RAST – Radarsimulation von Windkraftanlagen

Résumé

Windturbinen haben einen störenden Einfluss auf Radargeräte, welche zur Luftraumüberwachung (Radargeräte der Skyguide und der Luftwaffe) sowie zur Niederschlagsmessung (Radargeräte der MeteoSchweiz) eingesetzt werden. Besteht der geringste Verdacht, dass sich eine geplante Windturbine negativ auf Radarmessungen der genannten Institutionen auswirken könnte, kann keine Bewilligung erteilt werden, wodurch Windenergie von ca. 14 GWh pro Jahr verhindert wird. Im Rahmen dieses Projektes wird ein Radar Zielgenerator gebaut, mit welchem einfallende Radarsignale dergestalt moduliert und zurück zum Radar geschickt werden können, dass auf dem entsprechenden Radargerät die Signaturen von einer oder mehreren geplanten Windturbinen erscheinen.

Textes supplémentaires

Schlussbericht

In diesem Projekt wurde ein Radar-Zielsimulator entwickelt, der Radarsignale empfängt und sie mit einer bestimmten Modulation und Zeitverzögerung weitersendet, sodass die Signatur einer oder mehrerer Windturbinen auf dem Bildschirm des getesteten Radars erscheint. Zu diesem Zweck wurde in einem ersten Schritt ein vereinfachtes physikalisches Modell der Rückstreueigenschaften einer Windkraftanlage entwickelt. Damit wurde ein Windpark simuliert, der aus zwei und vier Turbinen besteht. Es zeigt sich, dass die anspruchsvollen RCS-Doppler-Signaturen, die mit einem Zielsimulator echte Windturbinen imitieren können. Doppler- und RCS-Werte können im Zielsimulator so eingestellt werden, dass Ähnlichkeiten mit echten Turbinen optimiert werden können. Darüber hinaus können auch die Drehgeschwindigkeiten der Rotorblätter angepasst werden. Die empfangene Leistung in den Messungen des generierten Windrads ist etwa 15 dB niedriger als die, die mit der echten Windkraftanlage gemessen wurde. Dieser Leistungspegel hängt jedoch stark von der Entfernung des Radars zur Windkraftanlage ab. Mehrere Windräder innerhalb eines Radarbereichs führen zu einem eher unscharfen Bild mit weniger ausgeprägten Merkmalen. Der Windradsimulator verzögert die Radarimpulse mit einem konstanten Zeitversatz. Realistischere Simulationen könnten erreicht werden, indem das Modell erweitert wird und die Radarimpulse um eine bestimmte Anzahl verschiedener Zeitversätze verzögert werden können.

Détails du projet

Office de recherche
BFE
Statut du projet
Abgeschlossen
Type de projet
Forschungsprojekt
Date de début
2021-04-30
Date de fin
2022-11-29
Coûts totaux approuvés
CHF 64455.00
Section
Windenergie
Domaine politique NABS
Erzeugung, Verteilung und rationelle Nutzung der Energie

Catégories

Wind energy systems and other technologies Windenergie Anwendungsorientierte Forschung

Labels

F+E Windenergie