Schätzung der mittleren Turbulenzintensität

Als Turbulenzen werden in Geschwindigkeit oder Richtung ungleichmäßige Luftströmungen bezeichnet. Die Schwankungen der Geschwindigkeit sind in der grafischen Darstellung einer Windgeschwindigkeits-messung gut zu erkennen (siehe Grafik).

Turbulenzintensität
gemessener Zeitverlauf der Windgeschwindigkeit (Ausschnitt)

Hervorgerufen werden Turbulenzen in der freien Windströmung u.a. durch die Rauhigkeit der Geländeoberfläche. Für Windenergieanlagen führen sie in Abhängigkeit ihrer Intensität zu einer erhöhten Belastung des Materials und können zusätzlich eine unerwünschte Beeinflussung des Ertrages zur Folge haben. Aus diesem Grund sollte die Turbulenzintensität bereits bei der Planung des Standortes berücksichtigt werden. In vielen Fällen existieren hierzu bereits Vorgaben in den Unterlagen des jeweiligen Anlagentyps.
Ausgehend von der mittleren Bodenrauhigkeit, die wir anhand topografischer Karten und Luftbilder des Standortes bestimmen, und der Höhe über Grund (Nabenhöhe) an einem Standort kann die mittlere Turbulenzintensität für Entwurfszwecke geschätzt werden.

Das Ergebnis ist eine Näherung für den Mittelwert der Umgebungsturbulenzintensität. Nicht berücksichtigt werden dabei die aus der Nachlaufströmung benachbarter geplanter oder vorhandener Windenergieanlagen resultierende Erhöhung der Turbulenzintensität oder andere die Turbulenz beeinflussende Effekte, z.B. an steilen Böschungen oder Hangkanten.

Exaktere Werte können mit einer Spezialsoftware zur Strömungssimulation (z.B. ESDU) berechnet werden. Aus Windmessergebnissen lassen sich bei ausreichender Abtastrate der Sensorik und Aufzeichnung der hierzu notwendigen Angaben direkt Angaben zur Turbulenzintensität ableiten.