DEWI MAGAZIN NO. 44, FEBRUARY 2014
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Fig. 4:
Abb. 4:
Time series of the mea
sured turbulence intensity
and the upper limits of tur
bulence intensity in the
turbulence categories A, B
and C of the IEC 61400-1
for FIN03 during storm
Christian, and for all 3
masts during storm Xaver.
Zeitlicher Verlauf der
gemessenen Turbulenzin
tensität in Relation zu den
Obergrenzen der Turbu
lenzintensität in den Tur
bulenzkategorien A, B, C
der IEC 61400-1 für FIN03
während des Sturms Chris
tian und für alle drei FINO-
Masten während Xaver.
Die Turbulenzintensität der gemessenen Windgeschwindig
keitwird ausden 10-Minuten-MittelnderWindgeschwindig-
keit und der dazugehörigen Standardabweichung ermittelt.
Die gemessene Windgeschwindigkeit wird ebenfalls dazu
genutzt, um die Standardabweichung der Turbulenz mit
dem normalen Turbulenzmodell zu berechnen, unter
Berücksichtigung der Parameter für die Referenzturbulenz
intensität der Turbulenzkategorien A, B und C, wobei Kate
gorie A der höchsten Turbulenz entspricht. Unter Verwen
dung der gemessenen Windgeschwindigkeit kann so die
Obergrenze der Turbulenzintensität der jeweiligen Wind
kraftanlagenklasse und Turbulenzkategorie errechnet wer
den.
Im Verlauf des Sturms Christian wurde der Grenzwert für
die Turbulenzintensität in der Turbulenzkategorie A nur am
Standort FIN03 und dort insgesamt zweimal überschritten.
Im Vergleich hierzu wurde während des Orkans Xaver an
allen Standorten der Grenzwert für die Turbulenzintensität
in der Turbulenzkategorie A zwei bzw. vier Mal überschrit
ten. (Tab. 2, Abb. 4).
Auf der Plattform FlN03 gab es beispielsweise in 100 m
Flöhe - also in typischen Nabenhöhen für Offshore-Wind-
energieanlagen (WEA) - eine Windzunahme von 23 m/s auf
37 m/s innerhalb von 10 Minuten (siehe Abb. 2), also einen
Sprung um etwa 14 m/s in 10 Minuten. Ein solch schlagar
tiger Anstieg der Windgeschwindigkeit könnte für eine
WEA in der Nähe (wie z. B. von dem in Bau befindlichen
DanTysk-Windpark in kurzer Entfernung zu FIN03), die sich
möglicherweise noch nicht im sicheren Betriebsmodus
nach einer Sturmabschaltung befindet, zu erheblichen Las
ten auf Rotor, Triebstrang oder Anlagenstruktur führen. Die
beobachtete zeitgleiche Änderung in der Windrichtung um
ca. 70 ° von 220 ° auf 290 ° dürfte ebenfalls eine enorme
Flerausforderung an die Richtungsnachführung einer WEA,
d.h. auf den sogenannten YAW-Antrieb der Gondel, darstel
len.
DieszeigtdieNotwendigkeitfüreinefortlaufende Diskussion
von Normen anhand von aktuellen Forschungsergebnis
sen.
Danksagung
Dieser Artikel ist im Rahmen des Forschungsprojektes
„FINO-Wind" entstanden, welches durch das Bundesminis-
tierium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
und den Projektträger Jülich gefördert wird. Ziel des For
schungsprojektes ist die Erarbeitung von Standardisierun
gen in den Auswertungen der meteorologischen Messungen
an FINOl, 2 und 3. Dadurch soll zum einen eine bessere
Vergleichbarkeit der Daten der drei Plattformen gewähr
leistet und eine konsistente Ablage der Messergebnisse in
der FINO-Datenbank des BSH ermöglicht werden. Zum
anderen sollen die Ergebnisse der Windgeschwindigkeits
messungen in Hinblick auf die Windklimata der Nord- und
Ostsee verglichen werden. Flieraus sollen gegebenenfalls
auch Vorschläge zur Anpassung des messtechnischen Auf
baus und für Auswertemethoden abgeleitet werden.
Weitere Informationen dazu sind unter
www.dwd.de/fino-wind zu finden.