Multi-Lidar-Messungen im Bereich der Standortbewertung von Windenergieanlagen
Authors: Gramitzky Kira , Jäger Florian , Pauscher Lukas , Callies Doron , Biel Fabian 
Published: December 2021

&lt;p&gt;F&amp;#252;r die Planung eines Windparks ist es erforderlich, dass der Standort hinsichtlich seines Windpotentials mit m&amp;#246;glichst geringen Unsicherheiten bewertet wird. Daf&amp;#252;r werden in der Regel einj&amp;#228;hrige Messungen in Nabenh&amp;#246;he mit Ultraschall- und Schalenkreuzanemometern durchgef&amp;#252;hrt. Nachteile der Mastmessungen sind die langen Baugenehmigungsverfahren, die nicht gegebene r&amp;#228;umliche Flexibilit&amp;#228;t der Messung und die hohen Kosten durch immer weiter steigenden Nabenh&amp;#246;hen der Windenergieanlagen.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Eine Alternative k&amp;#246;nnen Fernmessmethoden sein. In dieser Arbeit geht es um die Windbestimmung mittels eines Multi-Lidar-Systems. Das Multi-Lidar-System besteht aus mehreren Doppler-Lidarger&amp;#228;ten mit beweglicher Optik, die an verschiedenen Standorten aufgestellt werden und dessen Laserstrahlen sich zur Bestimmung der horizontalen Windgeschwindigkeit und der Windrichtung an einem oder mehreren Messpunkten kreuzen. Durch ihre beweglichen Scank&amp;#246;pfe k&amp;#246;nnen die Laserstrahlen in verschiedene Richtungen gelenkt werden, sodass mit nur einer Aufstellung die Windbedingung an verschiedenen Punkten bestimmt werden kann und die Unsicherheit der horizontalen Extrapolation bei der Windpotentialbestimmung eines Windparks wegf&amp;#228;llt. F&amp;#252;r den Einsatz von Multi-Lidar-Messungen im industriellen Umfeld der Standortbewertung fehlen zurzeit die Erfahrungen und Empfehlungen von l&amp;#228;ngeren Messkampagnen, insbesondere in Bezug auf Unsicherheitsaspekte der Messung und den Ger&amp;#228;teeinstellungs- und Aufstellungseffekten.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Um diese Fragestellungen beantworten zu k&amp;#246;nnen, wurden verschiedene Multi-Lidar-Messkampagnen durchgef&amp;#252;hrt und mit parallel stattfindenden Profiling-Lidar- und Mastmessungen verglichen. Die Ergebnisse aus einer neunmonatigen Messkampagne in Norddeutschland aus dem Jahr 2019 und einer weiteren einj&amp;#228;hrigen Messkampagne aus Mitteldeutschland sollen vorgestellt werden. Dabei wurden unter anderem verschiedene Ger&amp;#228;teeinstellungen und die Funktionalit&amp;#228;t einer Multi-Lidar-Messung mit Ansteuerung von neun unterschiedlichen Punkten untersucht.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Insgesamt zeigen die Vergleiche zwischen den Windmessungen von Multi-Lidar, Profiling-Lidar und Mast eine gute &amp;#220;bereinstimmung, auch wenn teilweise die Verf&amp;#252;gbarkeit der Messwerte Verbesserungspotential aufweist. Die Untersuchungen der Ger&amp;#228;teeinstellung hat veranschaulicht, dass beispielsweise eine Verdoppelung der Pulsl&amp;#228;nge die Verf&amp;#252;gbarkeit von 35% auf 70% bei einer Entfernung von drei Kilometern erh&amp;#246;hen kann. Ein Vergleich der einzelnen Lidarger&amp;#228;te zeigt allerdings auch, dass sie sich in der Leistung erheblich unterscheiden k&amp;#246;nnen. So war beispielsweise die Reichweite eines der Ger&amp;#228;te deutlich geringer als bei den anderen beiden.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;W&amp;#228;hrend der Messkampagne traten Probleme mit der Stabilit&amp;#228;t der Strahlausrichtung auf. H&amp;#228;ufig soll in Entfernungen von mehreren Kilometern gemessen werden, sodass &amp;#196;nderungen in der Ausrichtung von etwa 0,1 Grad bereits zu Abweichungen von mehreren H&amp;#246;henmetern in der Messung f&amp;#252;hren k&amp;#246;nnen. Eine systematische Analyse der Stabilit&amp;#228;t der Strahlausrichtung zeigt, dass eine regelm&amp;#228;&amp;#223;ige &amp;#220;berwachung und in einigen F&amp;#228;llen eine Korrektur der Scanwinkeleinstellungen notwendig sind, um die Messunsicherheiten gering zu halten.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Insgesamt soll dieser Beitrag einen Einblick &amp;#252;ber die M&amp;#246;glichkeiten und Herausforderungen von Multi-Lidar-Messungen im Bereich der Standortbewertung von Windenergieanlagen geben.&lt;/p&gt;