Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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SYA: Symposium Physik für die Umwelt

SYA 2: Sondersymposium “Physik für die Umwelt” – Wissenschaftliche Poster

SYA 2.27: Poster

Dienstag, 24. März 1998, 16:45–19:00, C

Geschwindigkeitsabhängiges Höhenprofil der Windgeschwindigkeit — •Nikolaus von der Heydt — Institut für Umweltphysik Göttingen, Suhlawiesen 37, 37136 Landolfshausen

Häufigkeitsverteilungen der Windgeschwindigkeit u, gemessen in verschiedenen Höhen z eines Masten, werden analysiert. Zur Auswertung kommen Meßdaten aus Höhen bis etwa 100 m über sehr unterschiedlich rauhen Geländeoberflächen, z. B. Wasser, Wald. Bei allen zeigt sich, daß das logarithmische Geschwindigkeitsprofil u(z) = u_rln(z/z₀)/ln(z_r/z₀) mit einer geländespezifischen Rauhigkeitslänge z₀ nicht ausreicht. Vielmehr ergibt sich, daß z₀ mit wachsender Windgeschwindigkeit (in der Referenzhöhe z_r) abnimmt. Auch die in der Meteorologie und Windpotentialuntersuchungen oft benutzte Hellmann - Formel u(z) = u_r(z/z_r)^α muß mit einem von u_r abhängigen Exponenten α = a + b ln u_r mit zwei geländespezifischen Parametern a und b (≤0) verallgemeinert werden (∗). Damit lassen sich dann die in verschiedenen Höhen eines Masten gemessenen Häufigkeitsverteilungen und Energieflußdichten gut wiedergeben. Eine Erklärung aus der Physik der Bodenschicht wird an anderer Stelle vorgeschlagen. Die Berechnung des Energieertrages von Windgeneratoren kann zu erheblichen Fehleinschätzungen führen, wenn die üblichen Höhenprofile mit von u_r unabhängigem z₀ bzw. α benutzt werden.
(∗) L. von der Heydt, N. von der Heydt: Verhandl. DPG(VI) 32, 668 (1997)