Die Extremwindgeschwindigkeit entspricht dem 10-Minuten-Windgeschwindigkeitsmittelwert mit einer Wiederkehrperiode von 50 Jahren (DIBt, 2015 und IEC, 2020).

GEO-NET bietet standort- und nabenhöhenspezifische Abschätzungen des Extremwindes für Ihr geplantes Windenergieprojekt an.

Eine Extremwindbetrachtung fällt im Rahmen eines Standsicherheitsnachweises an. Hierbei kann die Bestimmung des Extremwindes laut (DIBt, 2015) auf zwei Arten erfolgen: Einerseits durch einen simplen Vergleich der Windzonen basierend auf der Windzonenkarte nach DIBt und der veröffentlichten Windzone in der Auslegung des jeweils geplanten WEA-Typs oder andererseits nach dem Berechnungsverfahren nach DIN 1991-1 basierend auf den Angaben zur Windzone und Geländekategorie am Ort der Planung. Ist der Windzonenvergleich nicht erfolgreich bzw. nicht möglich und nach dem Berechnungsverfahren der DIN 1991-1 ebenfalls der Auslegungswert überschritten, so ist eine genauere Abschätzung des Extremwindes nötig, um zu prüfen, ob die Standsicherheit gewährleistet werden kann. Dies geschieht im Rahmen einer von GEO-NET angebotenen Extremwindabschätzung.

Grundlage der Extremwindabschätzung ist ein Verfahren der Extremwertstatistik, wobei ein stochastisches Verhalten des zu untersuchenden Ereignisses angenommen wird. Es erfolgt die Extraktion jährlicher Windgeschwindigkeitsmaxima aus der zugrundeliegenden Zeitreihe. Es wird angenommen, dass die extrahierten Maxima mittels Gumbel-Verteilung beschrieben werden können, deren Verwendung in der Industrie weit verbreitet ist. Anhand der an die extrahierten Maxima angepassten Gumbel-Verteilung wird der Extremwind abgeschätzt. Im Rahmen der hausinternen Validierung der Bestimmung des Extremwindes, in die mehr als 50 Messungen deutschlandweit eingeflossen sind, wurde ein Skalierungsfaktor bestimmt, mit dem der berechnete Extremwind zu multiplizieren ist. Hierbei wurde ein Sicherheitsaufschlag von einer halben Standardabweichung berücksichtigt, um die Unsicherheiten der Modellkette entsprechend zu berücksichtigen.

Als Datenbasis dient eine räumlich repräsentative 20-jährige Zeitreihe des Windes, die auf einer WRF-Simulation basiert und mit einem erprobten Verfahren basierend auf Maschinellem Lernen und einer Spektralmethode aufbereitet wurde (10-min Zeitreihen - GEO-NET Umweltconsulting).

Abb. 1: An die jährlichen Maximalwerte der Windgeschwindigkeit u_GN-WRF_ML-Spek wird eine Gumbel-Verteilung angepasst.