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风能和雷达作为合作伙伴

导读 PTB的新型场强测量系统将预测风电场和雷达设施共存时可能出现的干扰。Physikalisch-Technische Bundesanstalt(PTB)的研究人员与来自不伦瑞

PTB的新型场强测量系统将预测风电场和雷达设施共存时可能出现的干扰。

Physikalisch-TechnischeBundesanstalt(PTB)的研究人员与来自不伦瑞克的FCS飞行校准服务有限公司合作开发了一种测量系统,该系统悬挂在直升机上,可检测空中交通控制导航的电场强度和信号内容。系统准确度前所未有。当发现扩展悬停设施的未来潜在应用领域时,他们几乎没有开发出这种系统:记录的测量数据的评估可以在风电场的规划阶段使用,以了解计划的风电场将在多大程度上影响风电场用于空中交通管制,防空或气象观测的邻近雷达设施的运行。

有时,社会和政治发展演变为竞争项目:一方面,“能源转型”(能量转换)导致许多风电场正在建立,另一方面,气象学家使用的雷达监视系统,空中交通管制和防空确保安全。问题是当雷达波击中大型风电场的风车转子叶片时,它们会散落;它们可以干扰有用信号到传感器提供错误信息的程度。由于相邻雷达设施的运营商通常不再愿意接受基于纯仿真模型的外部专家意见作为两种技术不受干扰共存的证据,因此目前已有多个风能项目被搁置。这是因为波传播的模拟需要许多假设,这些假设迄今无法通过测量来验证,因此,无法再以足够的安全性和确定性来评估与风电场的相互作用。这是PTB和FCSFlightCalibrationServicesGmbH开发的新系统的用武之地:它能够为仿真模型提供基础数据,从而帮助专家从发布授权的权威机构的改进模型中获得更可靠的预测。

关于技术

该技术的核心部分是联合开发的天线和接收器系统。在之前的设计中,它悬挂在直升机上,可以测量空间任意随机位置的电磁场强度,并以实时非常高的采样率保存测量数据以及精确位置(EGNOS支持的GPS)。成功的测试已经证明,该系统能够精确地按照国际民用航空组织(ICAO)的要求测量无瑕疵信号传输所需的电磁远场(例如仪表着陆系统和飞机之间)。测量结果可追溯到国际单位制(SI)-即最高标准-确保其可比性。欧洲没有人曾经做过这件事。

ThorstenSchrader(PTB的“高频和电磁场”部门负责人)和他的研究同事和合作伙伴现在已经将这种天线系统小型化,以便将其安装到八轴飞行器上(即一架宽约80厘米,配备8个转子的小型直升机)。在这样的飞行器上,可能很快就可以在已经存在风电场或计划风电场的地方使用传感器,以便获取关于场强的数据以及在任何随机周期的任何选定坐标处修改的信号内容。。研究人员打算在第一步中使用它来计量检测由风电场引起的电磁波传播的实时动态变化,对其进行分析并将其馈入(最好)简单的电磁数据传输通道模型。

该项目提供的创新方法(WERAN--“风电场与雷达/导航之间的相互作用”的德语缩写)包括将风电场对雷达造成的干扰的复杂估计划分为计量可检测的中间步骤,并仅比较兼容数值模拟和相互测量的数量。该项目由联邦环境,自然保护和核安全部(BMU)资助。PTB的研究合作伙伴是FCS和“陡峭”企业以及LeibnizUniversitätHannover。

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