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<!DOCTYPE html>

<title>Wind-LiDAR</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Wind-LiDAR</span></h1>

</header>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p><b>Wind-LiDAR</b> (<b>Li</b>ght <b>D</b>etection <b>A</b>nd <b>R</b>anging) ist ein optisches <a href="Fernerkundung" title="Fernerkundung">Fernerkundungsverfahren</a> zur Messung von <a href="Windgeschwindigkeit" title="Windgeschwindigkeit">Windgeschwindigkeit</a>, <a href="Windrichtung" title="Windrichtung">Windrichtung</a> und Turbulenz. Dabei wird sich der <a href="Doppler-Effekt" title="Doppler-Effekt">Doppler-Effekt</a> zu Nutze gemacht, indem aus der Frequenzverschiebung zwischen ausgesendeten und empfangenen <a href="Laser" title="Laser">Laser</a>-Signal aufgrund der <a href="Reflexion_(Physik)" title="Reflexion (Physik)">Reflexion</a> an <a href="Aerosol" title="Aerosol">Aerosolen</a> in der <a href="Erdatmosph%C3%A4re" title="Erdatmosphäre">Erdatmosphäre</a> Betrag und Richtung von Windvektoren berechnet werden. Je nach <a href="Konzentration_(Chemie)" title="Konzentration (Chemie)">Konzentration</a> der vorhandenen Aerosole in der Atmosphäre kann damit Wind über Distanzen von bis zu mehreren Kilometern gemessen werden. Im Gegensatz zu <a href="Anemometer" title="Anemometer">Anemometern</a> besteht der Vorteil unter anderem darin, dass über große Distanzen und räumlich detailliert gemessen werden kann. Zudem besitzen die Geräte eine hohe Präzision.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Typen">Typen</h2></div>

<p>Die verschiedenen Typen von Wind-LiDAR Doppler Messsystemen lassen sich nach mehreren Gesichtspunkten einteilen.

</p>

<ul><li>Nach der Art der Lichtemission:

<ul><li><a href="Laser#Dauerstrich" title="Laser">Continuous Wave</a> (CW) LiDAR</li>

<li><a href="Pulslaser" title="Pulslaser">Pulsed</a> LiDAR</li></ul></li>

<li>Nach der Anzahl der Sensoren:

<ul><li>Einzel-LiDAR</li>

<li>Multi-LiDAR – System aus mehreren Sensoren an verschiedenen Orten<sup id="cite_ref-:0_1-0" class="reference"><a href="#cite_note-:0-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li></ul></li>

<li>Bei Wind-LiDAR-Systeme können zudem deren Scan-Technik und Auswerte<a href="Algorithmus" title="Algorithmus">algorithmus</a> beschrieben werden:

<ul><li>DBS (Doppler Beam Swing) – der ausgesendete Strahl wird regelmäßig verschwenkt</li>

<li>VAD (Velocity-Azimuth Display) – angezeigt wird die Geschwindigkeit (radial vom oder zum Sensor) als Funktion des <a href="Azimut" title="Azimut">Azimutwinkels</a>, im einfachen Fall örtlich konstanten Windvektors ergibt sich eine <a href="Sinus_und_Kosinus" title="Sinus und Kosinus">Sinusform</a>.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li>

<li>DVAD (Distance Velocity-Azimuth Display) – auch die Entfernung vom Sensor zum Ort der Streuung/Reflexion geht in die Analyse und Darstellung ein.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup></li></ul></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Verwendung">Verwendung</h2></div>

<p>Wind-LiDAR-Systeme kommen häufig in der Forschung und Standortbewertung von <a href="Windkraftanlage" title="Windkraftanlage">Windkraftanlagen</a> oder <a href="Windpark" title="Windpark">Windparks</a> zum Einsatz sowie zur Messung von Wind und Turbulenz im Bereich von Gebäuden oder Brücken.<sup id="cite_ref-:0_1-1" class="reference"><a href="#cite_note-:0-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Die Systeme können dabei je nach Einsatzzweck zum Beispiel auf dem Boden, auf Forschungsplattformen im Meer, auf Windkraftanlagen oder auf Schiffen installiert werden. Die Messrichtung richtet sich ebenso nach dem Einsatzzweck. So dienen z. B. LiDAR-Systeme auf Windkraftanlagen, die horizontal – also entlang oder entgegen der horizontalen Windrichtung – messen, häufig der Erfassung und Untersuchung derer Nachlaufeffekte auf den Wind. Aufgrund der guten räumlichen Erfassung des Windfeldes dienen LiDAR-Systeme häufig auch zur Validierung von Modellen, wie z. B. <a href="Large_Eddy_Simulation" title="Large Eddy Simulation">LES</a>-<a href="Numerische_Simulation" title="Numerische Simulation">Modellen</a>, welche ebenso häufig in der Windenergie-Forschung eingesetzt werden.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-:0-1"><span class="mw-cite-backlink">↑ <sup><a href="#cite_ref-:0_1-0">a</a></sup> <sup><a href="#cite_ref-:0_1-1">b</a></sup></span> <span class="reference-text">T Mikkelsen, M Sjöholm, N Angelou and J Mann: <cite style="font-style:italic">3D WindScanner lidar measurements of wind and turbulence around wind turbines, buildings and bridges</cite>. In: Mater. Sci. Eng. (Hrsg.): <cite style="font-style:italic">IOP Conf. Ser.</cite> <span style="white-space:nowrap">Nr.<span style="display:inline-block;width:.2em"> </span>276</span>.<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rfr_id=info:sid/de.wikipedia.org:Wind-LiDAR&rft.atitle=3D+WindScanner+lidar+measurements+of+wind+and+turbulence+around+wind+turbines%2C+buildings+and+bridges&rft.au=T+Mikkelsen%2C+M+Sj%C3%B6holm%2C+N+Angelou+and+J+Mann&rft.genre=journal&rft.issue=276&rft.jtitle=IOP+Conf.+Ser." style="display:none"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">Lukas Pauscher, Nikola Vasiljevic, Doron Callies, Guillaume Lea, Jakob Mann, Tobias Klaas, Julian Hieronimus, Julia Gottschall, Annedore Schwesig, Martin Kühn, Michael Courtney: <i>An Inter-Comparison Study of Multi- and DBS Lidar Measurements in Complex Terrain.</i> In: <i>Remote Sensing.</i> 8, 2016, S. 782, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.3390/rs8090782">10.3390/rs8090782</a></span>.</span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://glossary.ametsoc.org/wiki/Velocity-azimuth_display">velocity–azimuth display</a> Glossary, ametsoc.org, abgerufen am 20. Februar 2019.</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">Wen-Chau Lee, Xiaowen Tang, Ben J.-D. Jou: <i>Distance Velocity–Azimuth Display (DVAD)—New Interpretation and Analysis of Doppler Velocity.</i> In: <i>Monthly Weather Review.</i> 142, 2014, S. 573, <a href="Digital_Object_Identifier" title="Digital Object Identifier">doi</a>:<span class="uri-handle" style="white-space:nowrap"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://doi.org/10.1175/MWR-D-13-00196.1">10.1175/MWR-D-13-00196.1</a></span>.</span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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