Windschutzstreifen zur Leistungssteigerung von Windenergieanlagen im komplexen Terrain, Teilvorhaben: Entwicklung und Einsatz drohnengestützter Messtechnik für die Vermessung der Windcharakteristiken von Windenergieanlagen und Windschutzstreifen

Description: Der Ausbau der Windenergie im Binnenland ist entscheidend, um die Herausforderungen der Energiewende zu bewältigen. Die Windgeschwindigkeiten sind im Vergleich zu Standorten auf See geringer und die Anströmung komplexer. Das Forschungsvorhaben WINDbreaks soll dabei helfen die Volllaststunden der Windenergieanlagen im komplexen Terrain zu erhöhen. Hierfür sind messtechnische und numerische Untersuchungen an Windenergieanlagen (WEA) und an Baumreihen, die als Windschutzstreifen (WSS) dienen, geplant. Die Überströmung der WSS führt zu einer Beschleunigung der Windgeschwindigkeit und diese geht pro-portional zur dritten Potenz in den Leistungsertrag von WEA ein. Ein zusätzlich positiver Nebeneffekt ist das flachere Geschwindigkeitsprofil in Höhe der Rotorblätter, welches eine gleichmäßigere Verteilung der angreifenden Kräfte zur Folge hat. Im Teilprojekt erfolgen die Entwicklung der Drohnen-Windmesstechnik und deren umfangreicher Einsatz zur Generierung von Messdaten für die CFD-Analysen des Projektpartners Hochschule Ansbach (HSA). Der assoziierte Projektpartner N-ERGIE stellt die Messorte zur Verfügung. Es wird eine synchrone Steuerung von einer optimierten Windmess-Drohne und einer neu aufgebauten Windmess-Drohne entwickelt und für Messflüge eingesetzt. Zur markanten Verlängerung der Flugzeiten der Drohnen erfolgt die Entwicklung einer drahtgestützten Energieversorgung der Drohnen. Das mit zwei Referenz-Bodenstationen ergänzte Messsystem wird an WEA und WSS bei verschiedensten lokalen und meteorologischen Randbedingungen eingesetzt.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Windgeschwindigkeit ? Messstation ? Energiewende ? Messeinrichtung ? Nebenwirkung ? Energieversorgung ? Messtechnik ? Schutzpflanzung ? Windkraftanlage ? Windschutz ? Windenergienutzung ? Flugdrohne ? Messdaten ? Numerisches Verfahren ? Forschungsprojekt ?

Region: Baden-Württemberg

Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Optolution Messtechnik GmbH (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-07-01 - 2026-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development and use of drone-based measurement technology for the measurement of wind characteristics of wind turbines and windbreaks
  Description: The expansion of inland wind energy is crucial to meeting the challenges of the energy transition. Wind speeds are lower and the inflow more complex compared to offshore locations. The research project WINDbreaks aims to help increase the full load hours of wind turbines in complex terrain. For this purpose, metrological and numerical investigations on wind turbines (WT) and on rows of trees serving as windbreaks (WSS) are planned. The overflow of the WSS leads to an acceleration of the wind speed and this goes pro-portionally to the third power into the power yield of WTs. An additional positive side effect is the flatter velocity profile at the height of the rotor blades, which results in a more even distribution of the attacking forces. In the subproject, the development of the drone wind measurement technology and its extensive use for the generation of measurement data for the CFD analyses of the project partner Ansbach University of Applied Sciences (HSA) are carried out. The associated project partner N-ERGIE provides the measurement sites. A synchronous control of an optimized wind measurement drone and a newly built wind measurement drone is developed and used for measurement flights. To significantly extend the flight times of the drones, a wire-based energy supply system for the drones is being developed. The measurement system, supplemented by two reference ground stations, is used at wind turbines and WSS under a wide range of local and meteorological boundary conditions. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1128256

Status

Aktiv

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