gestartet wird, hängt von der getroffenen Auswahl auf dem Assistent-Register ab.
Zeitreihe: Start bei Importfilter, wenn notwendig Kalibrierung, ggf. Dokumentation über Konfiguration, dann Höhen, ggf. Screening auf Daten|Zeitreihe, Grafiken|Zeitreihe, Grafiken|Freie X/Y-Grafik
Häufigkeitstabelle: Start bei Häufigkeitstabelle
Weibull-Tabelle: Start bei Weibull
Häufigkeitstabelle und Turbulenztabelle: Start bei Turbulenztabelle, weitere Eingaben auf Häufigkeitstabelle benötigt.
Grafiken
Das Register Grafiken erlaubt es, die Messungen auf verschiedene Weise zu analysieren. Ebenfalls können hier Daten, die aufgrund der grafischen Evaluation als fehlerhaft erkannt wurden, deaktiviert werden.
Es gibt die folgenden Unterregister unter dem Grafik-Register, jedes mit seinen eigenen Ansichtsoptionen:
Statistiken
Es gibt vier verschiedene Unter-Register bei den Statistiken:
- Hauptstatistik
- Monatsmittel
- Verfügbarkeit
- Monatliche Weibullparameter
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Ziehen Sie die Spaltenüberschrift Signal in den Kopf, wird sie übersichtlicher:
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Monatsmittel (siehe unten) können Signal für Signal angeschaut werden. Mit dem Kontextmenü (rechter Mausklick) können die Tabellen kopiert und leicht in Dokumentationen eingefügt werden.
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Die Verfügbarkeit wird Höhe für Höhe angezeigt. Die farbige Hinterlegung verschafft einen schnellen Überblick:
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Die monatlichen Weibullparameter:
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Windscherung
Die Windscherung bestimmt, wie stark die Windgeschwindigkeit mit der Höhe zunimmt. Wenn das METEO-Objekt für eine METEO-Berechnung oder eine PARK-Berechnung mit METEO-Objekt verwendet werden soll, wird eine Angabe zur Windscherung benötigt, damit windPRO ggf. die Nabenhöhen der WEA aus den gegebenen Messhöhen inter- oder extrapolieren kann (Vertikalextrapolation).
Die Windscherung wird in Form sektorweiser Windgradienten angegeben.
Windgradienten können
- aus der grafischen Profilansicht (Register Grafiken --> Profil --> Windscherung ) übernommen
- über eine Matrix aus Windscherungen verschiedener Richtungen, Jahres- und Tageszeiten bestimmt (vgl. Höhe synthetisieren)
- aus mindestens zwei verschiedenen Weibull-Verteilungen berechnet (aus Weibull)
- manuell eingegeben oder
- aus der Zwischenablage eingefügt werden.
Wenn die Windgradienten über die Methoden (1) oder (3) bestimmt werden, wird zusätzlich auch die Rauigkeitslänge für das sog. logarithmische Windprofil angegeben. Diese Angabe ist rein informell. Beim logarithmischen Windprofil handelt es sich um eine andere Art der Vertikalextrapolation, die aber in windPRO keine Anwendung findet.
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Das Windscherungs-Register kann eine unbegrenzte Anzahl von Windscherungs-Datensätzen (Liste oben im Fenster) enthalten. Für jeden Datensatz sollten die Werte bei Verw. in Höhenintervall [m] geprüft und ggf. angepasst werden. Das Höhenintervall ist standardmäßig das zwischen der höchsten und der niedrigsten Messhöhe, die in den Datensatz eingegangen sind; d.h. standardmäßig extrapoliert windPRO nicht, sondern interpoliert lediglich. Soll auch extrapoliert werden, muss die obere Grenze manuell angepasst werden. Hierbei ist Vorsicht geboten, es sollte nicht in beliebige Höhen extrapoliert werden.
Der Text in der gelben Box erläutert die Verwendung des Registers.
Der k-Parameter-Korrekturwert ist ein empirischer Faktor, dem die Erkenntnis zugrunde liegt, dass mit zunehmender Höhe die Störungen durch das Gelände abnehmen und der Wind verstetigt wird. Dies zeigt sich in Weibull-Verteilungen bei Höhen unter 100m in einer geringeren Streuung, also einem höheren Formparameter.
Für Höhen über 100m ist eine k-Parameter-Zunahme nicht pauschal anzunehmen.
Wenn Sie Weibull-Verteilungen für verschiedene Höhen haben, können Sie die Zunahme berechnen ((k2 - k1) / Höhenunterschied).
Meso-Terrain
Dieses Register existiert nur bei vom EMD-Server heruntergeladenen EmdConWx- oder EMD-WRF-Daten.
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Bei diese Datentypen wird zusammen mit den Mesoskalen-Winddaten auch das Mesoskalen-Geländemodell heruntergeladen. Dieses wird benötigt, wenn die Daten in einem späteren Schritt zum Downscaling verwendet werden sollen.
Das Mesoskalen-Modell WRF verwendet zwei unterschiedliche Rauigkeits-Datensätze, einen für die maximale und einen für die minimale Rauigkeit. In Europa entsprechen diese der Sommer- und der Winter-Rauigkeit.
Da WAsP keine zeitlich variierenden Terraindaten erlaubt, kann für das Downscaling nur eine Rauigkeitskarte verwendet werden. Empirisch korrelieren die Resultate besser mit Messungen, wenn die Minimale Rauigkeit verwendet wird, weshalb windPRO diese standardmäßig in Scalern verwendet. Wird ein Benutzerdefinierter Scaler erzeugt, kann jedoch auch die Maximale Rauigkeit oder Zeitlich variierendes Meso-Terrain verwendet werden.
Mit --> Ergebnislayer wird für jede der drei Dateien jeweils ein eigenes Ergebnislayer erzeugt.
Berichte
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Die Berichtsausgabe wird über den Knopf Drucken rechts oben gestartet. Im oberen Teil des Fensters werden die auszugebenden Zeitreihen sowie der Zeitraum gewählt. Der Bericht umfasst stets eine zweiseitige Zusammenfassung der gesamten Messung (Hauptergebnis); im unteren Bereich des Fensters können weitere Erweiterte Ergebnisse ausgewählt und konfiguriert werden.
Zusammengestellte Berichte können Sie als Vorlagen speichern und laden.
Wenn alle Daten eingegeben und ggf. Berichte ausgedruckt sind, verlassen Sie das METEO-Objekt mit OK und die Daten stehen im Berechnungsfenster für Berechnungen zur Verfügung.
Die nächsten Schritte nach der Auswertung einer Windmessung sind in der Regel:
- Die Langzeitkorrektur der Messdaten mit MCP (Siehe Kapitel 11)
- Die Umwandlung der Messdaten in eine Windstatistik. Hierfür wird ein Terraindatenobjekt mit Geländedaten der Messmast-Umgebung und das Modul MODEL: WAsP-interface benötigt.