Windfelder und Windböen

Messung und Kurzzeitvorhersage von Windfeldern und Windböen mit dem Marinen Radar (Wind vor DanTysk)
Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH
Dr. Jochen Horstmann

Das lokale Windfeld unterliegt natürlicherweise einer starken räumlichen und zeitlichen Variabilität. Ein Erfassen von Windfeldern in Echtzeit könnte  als Eingangsparameter für Kurzzeitvorhersagen des Windes (30-60 s) genutzt werden, welche wiederum zur aktiven Steuerung von Windkraftanlagen verwendet werden können. Die bisher noch nicht realisierbare Kurzzeitvorhersage des lokalen Windfeldes sowie der Windböen ist insbesondere mit Bezug auf die Windenergie-Nutzung Gegentand der aktuellen Forschung.

 

In diesen Vorhaben beabsichtigen wir, das schon zur Messung von Seegang und Strömung eingesetzte kohärentisierte Marine Radar zu nutzen, um das lokale Windfeld an der Meeresoberfläche in Raum und Zeit zu quantifizieren und für einen kurzen Zeitraum (30-60 s) zu prognostizieren.  Die Hauptzielsetzung besteht darin, den Wind in Richtung und Geschwindigkeit in einem Radius von 2-3 km mit einer räumlichen Auflösung von ca. 50 m kontinuierlich zu messen. Außerdem sollen mit den Radarbildsequenzen und den resultierenden Windfeldern die Windböen identifiziert sowie räumlich und zeitlich vermessen werden. Diese Parameter werden dann mit Hilfe eines einfachen Modells zur Kurzeitvorhersage der Windgeschwindigkeit genutzt und ermöglichen die prädiktive Regelung einer Windkraftanlage zur Vermeidung von Leistungsüber-schwingern sowie der Verringerung des Verschleißes.