Environmental Engineering Reference
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Bei Windenergieanlagen werden neben den elektrischen
C
P
-Werten auch die realen
C
t
-Werte
angegeben, sodass man mit den
C
P
-Werten die Leistung und mit den
C
t
-Werten den Nach-
moderne Multimegawatt-Windenergieanlage angegeben.
Tabelle 3.2
Elektrischer Leistungsbeiwert
C
p
°
el
und Schubbeiwert
C
t
für alle Windgeschwindigkei-
ten für eine moderne Multimegawatt-Anlage, mit
P
=
1/2
ΩAC
p
v
3
und
F
=
1/2
ΩAC
t
v
2
v
[m/s]
C
p
°
el
[-]
C
t
v
[m/s]
C
p
°
el
[-]
C
t
v
[m/s]
C
p
°
el
[-]
C
t
0
0
0
9
0,424
0,77
18
0,114
0,15
1
0
0
10
0,422
0,72
19
0,097
0,12
2
0
0
11
0,400
0,65
20
0,083
0,11
3,5
0,162
0,97
12
0,362
0,54
21
0,072
0,09
4
0,258
0,89
13
0,302
0,42
22
0,062
0,08
5
0,369
0,79
14
0,240
0,33
23
0,055
0,07
6
0,393
0,79
15
0,197
0,25
24
0,048
0,06
7
0,413
0,79
16
0,162
0,21
25
0,043
0,06
8
0,420
0,78
17
0,135
0,17
26
0
0
3.2.8 Häufigkeitsverteilung Wind
Der Wind wirdmeistens mit einem Schalensternanemometer über ein Zeitintervall von 10 Mi-
nuten gemessen. Jede Sekunde liefert das Messgerät einen Geschwindigkeitswert. Aus den 600
Daten werden der Mittelwert, das Maximum, das Minimum und die Standardabweichung be-
stimmt. Das Maximum lässt Aussagen über Extremlasten zu, das Minimum ist wenig bedeu-
tend, die Standardabweichung ist das statistische Maß der Turbulenz, siehe Abschnitt
3.5.
Im
Folgenden wird der Mittelwert des 10-Minuten-Intervalls betrachtet. Diese Geschwindigkeit
wird mit
v
bezeichnet.
Die Windgeschwindigkeit wird über eine Zeitspanne von 1 Jahr gemessen, meteorologisch auf
10m Höhe, windenergetisch meistens höher, möglichst in Nabenhöhe. Nach einem Jahr lie-
gen 365
·
24
·
6
=
52560 Geschwindigkeitsmesswerte vor, das ist 100% oder statistisch 1. Die
Geschwindigkeiten werden in Bins (dt. Körbe) der Bin-Breite 1 m/s eingeteilt. Das Verfah-
ren heißt allgemein Klassenbildung. Die Windgeschwindigkeiten werden in die Bins hineinge-
zählt, z. B. wird für die Geschwindigkeiten 3,666m/s und 3,667m/s Bin 3 um jeweils 1 erhöht.
Da es auf der Zahlengeraden unendlich viele Zahlen gibt, kann eine Zahl nie genau getroffen
werden. Daher ist es zwingend, eine Intervallbreite für das Zählen zu definieren. In diesem
Beispiel werden alle Geschwindigkeiten zwischen 3 und echt kleiner als 4 in das Intervall 3 ge-
zählt. Dieses führt auf den Begriff Häufigkeitsdichte, das ist die Häufigkeit pro Intervall. Hier
ist die Bin-Breite 1m/s. Nachdem alle Geschwindigkeitswerte in die Bins eingezählt worden
sind, wird durch die Gesamtanzahl der Werte dividiert und man erhält die Häufigkeit in %.
Das Diagrammwird Histogramm genannt und ist in Abb.
3.19
als eckige Kurve zu erkennen.
