Ermittlung designrelevanter Belastungsparameter für Offshore-Windkraftanlagen

Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden Ergebnisse von Messungen der Wind- und Turbulenzverhältnisse zwischen 30 und 100 m Höhe über See im Gebiet der Deutschen Bucht auf Basis von vier Jahren Daten präsentiert. Die mittleren gemessenen Größen der Windgeschwindigkeit (Jahresmittel 9,9 m/s in 90 m Höhe) und -richtung (Hauptwindrichtung aus West-Südwest) entsprechen im Wesentlichen den z. B. vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrografie (BSH) getroffenen Vorhersagen für diese Region. Erstmals konnten zusätzlich Vertikalprofile der Windgeschwindigkeit, der Turbulenzintensität, der extrapolierten Extremereignisse der Windgeschwindigkeit und anderer wichtiger Größen im Bereich zwischen dem unteren Ende der Rotorfläche (etwa 30 m) und der Nabenhöhe (etwa 90-100 m) der geplanten Offshore-Windkraftanlagen der 5 MW Klasse auf Basis eines mehrjährigen, qualitativ hochwertigen Datensatzes mit einer Höhenauflösung von 10 m für verschiedene Windgeschwindigkeitsbereiche und atmosphärische Stabilitätsverhältnisse bestimmt werden. Für einige der untersuchten Größen wurde auch die Abhängigkeit vom Wellenalter betrachtet. Der Vertikalgradient der Windgeschwindigkeit ist zwischen 30 und 100 m Höhe in den meisten Situationen vor allem aufgrund der geringen Oberflächenrauhigkeit über See deutlich geringer als über den meisten Landoberflächen ...