Windressourcen, Standortbewertung,Ökologie - Einfuhrung in die Windenergietechnik - page 79

Wichtig ist zur Kenntnis zu nehmen, dass die Einheit der Bodenrauigkeitslänge z 0 Meter ist.
Gleichung 3.4 beschreibt besser den Zusammenhang von Æ und z 0 , dargestellt in Hau (2008).
In Gl. 3.5, einer Einheitengleichung (siehe unten), muss nur der Zahlenwert von z 0 (angegeben
inMetern) eingesetzt werden. Diese Gleichung trifft besser den Zusammenhang bei Standard-
bedingungen z 0 = 0,1m. Grund für den nicht eindeutigen Zusammenhang ist, dass der Hö-
henexponent schwach abhängig ist von der Höhe. Die beste Methode, den Höhenexponenten
zu bestimmen, besteht darin, mit der Definition des Höhenexponenten Gl. 3.1 und zwei ge-
messenen Geschwindigkeiten in zwei Höhen Æ zu bestimmen.
Die Rauigkeiten werden für die praktische Auswertung in Klassen eingeteilt, sodass sich Klas-
sen von Landschaftsformen ergeben. Die Klassen reichen von offener See über flaches offenes
Gelände zu städtischen Siedlungsgebieten. Der hier vorgestellte Zusammenhang ist übersicht-
lich in Hau (2008) dargestellt. Auf die Klassen wird weiter unten eingegangen.
Standardbedingung ist Æ = 0,159, was vergleichbar ist zu z 0 = 0,1m. Dieses sind die Parameter

für flaches offenes Gelände, das landwirtschaftlich genutzt wird und einige niedrige Windhin-
dernisse hat. Das entspricht an vielen Stellen der Landschaftsform von Schleswig-Holsteinmit
seinen Knicks. Genau dort sind bzw. werden Windenergieanlagen errichtet, sodass der Stan-
dard einen typischen Standort für Windenergieanlagen darstellt. Als erste Näherung lässt sich
mit den genannten Parametern Æ oder z 0 eine Windgeschwindigkeit, gemessen in beliebiger
Höhe, umrechnen auf die Windgeschwindigkeit in einer anderen beliebigen Höhe, z. B. der
Nabenhöhe der Windenergieanlage.

Bild 3.2 Höhenprofil, Höhe über
Grund als vertikale Achse, Ho-
rizontalgeschwindigkeit als hori-
zontale Achse, logarithmisches
Profil mit Standardwert für Rauig-
keitslänge z 0 = 0,1 m, Profil nach
Hellmann mit entsprechendem
Standardwert für Höhenexponent
Æ = 0,159 , beides für die Wind-
geschwindigkeit v = 5,5m/s in
h = 30 m (Referenzwert). Das
sind Standardbedingungen für ein
Profil.

In Abb. 3.2 ist das Höhenprofil dargestellt für Standardbedingungen. Standardbedingungen
sind die oben genannte Rauigkeitslänge bzw. der Exponent und die Windgeschwindigkeit
5,5m/s, gemessen in 30m Höhe. Eingetragen ist das logarithmische Profil, durchgezogene
Linie, und das Profil nach Hellmann mit v 2 = v Ref und h 2 = h Ref . Man erkennt, dass die Profile
nicht vollkommen identisch, aber sehr ähnlich sind. Dieses standardisierte logarithmische