{"id":2688,"date":"2024-03-19T09:59:39","date_gmt":"2024-03-19T09:59:39","guid":{"rendered":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/?p=2688"},"modified":"2024-08-12T10:42:42","modified_gmt":"2024-08-12T10:42:42","slug":"fraunhofer-iwes-wind-lidar-boje-erzielt-die-stage-3-validierung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/websites.fraunhofer.de\/iwes-blog\/fraunhofer-iwes-wind-lidar-boje-erzielt-die-stage-3-validierung\/lois-legendre","title":{"rendered":"Fraunhofer IWES Wind-Lidar-Boje erzielt die Stage-3 Validierung"},"content":{"rendered":"\n

Das Fraunhofer IWES hat eine Reihe von Nachweisen f\u00fcr die Qualit\u00e4t und Zuverl\u00e4ssigkeit seiner FLS-Windmessungen vorgelegt. Mit dem Erreichen der Reifegradstufe 3 reiht sich die Wind-Lidar-Boje ZX des Fraunhofer IWES in die kurze Liste der stringend validierten FLS-Typen ein, die in der Lage sind, qualitativ hochwertige Offshore-Windmessungen mit minimiertem Risiko zu liefern.<\/p>Detlef Stein, FLS-Experte bei der Multiversum GmbH<\/a><\/cite><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n

Unser Floating-Lidar-System (FLS) wurde auf Basis von mehreren erfolgreichen Windmessmastverifizierungskampagnen und kommerziellen Messkampagnen als \u201eStage-3 \u201c (volle kommerzielle Verwendung) validiert. Dies ist die h\u00f6chste Validierungsstufe in der OWA-Roadmap des Carbon Trusts zur kommerziellen Akzeptanz der schwimmenden Lidar-Technologie [1]. Das Fraunhofer IWES geh\u00f6rt zu einer erlesenen Gruppe von FLS-Anbietern, die die h\u00f6chste Messgenauigkeit und Betriebszuverl\u00e4ssigkeit erfolgreich nachgewiesen haben. Die Verringerung des Betriebsrisikos und die Maximierung der Qualit\u00e4t der Messungen sind wichtig, um die h\u00f6chste Qualit\u00e4t der Windressourcenprognosen und des abgeleiteten erwarteten Energieertrags eines Windparks bereitzustellen.<\/p>\n\n\n\n

