Total Energies hat das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (Iwes) mit einer umfangreichen Offshore-Windvermessung vor Großbritannien und Japan beauftragt.

 

Die Genauigkeit von Windmessungen von vier Dual-Doppler-Scanning-Lidar-Systemen untersucht das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (Iwes). Gemeinsam mit Oldbaum Services und Total Energies vergleicht es sie in zwei parallel laufenden Messkampagnen. Die beiden Messkampagnen in Großbritannien und Japan begannen im August und Oktober 2024 und werden bis Juni 2025 umgesetzt.

Bei der Dual-Doppler-Scanning-Lidar-Technologie werden zwei Messgeräte an verschiedenen Standorten an Land synchron betrieben. Sie sind so ausgerichtet, dass sich die Laserstrahlen an einem Punkt in bis zu zehn Kilometern Entfernung vor der Küste kreuzen. Dies geschieht auf Höhe der Rotornabe einer typischen Windenergieanlage, um so potenziell hochpräzise Informationen über die Windverhältnisse zu liefern. Neben der präzisen Messung der Windgeschwindigkeit soll der Vergleich der vier Messmethoden auch das Potenzial im Bereich der Turbulenzmessung zeigen.

Lidar-Systeme bereits bewährt

Lidar-Systeme haben sich zum Standardmesssystem für Windenergieprojekte entwickelt. Sie sind in der Lage, qualitativ hochwertige Daten für eine Reihe von Anwendungen in der Branche zu liefern. Eine der spannendsten Entwicklungen der vergangenen Jahre war laut Iwes die Weiterentwicklung von Scanning-Lidar-Systemen. Je nach Reichweite und Betriebsart haben sie das Potenzial, alle Anwendungen für atmosphärische Windenergiemessungen abzudecken, einschließlich Windressourcen und Standortbedingungen.

Studien haben gezeigt, dass die Remote-Sensing-Technologie das Potenzial hat, zuverlässige Daten zur Turbulenzintensität auf hoher See zu liefern. Die Messkampagne soll Auskunft geben, wie präzise die Daten sind, wie Anlagen optimal konfiguriert werden und ob alle Scanning-Lidar-Systeme die gleichen Ergebnisse liefern.

Keine schwimmende Messsysteme erforderlich

Windparkentwickler und -betreiber wie Total Energies erhoffen sich bei der Entwicklung von Offshore-Windparks zuverlässige Daten, ohne dass ein Messmast oder eine schwimmende Lidar-Boje erforderlich ist. Die Teststandorte an der britischen und japanischen Küste wurden ausgewählt, weil sie bereits mit einem meteorologischen Messmast in einer Küstenentfernung von bis zu sieben Kilometern ausgestattet sind. Die Daten dieser meteorologischen Messmasten können als Referenz für die Dual-Scanning-Lidar-Technologie verwendet werden.

„Bei der Entwicklung von Offshore-Windparks ist das Verständnis atmosphärischer Turbulenzen von entscheidender Bedeutung, um die Entwürfe zu optimieren und die Modellierung der Turbinen-Nachlaufströmung zu verbessern“, erläuterte Julien Haize, Projektmanager und Offshore Wind Technical Engineer bei Total Energies. Die Zusammenarbeit mit Fraunhofer Iwes und Oldbaum Services unterstütze sein Unternehmen dabei, den Mehrwert der Dual-Scanning-Lidar-Technologie im Rahmen dieses Projekts zu demonstrieren, erklärte er.

Vergleich verschiedener Messsysteme

Chief Scientist Julia Gottschall leitet das Projekt am Fraunhofer Iwes: „Als weltweit erstes seiner Art wird das Projekt die Messfähigkeit von vier verschiedenen Herstellern von Long-Range-Scanning-Lidar-Systemen untersuchen und wertvolle Einblicke in die Messfähigkeit und Empfindlichkeit der Messungen unter verschiedenen Umweltbedingungen geben.“

Die gleichzeitige Durchführung des Programms in Großbritannien und Japan erweitere die Bandbreite der Umweltbedingungen, denen die Lidar-Systeme ausgesetzt sind. Dies liefert wertvolle Informationen darüber, was die Genauigkeit dieser Systeme im Vergleich zu herkömmlichen Messsystemen wie meteorologischen Messmasten beeinflusst.

Oldbaum Services mit Sitz in Schottland, Großbritannien bringt technische und Datensupportleistungen ein, erklärte Technical Director Andrew Oldroyd. Oldbaum werde den Teststandort Blyth in Großbritannien betreuen und den Betrieb sowie die Einrichtung der Systeme unterstützen, um die im Projekt beschriebenen wissenschaftlichen Ziele zu erreichen.