Windmeßstationen

 Meßstationen für Windpotentialmessungen 

Windturbine

Windmeßstation: Installation im Schaltschrank

Windmeßstation: Installation am Mast, Solarmodul

Bei der Planung von Windenergieprojekten sind detaillierte Informationen über das Windangebot am geplanten Standort erforderlich, um eine genaue Prognose für den zu erwartenden Energieertrag zu erhalten. Eine Windpotentialmessung liefert die zuverlässigsten Informationen. Um jahreszeitliche Schwankungen zu berücksichtigen, werden am geplanten Standort mindestens ein Jahr lang Windgeschwindigkeit, Windrichtung und optional weitere meteorologische Parameter gemessen.

Eine Windmeßstation besteht aus folgenden Komponenten:
Anemometer
Schalensternanemometer erfassen die horizontale Windgeschwindigkeit. Zur Ermittlung des Höhenprofils wird die Windgeschwindigkeit auf mindestens zwei, bei hohen Masten besser auf drei unterschiedlichen Höhen gemessen. Das auf diese Weise bestimmte Höhenprofil ermöglicht die Extrapolation der Windverhältnisse auf die Nabenhöhe der Windkraftanlage.

Die Leistung einer Windturbine steigt näherungsweise mit dem Kubik der Windgeschwindigkeit. Ein Meßfehler von 5% bei der Windgeschwindigkeit führt zu einem Fehler von 15% beim prognostizierten Energieertrag. Dies zeigt, wie wichtig eine genaue Messung der Windgeschwindigkeit ist. Folgende Punkte sind bei der Auswahl der Anemometer zu beachten:

Es sollten hochwertige Anemometer eingesetzt werden. Die beim Kauf eines einfachen Anemometers eingesparten Kosten stehen in keinem Verhältnis zu dem wirtschaftlichen Risiko aufgrund einer Fehleinschätzung des Energieertrags.
Die Anemometer sollten vor Beginn der Messungen im Windkanal kalibriert werden. Nach DKD (Deutscher Kalibrierdienst) oder MEASNET zertifizierte Institute garantieren ein Höchstmaß an Genauigkeit und Vergleichbarkeit.
Windrichtungsgeber
Die Windrichtung wird in der Regel auf einer Höhe gemessen. Ihre Kenntnis wird vor allem dazu genutzt, Einzelanlagen innerhalb eines Windparks so anzuordnen, daß deren gegenseitige Abschattung möglichst gering ist. Aufgrund ihrer hohen Auflösung und ihres geringen Stromverbrauchs werden überwiegend potentiometrische Windrichtungsgeber eingesetzt.
Temperatursensor und Luftdrucksensor (optional)
Die Strömungsenergie des Windes ist proportional zur Luftdichte. Diese wird aus der Temperatur und dem Luftdruck berechnet. Zur Verbesserung der Ertragsprognose werden deshalb oft die Lufttemperatur und der barometrische Druck aufgezeichnet. Nach IEC (International Electrotechnical Commission) wird eine Summengenauigkeit von +/- 1% gefordert.
Datenlogger
Im Datenlogger wilog303/306 laufen alle Meßsignale zusammen. Die aktuellen Meßwerte werden statistisch vorausgewertet und als Zeitreihe gespeichert. Ein LCD zeigt die aktuellen Meßwerte an.
Schaltschrank
Zum Schutz vor Witterung, Diebstahl und Vandalismus ist der Datenlogger in einem abschließbaren Stahlschaltschrank untergebracht.

GSM-Modem (optional)
Die im Datenlogger wilog303/306 gespeicherten Meßdaten werden vor Ort mit einem Notebook oder Pocket-PC ausgelesen. Ein an den Datenlogger angeschlossenes GSM-Modem ermöglicht die Datenfernübertragung über das Mobiltelefonnetz. Als Gegenstelle ist ein PC mit einem Telefonmodem erforderlich.
Solare Stromversorgung (optional)
Einfache Windmeßsysteme benötigen keine externe Stromversorgung. Datenlogger, Anemometer und Windrichtungsgeber werden aus den internen Batterien des Datenloggers versorgt. Einige Sensoren und das GSM-Modem benötigen eine 12 Volt-Versorgung. Ein photovoltaisches Solarmodul sorgt für eine autarke Stromversorgung des gesamten Meßsystems.
Meßmast
Die Sensoren werden auf verschiedenen Höhen an einem Meßmast angebracht. Die Höhe des Mastes wird von der Nabenhöhe der geplanten Windturbinen und von der Geländebeschaffenheit bestimmt. Windmessungen in komplexem Gelände erfordern eine größere Meßhöhe als Windmessungen in flachem Gelände. Die zuverlässigsten Ergebnisse liefert eine Windmessung auf Nabenhöhe der geplanten Windturbinen. In jedem Fall sollte die Höhe des Meßmasts mindestens 40m betragen.

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