Unsere Expertise bei Floating-Lidar-Systemen<\/h4>\n\n\n\n

Heutzutage sind Floating-Lidar-Systeme (FLS) etabliert und die de-facto Standardtechnologie in der Windindustrie f\u00fcr die Messungen zur Bewertung von Offshore-Windressourcen. Wir waren schon immer ein Pionier dieser Entwicklung, nicht nur als Expertinnen und Experten bei der Entwicklung von Richtlinien und Empfehlungen, sondern auch durch die Bereitstellung eines eigenen Systems. Nachdem im Jahr 2013 der erste Prototyp am FINO1-Windmessmast in der deutschen Nordsee getestet worden war, wurde die Stage-2 Validierung im Jahr 2016 erreicht. Derzeit betreiben wir acht Bojen f\u00fcr kommerzielle Messkampagnen, um die meteorologisch-ozeanografischen Bedingungen f\u00fcr zuk\u00fcnftige Offshore-Windparks zu bewerten. Die Bojen k\u00f6nnen entweder mit einem ZX300M<\/a> Lidar (Stage-3) oder einem WindCube<\/a> 2.1 Lidar (Stage-2) ausgestattet werden, um kundenspezifische Anforderungen bez\u00fcglich Genauigkeit oder Zuverl\u00e4ssigkeit zu erf\u00fcllen.
Wir stellen nicht nur eine ma\u00dfgeschneiderte Messkampagne, sondern auch innovative Datenanalyse, Messkonzepte und die M\u00f6glichkeit der Einbeziehung einer Datenmodellierung bereit.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9 Fraunhofer IWES\/Jens Leefoge<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Was beinhaltet die OWA-Roadmap des Carbon Trusts?<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Der Carbon Trust f\u00fchrte die OWA Floating LiDAR Systems Roadmap<\/a> im Jahr 2013 \u2013 fortgeschrieben im Jahr 2018 [1] \u2013 ein, die dann schnell von der Industrie als ein anerkannter Ma\u00dfstab f\u00fcr Produktdesign, -f\u00e4higkeiten, -genauigkeit und -leistung \u00fcbernommen wurde. Diese Roadmap brachte eine Stringenz zu den OEMs der Industrie und zum Streben nach quantitativen Key Performance Indicators (KPIs).
Die Roadmap besteht aus drei Stufen (\u201eStages\u201c), wobei Stage-3 den h\u00f6chsten Reifegrad f\u00fcr die Messgenauigkeit und Datenverf\u00fcgbarkeit darstellt. Stage-2 erfordert eine einzige sechsmonatige Versuchskampagne zur Verifizierung gegen eine akzeptable Referenz (Windmessmast oder station\u00e4res Lidar); Stage-3 verlangt eine zus\u00e4tzliche Serie an Verifizierungs- und Klassifizierungsmessungen, mit strengeren Kriterien, sowie f\u00fcnf kommerzielle Messkampagnen von 12 Monaten mit einer kontinuierlich hohen Datenverf\u00fcgbarkeit. Das Erreichen von Stage-3 stellt eine gro\u00dfe Anstrengung f\u00fcr einen Floating-Lidar-Systemhersteller und -betreiber dar, insbesondere f\u00fcr diejenigen, die eine kleinere Flotte haben.
Der n\u00e4chste Schritt zur Standardisierung von FLS-Messungen wird durch die kommende Norm IEC 61400-50-4 unter Mitwirkung unserer Experten und Expertinnen im IWES eingeleitet.<\/p>\n\n\n\n

Wie wird Stage-3 bewertet?<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Die Validierung der Messkampagnen f\u00fcr die Stage-3 der OWA-Kriterien in Form von Datens\u00e4tzen und Kampagnenberichten erfordert die Hinzuziehung von unabh\u00e4ngigen Fachleuten. Die Stage-3 Validierung der Fraunhofer IWES Wind-Lidar-Boje, ausgestattet mit einem ZX300M Lidar, wurde von einem hoch angesehenen Experten f\u00fcr Windfernerkundung, Detlef Stein (Multiversum GmbH), bewertet und best\u00e4tigt, wobei ber\u00fccksichtigte Datenberichte ebenfalls durch Oldbaum Services<\/a> und eine weitere anerkannte Fachberatungsfirma untersucht wurden.
Detlef Stein, FLS-Experte bei der Multiversum GmbH<\/a>, sagte: \u00bb Das Fraunhofer IWES hat eine Reihe von Nachweisen f\u00fcr die Qualit\u00e4t und Zuverl\u00e4ssigkeit seiner FLS-Windmessungen vorgelegt. Mit dem Erreichen der Reifegradstufe 3 reiht sich die Wind-Lidar-Boje ZX des Fraunhofer IWES in die kurze Liste der stringend validierten FLS-Typen ein, die in der Lage sind, qualitativ hochwertige Offshore-Windmessungen mit minimiertem Risiko zu liefern.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Alle notwendigen Verifizierungs- und Klassifizierungsmessungen wie auch zwei der bewerteten kommerziellen Windmessungen fanden im deutschen Teil der Nordsee statt. Einige der Genauigkeitsergebnisse aus den Verifizierungstests werden unten dargestellt:<\/p>\n\n\n\n

