Messdatenbasierte Anpassung und Validierung der numerischen Modelle der süddeutschen Winenergie-Forschungsplattform WINSENT, Teilvorhaben: Validierung der Anströmungs- und Windenergieanlagenmodelle im komplexen Gelände

Description: Auf der schwäbischen Alb entsteht ein Forschungstestfeld mit zwei Forschungswindenergieanlagen und vier Messmasten. Entgegen klassischer Windenergiestandorte in flacher Landschaft befindet sich dieses süddeutsche Forschungstestfeld am oberen Ende einer Hangkante und damit in komplexem Gelände. Das Forschungstestfeld wurde im Rahmen des Vorhabens WINSENT realisiert und numerische Modelle der Anlagen und der Anströmung entwickelt. Im Vorhaben WINSENTvalid werden die numerischen Modelle der Anströmung und der Forschungswindenergieanlagen mit Hilfe der auf dem Testfeld erfassten Messdaten validiert. Die Validierung erfolgt in mehreren Schritten. Zunächst werden die Einzelkomponenten der Anlagen überprüft. Anschließend werden Vergleiche zwischen Simulationen und Messungen der Anlagen im Betrieb durchgeführt. Zum Abschluss werden sogenannte Toleranzbänder für die Simulationsmodelle ermittelt. Für die Validierung werden die erhobenen meteorologischen Messdaten mittels einer im Vorgängervorhaben entwickelten Prozesskette verarbeitet und Windfelder für die Anströmbedingungen berechnet. Das Projektkonsortium setzt sich aus Instituten der Universität Stuttgart, der Technischen Universität München, des Karlsruher Institut für Technologie, der Universität Tübingen sowie der Hochschulen Aalen und Esslingen zusammen. Geleitet wird das Vorhaben vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW). Die Universität Stuttgart fokussiert sich im Rahmen des Vorhabens auf die Charakterisierung der Anströmung in hochaufgelösten CFD-Modellen in unmittelbarer Anlagennähe und validiert die numerischen Mehrkörpermodelle der Forschungswindenergieanlagen. Ziel des Vorhabens ist es, das Testfeld inklusive der validierten Modelle für Forschungseinrichtungen und Industrie für Windenergieforschung in komplexem Gelände zur Verfügung zu stellen. Insgesamt trägt das Vorhaben WINSENTvalid damit maßgeblich zur Windenergieforschung in Süddeutschland bei.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Esslingen ? München ? Schwäbische Alb ? Stuttgart ? Tübingen ? Aal ? Windgeschwindigkeit ? Baden-Württemberg ? Süddeutschland ? Mathematisches Modell ? Messdaten ? Simulationsmodell ? Forschungseinrichtung ? Landschaft ?

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)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Stuttgart, Institut für Flugzeugbau (Betreiber*in)

Time ranges: 2023-02-01 - 2025-07-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Validation of the inflow and wind turbine models in complex terrain
  Description: A research test field with two research wind turbines and four measuring masts is being built in the Swabian Alb. Contrary to classical wind energy sites in flat landscapes, this southern German research test field is located at the upper end of a slope and thus in complex terrain. The research test site was realized within the WINSENT project and numerical models of the turbines and the inflow were developed. In the WINSENTvalid project, the numerical models of the incoming flow and the research wind turbines are validated with the help of the measurement data collected on the test field. The validation is carried out in several steps. First, the individual components of the turbines are checked. Then, comparisons are made between simulations and measurements of the turbines in operation. Finally, so-called tolerance bands are determined for the simulation models. For the validation, the collected meteorological measurement data are processed by means of a process chain developed in the previous project and wind fields are calculated for the inflow conditions. The project consortium consists of institutes from the University of Stuttgart, the Technical University of Munich, the Karlsruhe Institute of Technology, the University of Tübingen and the universities of Aalen and Esslingen. The project is led by the Center for Solar Energy and Hydrogen Research Baden-Württemberg (ZSW). As part of the project, the University of Stuttgart is focusing on the characterization of the incident flow in high-resolution CFD models in the immediate vicinity of the turbine and is validating the numerical multi-body models of the research wind turbines. The goal of the project is to make the test field including the validated models available to research institutions and industry for wind energy research in complex terrain. Overall, the WINSENTvalid project thus makes a significant contribution to wind energy research in southern Germany. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1122446

Status

Aktiv

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