Bremer Forscher wollen Messungen für Windräder zuverlässiger machen

Hohen Belastungen trotzen

Landen Fischadler auf dem Windmesser eines WEA-Messmastes, dreht sich nichts mehr. Die Messwerte und damit Ertragsberechnungen sind nicht mehr korrekt. Auch solche „Störfälle“ beziehen die Wissenschftler in ihre Forschungen ein. ·
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Landen Fischadler auf dem Windmesser eines WEA-Messmastes, dreht sich nichts mehr. Die Messwerte und damit Ertragsberechnungen sind nicht mehr korrekt. Auch solche „Störfälle“ beziehen die Wissenschftler in ihre Forschungen ein. ·

Bremen - Auf der Suche nach Beute lässt sich ein Greifvogel auf dem Windmesser an der Spitze eines Messturmes nieder – und schon stimmen die Messwerte nicht mehr. Dabei sind diese entscheidend, wenn es um die Beurteilung eines Standortes für Windenergieanlagen (WEA) und ganze Windparks geht.

Was aussieht wie drei rotierende Eierbecher, ist für Vögel ein exklusiver Landeplatz und für Betreiber von Windparks eines von zahlreichen hochsensiblen Messinstrumenten. Sie erfassen meteorologische Daten, um die möglichen Erträge von Windrädern und ganzen Parks zu berechnen. Entscheidendes Kriterium für die Beurteilung eines Standortes ist das Windenergiepotenzial. Die wesentlich auf der Basis meteorologischer Daten erstellten Gutachten zu den Prognosen des Ertrages bilden außerdem die Grundlage für die Planung der Finanzierung von Projekten im Bereich der Windenergie.

Doch Erhebung und Übermittlung der Messdaten werden von zahlreichen Faktoren beeinflusst. Wissenschaftler der Uni Bremen arbeiten gemeinsam mit Forschungspartnern daran, diese Vorgänge sicherer, zuverlässiger und genauer zu machen.

Das insgesamt 1,74 Millionen Euro umfassende, auf drei Jahre angelegte Projekt „Rückführbare Erfassung meteorologischer Messdaten“ („Real Me“) wird koordiniert vom Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (Bimaq) der Universität Bremen.

Um eine WEA oder einen Windpark richtig planen und effizient betreiben zu können, bedarf es im Vorfeld mindestens zwölfmonatiger akkurater und lückenloser Messungen unter anderem von Windgeschwindigkeit und -richtung, Luftdruck, relativer Luftfeuchtigkeit sowie Temperatur. Die entsprechenden Sensoren, Instrumente und Systeme für die Erfassung der Daten sind an bis zu 200 Meter hohen Messmasten installiert.

Ob an der stürmischen schottischen Küste, in der heißen spanischen Sonne, in den eisigen Bergregionen der Alpen, ob in China oder auf Kuba – die Messsysteme sind in der Regel schwer zugänglich und enormen Belastungen ausgesetzt. Das wirkt sich auf die Zuverlässigkeit der Sensoren und die Qualität der Messdaten aus. Trotz unwirtlicher Bedingungen müssen die Daten mit geringsten Messunsicherheiten erfasst sowie sicher transportiert werden können. Nur so lässt sich der Energieertrag möglichst präzise berechnen.

„Schon die kleinste Messwertabweichung von zum Beispiel nur drei Prozent bei der Bestimmung der Windgeschwindigkeit kann bei den oft achtstelligen Investitionssummen für neue Windparks zu wirtschaftlichen Verlusten in siebenstelliger Höhe führen“, verdeutlicht Projektkoordinator Michael Sorg vom Bimaq das Problem. „Investoren, Betreiber, Banken und Versicherungen verlangen nach zuverlässigeren Zahlen, denn sie wollen und müssen die Risiken minimieren.“

Fünf Forschungspartner, darunter neben dem Bimaq auch die „Deutsche Wind Guard“, beschäftigen sich mit Lösungen zur Kalibrierung der Instrumente, damit die Werte auf Basis international genormter Maße erhoben werden können. Weiteres Problemfeld: Der Besuch eines Greifvogels oder die zwischenzeitliche Vereisung der Instrumente dürfen die Werte nicht unbemerkt beeinflussen. Plausibilitätsberechnungen und weitere Kontrollinstrumente zur Erfassung der Umweltbedingungen wie Eissensoren sollen hier Abhilfe schaffen. Weiteres Augenmerk liegt auf der sicheren, vor Manipulationen geschützte Übertragung der Daten: Die Werte sollen künftig bereits direkt am Sensor und durch eine digitale Signatur gesichert über eine Online-Verbindung übertragen werden können. Ermöglichen sollen dies mikroelektronische, in die Sensoren integrierte Schaltungen und miteinander vernetzte, digitale Systeme.

Geforscht wird unter anderem mit der Forschungs-WEA „Uni Bremen“ sowie den Windkanälen von „Wind Guard“. ·vr

http://www.real-me.info

http://www.bimaq.de

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