Messdatenbasierte Anpassung und Validierung der numerischen Modelle der süddeutschen Winenergie-Forschungsplattform WINSENT, Teilvorhaben: In situ Turbulenzdaten aus UAS-Messungen

Description: Mit dem Betrieb des Forschungstestfelds WINSENT samt seiner umfangreichen messtechnischen Ausstattung wird ein wichtiger Beitrag zur Deckung des bestehenden Forschungs- und Entwicklungsbedarfs für Windenergiestandorte in bergig-komplexem Gelände geleistet. Das Testfeld ist aufgrund seines Standorts direkt hinter einer steilen, bewaldeten Geländekante (Albtrauf) und seiner umfangreichen Ausstattung inklusive der Forschungswindenergieanlagen (FWEA) einzigartig. Im Vorhaben 'WINSENTvalid' sollen die numerischen Modelle, welche im Vorgängervorhaben WINSENT entwickelt wurden, mithilfe von Messdaten validiert werden. Der Standort bietet eine hervorragende Gelegenheit zur Untersuchung der turbulenten Überströmung des jahreszeitlich veränderlichen Hangs und der sich östlich auf der Alb anschließenden Installationen, und somit eine nahezu ideale Umgebung für die Erforschung des dynamischen Verhaltens von WEA (Windenergieanlagen) in komplexem Gelände, insbesondere der Wechselwirkung mit der unteren Troposphäre bzw. der atmosphärischen Grenzschicht (ABL). In WINSENTvalid sollen drei weitere IOP (intensive operation periods) nunmehr nach Errichtung der FWEA durchgeführt werden, um den Einfluss der FWEA auf die Strömungsverhältnisse im komplexen Gelände zu quantifizieren und Unsicherheiten in der Modellkette zu reduzieren. In den IOP werden alle verfügbaren Messsysteme synchron genutzt, um eine umfassende Datenbasis für strömungsphysikalische Analysen und Validierungen der numerischen Modelle zu erzeugen. Dezidierte Strömungssituationen werden mit der numerischen Modellkette nachsimuliert und mit den erhobenen Messdaten verglichen. Das Teilvorhaben der Universität Tübingen (EKUT) steuert am Testfeld in situ Messungen bei, die mit kleinen, automatisch operierenden Forschungsflugzeugen (UAS) gewonnen werden. Die UAS können in der Anströmung, am Hang, über und auch hinter dem Testfeld eingesetzt werden und lösen turbulente Fluktuation bis in den Submeterbereich auf.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Tübingen ? Messeinrichtung ? Windkraftanlage ? Mathematisches Modell ? Messdaten ? Troposphäre ? Standortbewertung ? Planetarische Grenzschicht ?

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)
• Eberhard Karls Universität Tübingen, Fachbereich Geowissenschaften, Zentrum für Angewandte Geowissenschaften (ZAG), Arbeitsgruppe Umweltphysik (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

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

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: In situ turbulence data from UAS measurements
  Description: With the operation of the research test field WINSENT including its extensive metrological equipment, an important contribution is made to cover the existing research and development demand for wind energy sites in mountainous complex terrain. The test site is unique due to its location directly behind a steep, forested terrain edge (Albtrauf) and its extensive equipment including the research wind turbines (FWEA). In the project 'WINSENTvalid' the numerical models, which were developed in the previous project WINSENT, shall be validated with the help of measured data. The site offers an excellent opportunity to study the turbulent overflow of the seasonally variable slope and the installations adjoining it to the east on the Alb, and thus an almost ideal environment for researching the dynamic behavior of WTs (wind turbines) in complex terrain, in particular the interaction with the lower troposphere or atmospheric boundary layer (ABL). In WINSENTvalid, three additional IOP (intensive operation periods) will be conducted now that the WTG has been erected, in order to quantify the influence of the WTG on the flow conditions in the complex terrain and to reduce uncertainties in the model chain. In the IOP, all available measurement systems will be used synchronously to generate a comprehensive database for flow physical analyses and validations of the numerical models. Decided flow situations are simulated with the numerical model chain and compared with the collected measurement data. The subproject of the University of Tübingen (EKUT) contributes in situ measurements at the test site, which are obtained with small, automatically operating research aircraft (UAS). The UAS can be deployed in the approach flow, on the slope, above and also behind the test field and resolve turbulent fluctuations down to the sub-meter range. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1122735

Status

Aktiv

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