TUFFO

Erfassung und Bewertung des Einflusses turbulenter Feuchteflüsse auf die Turbulenz in Offshore-Windparks

Projektkoordination:
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU)

Partner:
UL International GmbH (DEWI)

Laufzeit des Projektes:
08/2011 – 01/2015

Förderkennzeichen des Projektes:
0325304

Ziel dieses Vorhabens ist es, den Einfluss der atmosphärischen Feuchte und der turbulenten Feuchteflüsse auf die statische Stabilität in der Luftschicht über dem Meer zu untersuchen, in der die offshore-Windturbinen zukünftig arbeiten werden. Die statische Stabilität hat Rückwirkungen auf die Turbulenzintensität in dieser Luftschicht und beeinflusst die vertikalen Windprofile. Beide Größen wiederum haben Einfluss auf den Ertrag und die Ermüdung von offshore-Windturbinen sowie auf die Stärke und Länge des Nachlaufs hinter einzelnen Windturbinen und ganzen Windparks.

Hierzu sollen Geräte für eine schnelle Feuchtemessung parallel zu den Ultraschallanemometern an der FINO 1-Plattform installiert und in Betrieb genommen werden. An einigen Windturbinen im Testfeld Alpha Ventus wird die Turbulenz zudem mit Lidar-Scanner-Systemen erfasst.

Aus den Wind- und Feuchtefluktuationsmessungen werden Spektren berechnet und vertikale turbulente Feuchteflüsse berechnet und ihr Einfluss auf die statische Stabilität der Luft und die damit verbundene atmosphärische Turbulenz bestimmt. Aus den Lidar-Daten wird auch die räumliche Struktur der Turbulenz analysiert. Es wird geprüft, in wie weit die Turbulenzparametrisierung in numerischen Windfeldmodellen damit verbessert werden kann. Zudem wird der Einfluss dieser Informationen auf die Abschätzung von Stärke und Länge des Nachlaufs hinter einzelnen Turbinen und hinter ganzen Windparks analysiert.

Es wird erwartet, dass die Ergebnisse die Last- und Ermüdungsabschätzungen für offshore Windturbinen auf eine bessere Basis stellen. Numerische Windfeldmodelle können im Bereich der Turbulenzmodellierung weiter verbessert werden und Nachlaufberechnungen hinter Windturbinen und -parks werden sicherer. Damit kann die Auslegung von offshore Windparks und deren Einbindung in gesamteuropäische Stromnetze optimiert werden.