DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE
IEC 61400-12-2
Windenergieanlagen - Teil 12-2: Messung des Leistungsverhaltens von Elektrizität erzeugenden Windturbinen basierend auf Gondelanemometrie
Wind turbines - Part 12-2: Power performance of electricity producing wind turbines based on nacelle anemometry
Einführungsbeitrag
Als Bestandteil der Norm IEC 61400-12, die sich mit der Messung des Leistungsverhaltens von Windenergieanlagen befasst, berücksichtigt diese Internationale Norm den Teilbereich der so genannten gondelbasierten Messung. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass zur Erfassung der Windgeschwindigkeit verschiedene Anemometertypen zugelassen sind - nicht jedoch Fernerkundungsmessgeräte, wie zum Beispiel LiDAR.
Ein grundlegendes Mittel zur Erfassung des Leistungsverhaltens einer Windenergieanlage ist die so genannte Leistungskurve, das heißt die Darstellung der elektrischen Leistung in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit.
Das herkömmliche Verfahren zur Messung der Leistungskurve beinhaltet die Verwendung eines Messmastes zur Erfassung des (weitgehend) ungestörten Windes. Dieses Verfahren, das in IEC 61400-12-1:2005-12 definiert ist, bildet die Grundlage für den hier betrachteten Ansatz, bei dem die Windgeschwindigkeitsmessung auf der Gondel (dem Maschinenhaus) der Windenergieanlage erfolgt, das heißt im unmittelbaren Einflussbereich des Rotors. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer Korrektur der gemessenen Windgeschwindigkeit mittels einer Übertragungsfunktion. Eine gondelbasierte Leistungskurvenmessung ist deshalb nur unter der Voraussetzung möglich, dass eine Übertragungsfunktion vorliegt, die für die zu vermessende Windenergieanlage gültig ist. Das Verfahren zur Bestimmung einer solchen Übertragungsfunktion, das in dieser Norm ebenfalls beschrieben wird, erfordert die Verwendung eines Messmastes. Ein wesentlicher Vorteil des gondelbasierten Verfahrens ergibt sich jedoch aus der Möglichkeit, eine bestimmte Übertragungsfunktion mehrfach anzuwenden, das heißt unter Verwendung derselben Übertragungsfunktion die Leistungskurve an mehreren Windenergieanlagen messen zu können, ohne an jeder dieser Anlagen einen Messmast errichten zu müssen.
Hinsichtlich der Anwendung des gondelbasierten Verfahrens sind verschiedene Aspekte zu beachten, auf die in der Norm explizit hingewiesen wird - zum Beispiel die Tatsache, dass prinzipiell im Vergleich zu einer herkömmlichen Leistungskurvenmessung eine erhöhte Messunsicherheit auftritt. Die Norm enthält bestimmte Vorgaben hinsichtlich der Abschätzung dieser Messunsicherheit.
In enger Anlehnung an IEC 61400-12-1:2005-12 gibt es in dieser Norm bestimmte Vorgaben zur Ermittlung charakteristischer Kenngrößen (insbesondere Jahresenergieerzeugung und Leistungsbeiwert), die aus einer gondelbasierten Leistungskurve ebenso abgeleitet werden können wie aus einer herkömmlichen. Darüber hinaus enthält die Norm Bestimmungen hinsichtlich der Messgeräte und des Standortes, die letztlich ebenfalls auf entsprechenden Vorgaben für eine herkömmliche Leistungskurvenmessung basieren, wobei jedoch eine deutliche Anpassung an die Gegebenheiten einer gondelbasierten Messung stattgefunden hat.
