Lieferung eines Lidar-Systems

ForWind – Zentrum für Windenergieforschung am Institut für Physik der Universität Oldenburg beabsichtigt im Forschungsprojekt „WindparkRADAR“ single und dual Doppler Lidarmessungen durchzuführen, um unter anderem ein DD-RADAR-System zu validieren und Windparkeffekte zu erforschen. Für die Messung von Strömungseffekten auf der Skala des Windparks sind hohe Messreichweiten von deutlich > 10 km des zu beschaffenden Lidarsystems erforderlich. Der Scanner des Systems muss den Halbraum über dem Gerät sowie leicht negative Elevationswinkel unterstützen. Ebenfalls muss der Scanner schnelle Scans von mindestens 5°/s erlauben. Weiterhin ist eine kleine räumliche Auflösung mit kurzen Laser-Pulslängen bei geringerer Messreichweite gewünscht. Da mehrere Lidarsysteme in der Kampagne verwendet werden, sind einheitliche Software- und Datenschnittstellen (API) zu bestehenden Lidargeräten notwendig. Die Datenschnittstellen werden zur automatischen Steuerung des Geräts sowie zur schnellen Datenübertragung genutzt. Aus logistischen Gründen kommen an den geplanten Standorten auf Windenergieanlagen nur kompakte Wind-Lidar in Frage. Eine Übersicht der derzeit verfügbaren Doppler Wind-Lidar mit Scanner ist in der Ausschliesslichkeitserklärung in Tabelle 1 dargestellt (Übersicht am Markt verfügbarer long range Lidar mit typischen Messreichweiten ab 10 km. Es werden jeweils nur die leistungsstärksten / reichweitenstärksten Geräte eines Herstellers betrachtet.). Dabei erfolgt die Einteilung in kompaktes / nicht kompaktes Lidargerät über die Kriterien Abmessung, Spannungsversorgung und Masse. Kompakte Lidargeräte haben typischerweise Abmessungen vergleichbar mit einem kleinen Kühlschrank und sind von zwei Personen handhabbar. Sie können an einer Steckdose (230 V AC, max. 16 A) betrieben werden und wiegen typischerweise weniger als 300 kg. Nicht kompakte Lidargeräte sind typischerweise in 10‘-Containern untergebracht, benötigen als Spannungsversorgung drei Phasen Drehstrom und haben Massen von mehr als einer Tonne. Sie sind ohne Kran oder Gabelstapler nicht handhabbar und auch nicht ohne unverhältnismässig grossen Aufwand auf Zugangsplattformen von Offshore-Windenergieanlagen einsetzbar. Diese Geräte können für den geplanten Einsatzzweck nicht berücksichtigt werden. Der durch die Firma METEK in Entwicklung befindliche WindRanger25k bietet eine sehr hohe Messreichweite und kann trotz seines hohen Gewichts und der grossen Abmessungen noch als kompakt angesehen werden. Das Gerät ist jedoch noch in einem Prototypenstatus und wurde bisher nicht offshore eingesetzt. Es ist auch nicht in einem angemessenen Zeitrahmen verfügbar. Aus diesen Gründen wird der Windranger25k hier nicht berücksichtigt. In den letzten Jahren kamen Lidargeräte von chinesischen Herstellern auf den Markt. Zu diesen Geräten gibt es keine oder nur geringe Erfahrungen europäischer Anwender. Weiterhin ist die Frage von Support, Reparaturen und Service ungeklärt. Die notwendigen Validierungen gegen Anemometer an meteorologischen Masten ist nicht bekannt. Aus diesen Gründen werden diese Geräte nicht berücksichtigt. Der Vaisala Windcube400S ist das kompakte Lidargerät mit der höchsten erzielbaren Messreichweite. Die nicht kompakten Geräte von Mitsubishi und Lockheed Martin erzielen zwar eine noch höhere Messreichweite, können jedoch aus logistischen Gründen und auch aus Kostengründen hier nicht berücksichtigt werden. Zudem ist die Verfügbarkeit der Geräte unklar. Das StreamLine LR ist ebenfalls ein kompaktes Lidargerät, es erreicht aber nicht die Reichweite des Windcube400S und bleibt deutlich hinter dieser zurück. Weiterhin verfügt einzig der Windcube400S über eine Softwareschnittstelle zur Steuerung und schnellen Datenübertragung. Diese Schnittstelle und auch die Datenformate sind mit den bereits bei ForWind bestehenden Geräten Windcube200S und Windcube400S kompatibel. Weiterhin haben sich die Geräte von Vaisala bereits in zahlreichen Messkampagnen On- und Offshore bewährt. Auch die Anforderungen zu schnellen Scans und geringen Pulslängen / kleinen räumlichen Auflösungen werden vom Windcube400S erfüllt. Das StreamLine LR bietet kleine räumliche Messauflösungen, nicht jedoch schnelle Scanmöglichkeiten.