Stage-3 Langzeitmessungen, \u00dcbersicht \u00fcber Ergebnisse bei Referenz-Windmessmasten in der Nordsee<\/strong><\/td><\/tr>
<\/td>Stage-3 Kriterien<\/td>WLBZ#4 vs NSO Wind-messmast<\/td>WLBZ#4 vs FINO3 Wind-messmast<\/td>WLBZ#6 vs FINO3 Wind-messmast<\/td>WLBZ#7 vs FINO3 Wind-messmast<\/td><\/tr>
Dauer<\/strong><\/td>>90 Tage<\/td>272 Tage<\/td>192 Tage<\/td>160 Tage<\/td>187 Tage<\/td><\/tr>
Gesamtsystem<\/strong> Verf\u00fcgbarkeit<\/strong><\/td>> 97 %<\/td>100,0 %<\/strong><\/td>99,8 %<\/strong><\/td>100,0 %<\/strong><\/td>100,0 %<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Gesamt-verf\u00fcgbarkeit der verarbeiteten Daten<\/strong><\/td>> 90 %<\/td>99,4 %<\/strong><\/td>96,0 %<\/strong><\/td>99,5 %<\/strong><\/td>99,5 %<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
@100\u00b16 m MSL mit WS > 2m\/s<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Wind-geschwindigkeit, Gradient<\/strong><\/td>0,98-1,02<\/td>0,985<\/strong><\/strong><\/td>1,002<\/strong><\/strong><\/td>0,998<\/strong><\/strong><\/td>0,993<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Wind-geschwindigkeit, <\/strong>
R\u00b2<\/strong><\/td>		> 0,98<\/td>0,996<\/strong><\/strong><\/td>0,994<\/strong><\/strong><\/td>0,994<\/strong><\/strong><\/td>0,994<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Windrichtung, Gradient<\/strong><\/td>0,97-1,03<\/td>0,988<\/strong><\/strong><\/td>0,997<\/strong><\/strong><\/td>0,998<\/strong><\/strong><\/td>0,997<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Windrichtung, Versatz<\/strong><\/td>< 5\u00b0<\/td>0,37\u00b0<\/strong><\/strong><\/td>2,16<\/strong>\u00b0<\/strong><\/strong><\/td>-0,81\u00b0<\/strong><\/strong><\/td>1,35\u00b0<\/strong><\/strong><\/td><\/tr>
Windrichtung, <\/strong>
R\u00b2<\/strong><\/td>		> 0,97<\/td>0,997<\/strong><\/strong><\/td>0,985<\/strong><\/strong><\/td>0,995<\/strong><\/strong><\/td>0,996<\/strong><\/strong><\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Teilelemente der notwendigen Stage-3 Nachweise.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Die weiteren drei qualifizierenden kommerziellen Kampagnen der FLS Stage-3 Bewertung wurden durch Titan Technologies bereitgestellt. Seit 2017 baut Titan Technologies die Fraunhofer IWES Wind-Lidar-Boje unter Lizenz nach und betreibt diese unabh\u00e4ngig, vorrangig in Asien. In der OWA-Roadmap werden die kommerziellen Kampagnen haupts\u00e4chlich in Bezug auf die Zuverl\u00e4ssigkeit der FLS und die Verf\u00fcgbarkeit der erhaltenen Datens\u00e4tze ausgewertet.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9 Fraunhofer IWES\/Peter Rohde<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Welche n\u00e4chsten Schritte sind bei den Fraunhofer IWES Wind-Lidar-Bojen geplant?<\/h4>\n\n\n\n

Das IWES wird weiterhin kommerzielle Messdienstleistungen anbieten, entweder eigenst\u00e4ndig oder \u00fcber Partnerschaften. Unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler werden die FLS-Technologie stetig verbessern und an relevanten Themen f\u00fcr die Windindustrie forschen und damit eine f\u00fchrende Rolle bei der weiteren Standardisierung von FLS-Messungen f\u00fcr die Industrie spielen.
Insbesondere haben wir eine fortgeschrittene Methode der Bewegungskompensation entwickelt, um genauere Turbulenzgrad-Messungen (TI) von einem FLS zu generieren. Dieser Parameter ist von hoher Bedeutung f\u00fcr die Windindustrie, da er Einfluss auf das Design von Turbinen und Gr\u00fcndungsstrukturen hat.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9 Fraunhofer IWES\/Peter Rohde<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Quelle:<\/h4>\n\n\n\n

[1] Carbon Trust Offshore Wind Accelerator Roadmap for the Commercial Acceptance of Floating LiDAR Technology. The Carbon Trust, 2018.<\/p>\n\n\n\n

Mehr Informationen hier:<\/h4>\n\n\n\n