MERIDIONAL

Zur Gewinnung von Windenergie entwickelt die Industrie Windturbinen und -Energieanlagen, die weit über der Erdoberfläche betrieben werden. Allerdings möchte man die ungleichmäßigen Strömungsverhältnisse in diesen Höhen besser verstehen. Denn die sind maßgeblich zur Bestimmung der Bedingungen für die Belastung und Leistungsfähigkeit der Anlagen.

MERIDIONAL schafft hierfür eine erprobte Werkzeugkette basierend auf einer Open-Source-Plattform, die auf eine integrierte Wissens- und Datensammlung zurückgreift. Dadurch wird eine genaue sowie effiziente Bewertung der Umgebungs- und Betriebsbedingungen der Windenergieanlagen an Land, auf See und in der Luft ermöglicht. Diese Werkzeugkette kann für die Planung und den Betrieb von Komponenten, Geräten und Anlagen verwendet werden.

Das System besteht aus Modellen, die neben der Erfassung der instationären Anströmungsstrukturen auch den gegenseitigen Einfluss zwischen den Turbinen sowie der gesamten Anlage berücksichtigen. Zur Erfassung der Bedingungen inner- und oberhalb der atmosphärischen Grenzschicht werden die (An-)Strömungsverhältnisse über die Erdschicht hinaus analysiert und modelliert. Dafür ist es wichtig, ein detailliertes Verständnis für die Belastung und den Betrieb von Windparks und Windenergieanlagen zu besitzen.

Die Modellvalidierung wird durch eine Reihe hochwertiger Datensätze unterstützt, die sich auf High-Fidelity-Simulationen und Kite-gestützte, Lidar-, Drohnen- und Mast-Messungen aus Testreihen in unübersichtlichem Gelände beziehen, sowohl offshore als auch aus der Luft. Dabei hat die Werkzeugkette den Vorteil, verschiedene Modelle für unterschiedliche Situationen zu entwickeln. Es werden bei Bedarf Ansätze größerer Ordnung (z. B. meso- und mikroskalige LES) und Modelle niedrigerer Ordnung (auf physikalischer oder datengesteuerter Basis) verwendet, sofern letzteres für eine genaue Vorhersage der Beanspruchung und dem Betriebsverhalten der Anlagen ausreicht.

Die Wissens- und Datensammlung wird es den Nutzern der Werkzeugkette ermöglichen, auf ein großes Angebot bestehender und projekteigener Mess- und Simulationsdaten zurückzugreifen, sodass standortspezifische Analysen an jedem beliebigen Ort durchgeführt werden können. Mithilfe von MERIDIONAL können die Beteiligten die Effizienz von Windkraftanlagen steigern und die Materialkosten dank einer weniger aufwändigen Planung senken.