von Johannes Schulz-Stellenfleth ; Stefan Emeis ; Martin Dörenkämper ; Jens Bange ; Beatriz Cañadillas ; Jörge Schneemann ; Thomas Neumann ; Ines Weber ; Kjell zum Berge ; Andreas Platis ; Bughsin' Djath ; Julia Gottschall ; Lukas Vollmer ; Thomas Rausch ; Mares Barekzai ; Johannes Hammel ; Gerald Steinfeld ; Astrid Lampert
Dissertation Carl von Ossietzky Universität Oldenburg 2018
Hochschulschrift
Die Doktorarbeit zeigt den signifikanten Einfluss unterschiedlicher Stabilitätszustände der atmosphärischen Grenzschicht auf Form, Ausbreitung und Beeinflussbarkeit der Nachläufe von Windenergieanlagen. Die verwendeten Large-Eddy-Simulationen der atmosphärischen Grenzschicht werden anhand von Messdaten validiert. Zur Berücksichtigung von mesoskaligen Fluktuationen wird ein Verfahren zum Antreiben der Simulationen durch numerische Wettermodelle weiterentwickelt. Die bewusste Steuerung von Nachläufen durch horizontale Nachlaufablenkung mittels absichtlicher Anlagenfehlstellung weist eine hohe Sensitivität zu den vorherrschenden Stabilitätsbedingungen auf. Unterschiedliche Implementierungen dieser Regelung werden in einem Testwindpark auf die erzielbare Ertragssteigerung des Parks untersucht. Diese kann durch genauere Kenntnisse der atmosphärischen Bedingungen deutlich verbessert werden.
The doctoral thesis shows the significant influence of different stability states of the atmospheric boundary layer on the shape, propagation and controllability of the wake of wind turbines. The large-eddy simulations of the atmospheric boundary layer that are used are validated with measured data. In order to consider mesoscale fluctuations, a method for driving the simulations by numerical weather models is further developed. The intentional control of wakes by horizontal wake deflection through deliberate turbine yaw misalignment shows a high sensitivity to the prevailing stability conditions. Different implementations of this control are examined in a test wind farm for the achievable yield increase of the park. The achievable yield increase can be significantly improved by a more precise knowledge of the atmospheric conditions.
