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An eight month test campaign of the Qinetiq ZephIR system: Preliminary results

Kindler, Detlef; Oldroyd, Andrew; MacAskill, Allan; Finch, Danny

Meteorologische Zeitschrift Vol. 16 No. 5 (2007), p. 479 - 489

published: Oct 26, 2007

DOI: 10.1127/0941-2948/2007/0226

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ArtNo. ESP025011605002, Price: 29.00 €

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Abstract

The Beatrice Windfarm Demonstrator project is a major part of the European Union sponsored DOWNVInD programme (Distant Offshore Wind farms with No Visual Impact iN Demonstrator) that will install two multi megawatt wind turbines (of type REpower 5M) in the Moray Firth Scotland, adjacent to the Beatrice Alpha oil platform, owned and operated by Talisman Energy. As part of the project, a programme has been designed and instigated over the last eight months to thoroughly examine the performance and capabilities of the QinetiQ ZephIR LiDAR system as well as to establish its suitability for being the primary wind data acquisition instrument on the Beatrice project. This paper represents a first look at the results of this programme.

Kurzfassung

Im Rahmen des hauptsächlich durch Talisman Energy (UK) Ltd und Scottish & Southern Energy (UK) finanzierten Beatrice Windfarm Demonstrator Projects - das außerdem Teil des EU-finanzierten DOWNVInD-Projektes ist - werden derzeit zwei REpower 5M Windenergieanlagen im schottischen Moray Firth in unmittelbarer Nähe zur Beatrice Alpha Ölplattform der Firma Talisman Energy errichtet. Als Teil dieses Projektes wurde ein Untersuchungsprogramm geplant und durchgeführt, das die eingehende Untersuchung der Leistungsfähigkeit eines erstmalig offshore installierten LiDAR Windmesssystems zum Ziel hat. Während des knapp fünfmonatigen Tests auf der Windenergie-Forschungsplattform FINO-1 in der Nordsee, der an eine dreimonatige Onshore-Erprobung anschloss, sollte ein Augenmerk auf Verlässlichkeit und Genauigkeit eines QinetiQ ZephIR LiDARs relativ zu einem klassisch bestückten Windmessmast gelegt werden. Dieser Artikel gibt einen ersten Einblick in die gesammelten Erfahrungen und Ergebnisse aus der ersten LiDAR-Offshore-Messkampagne, überhaupt. Mit einer System- und Datenverfügbarkeit von weit über 95 % sowie einer Qualität der Windgeschwindigkeitsdaten, deren Übereinstimmung mit klassischen SchalensternanemometerMessungen im Rahmen von 3 % und besser ist (offshore sogar 2 % und besser), hat das ZephIR die Erwartungen an seine Erprobung voll erfüllt. Die aus der Erprobung resultierenden Ergebnisse zeigen, dass das QinetiQ-System durchaus in der Lage ist, sowohl Onshore als auch in einer ausgeprägten Offshore-Umgebung Windmessungen mit hoher Qualität abzuliefern. Die Güte der Ergebnisse weist bereits darauf hin, dass das getestete System in Zukunft ein leistungsfähiges Werkzeug zur Bestimmung von Windverhältnissen auch an exponierten Standorten - wie z. B. auf einer Offshore-Plattform mitten in der Nordsee - sein kann. Als ein großer Vorteil im Vergleich zu anderen Wind-Fernerkundungsverfahren hat sich auch die Manövrierbarkeit und Flexibilität des Systems herausgestellt. Sowohl vom Onshore- wie auch vom Offshore-Test kann berichtet werden, dass sich das ZephIR LiDAR leicht errichten ließ und innerhalb weniger Stunden nach Ankunft am Standort einsatzbereit war. Nach den erfolgreichen Tests soll das ZephIR-System noch im Herbst 2006 auf der Plattform Beatrice Alpha im schottischen Moray Firth installiert werden, um dort seinen mehrjährigen autonomen Windmessbetrieb als ein Teil des Datenerfassungssystems für das DOWNVInD-Programm aufzunehmen.