For at få nogle brugbare resultater ud af sine målinger er det vigtigt at vælge den korrekte bearbejdning af dataene både under og efter målingerne. Det er således vigtigt at man afpasser bearbejdningen og lagringen af måledata efter hvad målingerne skal anvendes til.
For investorerne er vindhastigheden og den aktuelle produktion på et givet tidspunkt fx ikke så interessant. De er mere interesseret i de daglige, månedlige og årlige vindhastigheder samt møllens forventede levetid. Mølleproducenterne er måske mere interesseret i variationerne og vindprofilet.
Bearbejdningen af måledata kan grundlæggende deles op i indledende- og efterbearbejdning af data. Den indledende bearbejdning foretages løbende imens der måles og inden dataenes endelige lagring. Efterbearbejdningen foretages senere ved anvendelse af dataene.
Indledende bearbejdning
Som beskrevet i artikel 1.3 ”Måleteknik” anvendes der normalt 10 minutters middelvindhastigheder og standardvariationen i denne periode til at beskrive vinden. Alt efter hvilket måleinstrument /system der anvendes, vil hver 10 minutters periode indeholde et antal målinger, N. Middelvindhastigheden kan beregnes ved:
Ligning 23
hvor T=NΔt angiver perioden på de 10 minutter, v(t) (u(t)) er hastigheden, v er middelhastigheden, og n=1, 2, 3...N, angiver målingerne inden for perioden.
Standardvariationen σ, som er et udtryk for hvor meget værdierne afviger fra middelværdien, kan bestemmes ud fra:
Ligning 24
Ud fra middelhastigheden og standardvariationen kan den dimensionsløse turbulensintensitet beregnes:
Ligning 25
10 minutters middelvindhastigheden og turbulensintensiteten beregnes løbende, og derved begrænses vinddataene til to værdier hvert tiende minut frem for to resultater for hver måling. Ud over disse to værdier lagres middelvindretningen og middeltemperaturen over den samme periode.
For at undgå påvirkninger fra sæsonvariationer arbejdes der altid med hele år i de videre bearbejdninger af dataene. For at bestemme vindressourcerne for en placering måles der normalt 2-3 år på selve locationen. Til at korrigere resultaterne for årstidsvariationer og beregning af ekstermvinde anvendes normalt data fra klimastationer i området. I Danmark bestemmes et årligt vindindex som er en indikation af hvor meget det har blæst det pågældende år i forholdt til et middelår.
Estimering af vindressourcer
For at bestemme vindressourcerne for en lokation er det nødvendig med en statistisk bearbejdning af de indsamlede data. Først inddeles dataene i sektorer. Der anvendes normalt 12 af 30°, men det kan være nødvendigt at anvende flere alt efter terrænets kompleksitet. Sektorerne anvendes for på en simpel måde at kunne adskille vindene fra forskellige retninger.
Når vinden er inddelt i sektorer, kan middelvindhastigheden, turbulensintensiteten og sandsynlighedsfordelingen for hver enkelt sektor beregnes, og resultatet kan plottes som vist i Figur 1.4.1. De sektoropdelte data kan være meget anvendelige til at optimere møllers placering i terrænet.
Den samlede middelhastighed alene giver ikke nødvendigvis et godt billede af placeringens vindpotentiale. Da en vindmølles produktion afhænger af vindhastigheden, er forekomsten af de enkelte vindhastigheder meget vigtig for den årlige produktion. Derfor anvendes fordelingen (et histogram) af vindhastighederne som grundlag for beregning af den forventede produktion, se Figur 1.4.1. Anvendes en inddeling på 1 m/s, kan sandsynligheden for at det blæser i et givent interval, beregnes ved:
Ligning 26
hvor ni er antallet af målinger i interval i, N er det samlede antal målinger og i=1,2,3...Vmax.
Figur 1.4.1 Eksempel på et histogram og et to-parameter Weibull-fit til fordelingen
Multipliceres sandsynlighederne med antallet af timer på et år (8760), fås antallet af timer i hvert interval pr. år.
For de fleste locations kan fordelingen repræsenteres ved en 2 parameter Weibull-fordeling, men der kan være komplicerede locations hvor der skal anvendes mere komplicerede funktioner.
Ligning 27
Ud fra fordelingerne og møllens effektkurve kan den forventede årlige produktion således beregnes ud fra:
Ligning 28
hvor T er antallet af timer på et år, hi er sandsynlighedsfordelingen, og Pi er produktion ved den i-ende hastighed (aflæses på effektkurven i Figur 1.4.2)
Figur 1.4.2 Eksempel på effektkurve for en mølle, Vestas V90.
En standard effektkurve opgives ved densitet på 1,225 kg/m3. Afviger den gennemsnitlige densitet på locationen fra dette, skal kurven korrigeres. En sådan korrektion kan for de fleste locations foretages ved:
Ligning 29
Er der tale om sites med høj eller lav fugtighed, skal der anvendes en relation der tager hensyn til dette.
|