Windpark RADAR: Validierung und Demonstration von Dual Doppler Radar-Windfeldmessungen für Anwendungen in der Windenergiebranche

Auf einen Blick

• Windmessungen werden derzeit mit der laserbasierten Lidar-Technik oder Windmessmasten durchgeführt.
• Eine neue Möglichkeit stellt die in den USA entwickelte Dual Doppler Radar-Technologie dar, die ein Windfeld in sehr viel höherer zeitlicher und räumlicher Auflösung vermessen kann
• Ziel des Projektes Windparks RADAR ist, die Dual Doppler Radar-Technologie für den Einsatz für die Windindustrie zu qualifizieren und Möglichkeiten und Grenzen dieser Messtechnik zu demonstrieren
• Das Fraunhofer IWES koordiniert das Projekt und ist unter anderem für die Entwicklung und Validierung von Messkonzepten und -methoden sowie die Durchführung von Messkampagnen zuständig.

Herausforderung

Windmessungen werden heute mit Windmessmasten und per Laser mit der Lidar-Technik vorgenommen. Neue Möglichkeiten zur Vermessung von großen Windfeldern verspricht die Dual Doppler-Radar-Technologie. Dabei werden zwei Radargeräte eingesetzt, die technisch in der Lage sind, den Doppler-Effekt auszunutzen. Diese Technologie ermöglicht eine Messung des Windfeldes im Maßstab eines typischen großflächigen Windparks mit einer sehr hohen zeitlichen und räumlichen Auflösung. Damit kann die Performance des gesamten Windparks besser bestimmt werden. Durch die höhere Reichweite der Radar-Technologie und eine deutlich schnellere Abtastrate kann im Vergleich zur Lidar-Technik darüber hinaus auch das einströmende Windfeld einer Windturbine besser erfasst und somit die zu erwartenden Lasten besser verifiziert werden.

Bisher gibt es weltweit nur einen Prototyp eines für die Windindustrie geeigneten Dual-Doppler Radar. Ziel des Projektes Windpark RADAR ist daher die Untersuchung der Möglichkeiten und Grenzen dieser Technologie und ihrer Anwendung in der Windindustrie.

Lösung

Aufgrund der hohen Gerätekosten der Radartechnologie von mehreren Millionen Euro und des weiterhin großen Aufwands an Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist es für die meisten Akteure in der Offshore-Windbranche wirtschaftlich nicht sinnvoll, selbst DD-Radar-Systeme zu erwerben. Stattdessen sollen die Infrastruktur und das zum Betrieb notwendige Know-how beim Fraunhofer IWES aufgebaut und als Messdienstleistung zur Verfügung gestellt werden. Dies umfasst nicht nur die nötigen Geräte, sondern auch die Strategie und Methoden für eine optimale Vermessung, Datenanalyse und -interpretation sowie Validierung und Verifikation der erhaltenen Ergebnisse.

Mehrwert

Das Fraunhofer IWES ist in dem Verbundprojekt unter anderem für die Entwicklung von Konzepten und Methoden zur Messstrategie, zum Aufbau und Betrieb des Dual-Doppler Radar, zur Datenanalyse sowie zur Validierung und Verifikation der Messungen verantwortlich. Herzstück des Projektes sind mehrere Demonstrationsmesskampagnen on- und offshore, deren Ergebnisse in eine Roadmap zur zukünftigen Entwicklung und Anwendung der Radar-Technologie zur Windmessung fließen.