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Vereisungshäufigkeit
Hintergrund
Zusätzliche Informationen
Die Karte zeigt die Häufigkeit meteorologischer Vereisung auf 100 m über Grund für den Zeitraum August 2007 bis Juli 2009. Im 10-Jahres-Mittel liegt die mittlere Vereisung etwa 5% tiefer.
Die Karte basiert auf flächendeckenden Informationen über Wolkenwasser, Temperatur und Wind aus der Analyse des Wettervorhersagemodells COSMO-2 der MeteoSchweiz. Diese Informationen dienten als Eingabedaten für ein Vereisungsmodell, das die Eislast an einer zylindrischen, frei rotierenden Struktur berechnet. Die berechnete Vereisungshäufigkeit liegt auf einem 2.2-km-Raster vor und wurde anhand von Messungen von IMIS-Stationen in den Alpen und Messungen im Jura verifiziert.
Vereisung beeinflusst die Planung und den Betrieb einer Windenergieanlage (WEA) in verschiedener Weise:
- Eisansatz an den Rotorblättern führt zu einer gestörten Aerodynamik der Flügel und erfordert häufig ein Abschalten der WEA und verursacht so Produktionsverluste.
- Eiswurf von Windkraftanlagen stellt ein Sicherheitsrisiko für Passanten und Servicepersonal dar.
- Zusatzlasten und Unwuchten führen zu Materialermüdung.
- Vereiste Windmessgeräte auf der Gondel einer Windkraftanlage führen zu einem fehlerhaften Betrieb bis hin zur Sicherheitsabschaltung.
Was ist meteorologische Vereisung?
Die Vereisung von meteorologischen Instrumenten oder anderen Strukturen verläuft in verschiedenen Phasen, die durch folgende Begriffe beschrieben werden können:
- Meteorologische Vereisung:
Zeitraum, in dem die meteorologischen Bedingungen für Eisansatz gegeben sind, das heisst, aktiv Eis gebildet wird (blaue Box in der Abbildung).
- Instrumentelle Vereisung:
Zeitraum, in dem Eis am Instrument vorhanden ist, so dass eine technische Störung des Instruments oder einer WKA durch Vereisung besteht (orange Box in der Abbildung).
- Inkubationszeit:
Verzögerung zwischen dem Beginn der meteorologischen Vereisung und dem Beginn der instrumentellen Vereisung.
- Erholungsphase:
Verzögerung zwischen dem Ende der meteorologischen Vereisung und der Wiederaufnahme des normalen, eisfreien Betriebs eines Instruments oder einer WKA.
Abbildung: Phasen der Vereisung von meteorologischen Instrumenten oder anderen Strukturen.
Die Phase instrumenteller Vereisung ist in der Regel deutlich länger als die meteorologische Vereisung.
Interpretation der Karte
Die Karte bildet eine Grundlage, um die Vereisungsgefährdung qualitativ einzuschätzen und bei der Planung von Windenergieprojekten gegebenenfalls entsprechende Massnahmen zu ergreifen. Bei der Interpretation der Karte der Vereisungshäufigkeiten sind folgende Punkte zu berücksichtigen:
- Die Häufigkeitsangaben sind nicht als punktgenaue, exakte Werte zu interpretieren. Vielmehr geben sie einen Hinweis darauf, ob das geplante Projekt in einer Region liegt, in der mit häufiger Vereisung zu rechnen ist. In diesem Fall sollten für das Standortgutachten entsprechende Zusatzmessungen geplant werden, um die Vereisungshäufigkeit zu bestimmen (z.B. beheizte/unbeheizte Anemometer).
- Ist der Standort durch kleinräumige Geländecharakteristika geprägt (stark exponiert oder abgeschattet), wie dies häufig in den Zentralalpen der Fall ist, dann wird er nicht durch den Wert der Vereisungskarte repräsentiert. Der reale Wert wird bei exponierter Lage höher und bei abgeschatteter Lage unter dem in der Karte liegen.
- Dargestellt ist die meteorologische Vereisung, die Perioden instrumenteller Vereisung sind in der Regel länger (erste Schätzungen für den Jura ergeben ein Verhältnis von 1:4).
Weitere Informationen
Eine ausführliche Beschreibung der Methodik und der Verifikationsergebnisse ist im Abschlussbericht des vom BFE geförderten Forschungsprojekts "Vereisungskarte der Schweiz" zu finden.
Weitere Informationen zum Thema Vereisung:
- Wind Energy in Cold Climates, IEA Task 19
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