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Multiscale modelling for wind farm design, performance assessment and loading

Projektbeschreibung

Analyse der Anströmbedingungen außerhalb der Oberflächenschicht

Im Bereich der Windkraftanlagen wird Neuland betreten oder liegt, genauer gesagt, Neues in der Luft. Heutige luftgestützte Windenergieanlagen, sogenannte Flugwindkraftwerke, erstrecken sich in luftige Höhen oberhalb der gut erforschten Oberflächenschicht. Leider wissen wir nur wenig darüber, wie sich die Anströmbedingungen auf Lasten und Leistungseigenschaften in diesen Höhenlagen auswirken. Das EU-finanzierte Projekt MERIDIONAL wird eine effiziente und genaue Bewertung der Leistungsfaktoren und Belastungen von Windenergieanlagen an Land, auf See und in der Luft vornehmen. Insbesondere wird das Projekt eine Werkzeugkette auf der Grundlage einer quelloffenen Plattform entwickeln. Um die Bedingungen innerhalb und oberhalb der atmosphärischen Grenzschicht zu erfassen, werden die Anströmbedingungen außerhalb der Oberflächenschicht analysiert und modelliert. Hiermit wird der erste Schritt zu einem umfassenden Verständnis der Lasten und Leistungen von luftgestützten Windparks und Windenergieanlagen gegangen.

Ziel

The wind industry is developing wind turbines and airborne wind energy devices which span altitudes well above the well-studied surface layer. A full understanding of the unsteady inflow conditions which drive loads and performance at these altitudes is lacking. MERIDIONAL will provide a comprehensively validated tool chain based on an open-source platform which will draw on an integrated knowledge and data hub to allow the efficient and accurate assessment of the performance and loads experienced by onshore, offshore, and airborne wind energy systems. This tool chain can be used for component, device and plant level planning and operation. It will consist of models which can capture the unsteady time-resolved inflow structures which drive performance and loads within the wind plant, incorporating inter and intra farm turbine interactions. Inflow conditions will be analysed and modelled beyond the surface layer to capture the conditions within and above the atmospheric boundary layer. This is critical to a full understanding of the loads and performance of wind farms and airborne wind energy devices. Model validation will be underpinned by a range of high quality and unique datasets drawing on high-fidelity simulations, and kite-borne, lidar, drone and mast measurements from field test campaigns in complex terrain, offshore and airborne. The strength of the tool chain results from developing different models for different situations, using higher order approaches (e.g. meso and microscale LES) when required and lower order models (physics or data-driven) where these are sufficient to accurately predict loads and performance. The knowledge and data hub will allow users of the tool chain to draw on a wide range of existing and project-generated measurement and simulation data to allow site specific analysis to be carried out at any location. MERIDIONAL allows stakeholders to increase wind plant efficiency and reduce material costs through less conservative design.

Koordinator

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT
Netto-EU-Beitrag
€ 1 273 217,50
Adresse
STEVINWEG 1
2628 CN Delft
Niederlande

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Region
West-Nederland Zuid-Holland Delft en Westland
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 1 273 217,50

Beteiligte (10)

Partner (1)