Fjernmåling af vindhastighed til styring og produktionsvurdering af vindmøller

Afdelingen for Vindenergi og Atmosfærefysik

Formålet var at undersøge anvendeligheden af Doppler laser anemometri dels til måling af produktionsevne af vindmøller og dels til styring af omløbshastighed og bladvinkelindstilling.

Projektbeskrivelse
Det overordnede formål er at undersøge mulighederne i et laseranemometer, der monteret på toppen af en vindmølles maskinkabine, kan måle vindhastigheden 1-4 rotordiametre opstrøms for møllerotoren for 1) at kunne optimere møllens styring, og 2) at kunne udføre effektkurvemålinger og strukturmålinger uden opstilling af mast til at montere instrumenter til måling af vindhastigheden. Feasibility-studiet vedrører som sagt laser-anemometri, med speciel fokus på en CO_2-laser. Teknikken er i sig selv velkendt. Det væsentlige i indeværende projekt er mulighederne for at tilpasse et sådant instrument til det aktuelle formål, dets pålidelighed, hvorledes instrumentet vil kunne styres, samt vurdering af mulighederne for at gøre instrumentet kompakt
Resultater

Instrumentet tænkes anbragt på toppen af maskinkabinen, hvor laseren 'skyder' gennem vindmøllens rotor idet målingen afbrydes hver gang et blad passerer. Instrumentets virker principielt ved at det udsendte lys rammer partikler (der føres med vinden) og reflekteres tilbage til instrumentet. Her måles forskellen i frekevens (Doppler-skiftet) mellem udsendt og tilbagekastet lys. Intensiteten af udsendt og tilbagekastet lys er meget forskellig og metoden er kun mulig med dagens avancerede detektor- og signalbehandlingsteknik. I det aktuelle studie er fundet følgende: Selve princippet (Doppler laser anemometri) er kendt og har været anvendt og verificeret i andre sammenhænge end den aktuelle; Instrumentet har potentiale til forbedring af nøjagtighed, til reduktion af omkostninger og til at lette proceduren ved måling af møllers produktionevne; Der er potentiale til en betydelig forbedring af styring af omløbstal og bladvinkel; Ved anvendelse af integretet elektronik vil instrumentets dimensioner bliver ca. 50 x 20 x 30 cm; Den direkte fremstillingsudgift for et meget fleksibelt test instrument vil være af størrelsesordenen 600-700 kkr.; Ved fremstilling af mere end 1000 enheder per år vil fremstillingsprisen kunne bringes ned på 5-10.000 kr per styk (salgsprisen ca. 3-4 gange højere); Der søges udtaget patent på den aktuelle anvendelse. Udviklingen af instrumentet vil tage 3-4 år

Key figures

Periode:
1996 - 1996
Bevillingsår:
1996
Egen finansiering:
0,30 mio.
Støttebeløb:
0,46 mio.
Støtteprocent:
61 %
Projektbudget:
0,76 mio.

Kategori

Oprindelig title
Feasibility studie: Fjernmåling af vindhastighed til styring og produktionsvurdering af vindmøller
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Vind
Projekttype
Analyse
Journalnummer
1363/96-0004

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Nordtank Energy Group A/S. Udvikling og Konstruktion

Kontakt

Kontakperson
Frandsen, Sten
Adresse
Forskningscenter Risø. Afdelingen for Vindenergi og Atmosfærefysik
Postboks 49
DK-4000 Roskilde, Denmark
Frandsen, Sten (seniorforsker), 46774677, vtk-stfr@risoe.dk
Øvr. Partnere: Nordtank Energy Group A/S