X-Wakes

X-Wakes

Projekttitel

Interaktion der Nachläufe großer Offshore-Windparks und Windparkcluster mit der marinen atmosphärischen Grenzschicht; Teilvorhaben: LES und OpenSource-Industriemodelle - Schwerpunkt Windparkgrenzschicht

Fördermittelgeber und -kennzeichen

BMWi (FKZ 03EE3008D)

Laufzeit

01.11.2019 - 31.10.2022

Projektpartner

  • Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme (IWES), Oldenburg (Koordinator)
  • Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 4 - Maschinenbau - Institut für Flugführung
  • Sondervermögen Großforschung beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umweltforschung (IMK-IFU), Garmisch-Partenkirchen
  • Carl von Ossietzky Universität Oldenburg - Fakultät V - Mathematik und Naturwissenschaften - Institut für Physik - ForWind - Zentrum für Windenergieforschung
    AG WESys
    AG TWiSt
    AG EnMet
  • Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH, Geesthacht
  • Eberhard Karls Universität Tübingen, Tübingen
  • UL International GmbH, Wilhelmshaven

Projektziele

Wesentliches Ziel des Projekts X-Wakes ist eine Erfassung der Veränderungen der Windbedingungen für den Betrieb von Offshore-Windparkclustern beim großflächigen Ausbau der Offshore-Windenergienutzung. Dies geschieht sowohl durch ein umfangreiches Messprogramm mit fluggestützten und satellitenbasierten Messungen als auch durch LiDAR-Messungen an verschiedenen Orten innerhalb der Deutschen Bucht. Die Interaktionen von Windparkclustern untereinander, die in Ergänzung zu den Messungen auch sehr detailliert mit dem numerischen Werkzeug der Large-Eddy-Simulation untersucht werden sollen, werden in Industriemodelle und in ein mesoskaliges Wettermodell implementiert, um mit diesen eine realistische Ertragsprognose für künftige Ausbauszenarien zu ermöglichen. In dem Teilprojekt D sollen die Effekte von großskaligen Windpark- und Clusternachläufen auf der Grundlage von LiDAR- und SCADA-Daten analysiert werden. Fokus einer einjährigen LiDAR-Messkampagne wird die Untersuchung der Entwicklung der Windparkgrenzschicht und wie diese durch den Einfluss benachbarter Windparks modifiziert wird, sein. Die LiDAR-Daten sollen durch numerische Simulationen von Küste-Windpark und Windpark-Windpark-Interaktionen mit einem Large-Eddy-Simulationsmodell ergänzt werden. Messdaten und Daten der Large-Eddy-Simulationen sollen für die Entwicklung von Parametrisierungen von Windpark- und Clustereffekten in mesoskaligen und Industriemodellen verwendet werden. Beispiele für die Weiterentwicklung der Industriemodelle sind dabei die Einführung des Vorstaueffekts sowie die Nachlaufablenkung durch die Corioliskraft bzw. die größerskalige atmosphärische Strömung. Das weiterentwickelte Industriemodell soll zu einer signifikanten Reduktion von Unsicherheiten bei der Berechnung der Strömungsbedingungen und damit von Ertragsprognosen für Windparks in Offshore-Windparkclustern führen, dabei aber seine Industrietauglichkeit bewahren.

Spezifische Ziele & Beiträge WE-Sys

  • Planung und Durchführung Lidar Messungen in Offshore Windparks DolWin 1/3
  • Analyse der Grenzschicht im Windparkcluster

Kategorie

angewandte Forschung

(Stand: 21.08.2020)