Doppler Wind LiDAR

 

REMOTE SENSING Messmethoden und Messgeräte bieten die einzigartige Möglichkeit Höhenprofile verschiedener Parameter in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu erfassen. Die Erfassung von Windfeldern mit der LiDAR-Technologie (Light Detection And Ranging) gewinnt durch die Anforderungen nach zeitlich und räumlich hoch aufgelösten Windfeldmessungen in der unteren Atmosphäre immer mehr an Bedeutung. Die LiDAR-Technologie nutzt dabei die Dopplerverschiebung des an Aerosolen reflektierenden Laserstrahls zur Bestimmung von Windgeschwindigkeit und -richtung. Durch die Messung in mindestens drei verschiedene Richtungen, lässt sich somit Betrag und Richtung des Windvektors errechnen.

 

In der Windenergiebranche werden Dank der innovativen und modernen Doppler Wind LiDAR Technologie in den letzten Jahren kommerziell verfügbare LiDAR Systeme vermehrt eingesetzt, um horizontale und vertikale Windgeschwindigkeit und Windrichtung zu messen. Die Messungen erfolgen typischerweise im Bereich von 40–200m Höhe und es werden Windgeschwindigkeiten zwischen 0 und 60 m/s bei 0,1 m/s Genauigkeit erfasst.. Aktuelle Anwendungsgebiete sind zu finden im Bereich moderner Windparkplanung und -optimierung, Nachlaufuntersuchungen der Turbine, Offshore und Onshore Site Assessment sowie die lokale  Windprognose. Um die gestellten Genauigkeits- und Qualitätsanforderungen an die Messtechnik zu erfüllen sind moderne Fernerkundungsverfahren für die Messung des 3D Windfeldes in höheren Schichten, an verschiedenen Orten und über einer großen Fläche zu messen, von Nöten. Die Technik der bodenbasierten Doppler Wind LiDAR Technologie ist dabei, die am besten geeignetste und günstigste Methode zur lokalen Messung des 3D Windfeldes.

 

Die aktuellen LiDAR Systeme in der Windenergiebranche sind robust, kompakt und können in der Regel von ein bis zwei Personen transportiert bzw. installiert und deinstalliert werden. Durch die Verwendung eines Trailer Systems mit integrierter unabhängiger Stromversorgung wird es zu dem idealen System für den Feldeinsatz abgrundet. Somit sehr interessant für kurzzeitige Messungen (Quicklooks) z. B. bei der Standortsuche oder für die Leistungskennlinienvermessung von Windkraftanlagen. Seit geraumer Zeit werden die Systeme auch in Langzeitmessungen (>12 Monate) TR6 konform eingesetzt.

In der Windenergie Offshore-Branche wird ebenfalls mit LiDAR-Systemen gearbeitet. Es gibt hier bereits installierte Messgeräte auf Offshore-Plattformen sowie erste Prototypen von bojengestützten LiDAR-Windmessgeräten. Weiterhin sind LiDAR Systeme direkt auf die Gondel von Windkraftanlagen zu finden.


Anwendungsbeispiele für den operativen Einsatz von Leosphere LiDAR Systemen:

 

  • Regenerative Energien (Windkraftanlagen, Standortbestimmung und Windparkplanung, On- und Offshore)
  • Atmosphärenphysik und –chemie (Spurengase, Wolken und Aerosole)
  • Katastrophenschutz (Umweltverschmutzung, Vulkanausbrüche, ...)
  • Überwachung von luft- und bodengebundenem Verkehr
  • Klimatologie, Meteorologie und Ozeanographie
  • Extremwettereignisse