Verifikation und Optimierung mesoskaliger Windfeldsimulationen f&#252;r Deutschland
Authors: Schneider Martin , Glücksmann André , Mengelkamp Heinz-Theo 
Published: December 2021

&lt;p&gt;Das Erneuerbare-Energien-Gesetz 2021 (EEG) sowie das Klimaschutzgesetz sehen vor, dass in Deutschland in den kommenden Jahren die Treibhausgasemissionen st&amp;#228;rker reduziert werden m&amp;#252;ssen und vor allem der Ausbau der Windenergie forciert wird. In diesem Zusammenhang wurde von anemos in dem Projekt: &amp;#8222;Bereitstellung eines pr&amp;#228;zisen, validierten und aufbereiteten Datensatzes, zur kurzfristigen Umsetzung eines Windatlas am Umweltbundesamt (UBA)&amp;#8220; ein Windatlas f&amp;#252;r Deutschland entwickelt, welcher in Qualit&amp;#228;t und Genauigkeit neue Ma&amp;#223;st&amp;#228;be setzt.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Zielsetzung des Projektes war es die Datengrundlage f&amp;#252;r die Windenergienutzung zu verbessern sowie eine zus&amp;#228;tzliche Unterst&amp;#252;tzung bei r&amp;#228;umlichen Planungsfragen und Wind- oder Ertragsabsch&amp;#228;tzungen zu entwickeln. Daf&amp;#252;r mussten hohe Qualit&amp;#228;tsstandards, wie z.&amp;#160;B. hohe Korrelationen zu Messungen oder Ertr&amp;#228;gen, geringe Abweichungen im Jahresgang sowie eine hohe Genauigkeit in der mittleren Windgeschwindigkeit, erf&amp;#252;llt werden.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Die Basis des anemos Windatlas f&amp;#252;r Deutschland bilden die ERA5 Reanalysedaten des EZMWF, sowie ein auf Deutschland optimiertes Wettermodell. Die hohe Qualit&amp;#228;t des Windatlas wird durch das von anemos entwickelte &amp;#8222;Remodelling-Verfahren&amp;#8220; (Optimierungsverfahren) erreicht. Da generell in den Reanalysedaten systematische Abweichungen z.&amp;#160;B. in der langj&amp;#228;hrigen mittleren Windgeschwindigkeit oder im Jahresgang vorhanden sind, konnte mittels des Remodelling-Verfahrens der Windatlas signifikant verbessert werden.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;F&amp;#252;r Ertragsgutachten stellen vor allem die h&amp;#246;heren Korrelationen und die Jahresgangkorrektur eine deutliche Verbesserung dar, da Verlustberechnungen genauer berechnet werden k&amp;#246;nnen. F&amp;#252;r Ersteinsch&amp;#228;tzungen ist die genaue mittlere Windgeschwindigkeit mit einer r&amp;#228;umlichen Aufl&amp;#246;sung von bis zu 25 x 25 m&amp;#178; von Vorteil.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Die Genauigkeit des Windatlas wurde durch eine interne und externe Verifizierung mit &amp;#252;ber 100 Windmessungen nachgewiesen. Zus&amp;#228;tzlich wurde ein Vergleich von 26 unabh&amp;#228;ngigen Messungen zwischen den g&amp;#228;ngigen Mesoskala-Datens&amp;#228;tzen NEWA (New European Wind Atlas), EMD-WRF Europe+ (EMD International A/S) und anemos (D-3km.E5) durchgef&amp;#252;hrt. Neben dem finalen standortgenauen anemos Windatlas werden die Atlas-Rohdaten und die durch das Remodelling korrigierten 3&amp;#160;km Daten dargestellt, um die Verbesserung durch das Remodelling und durch die Korrektur auf den Standort darstellen zu k&amp;#246;nnen.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Die Ergebnisse zeigen ganz eindeutig, dass systematische Fehler in den mesoskaligen Simulationen korrigiert werden k&amp;#246;nnen. F&amp;#252;r die Windenergieanwendung ist es daher unerl&amp;#228;sslich die mesoskalige Simulation an reale Messungen anzupassen (Remodelling), ein mikroskaliges Downscaling auf den Standort zu implementieren und anschlie&amp;#223;end die Daten zu verifizieren, um einen Windatlas mit sehr hoher Qualit&amp;#228;t zu erreichen.&lt;/p&gt;