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Wind-Lidar

Wind-Fernmessverfahren

Lidar-Systeme ermöglichen die bodengestützte Messung von Windgeschwindigkeiten, indem ausgesendetes Laserlicht an Partikeln (Aerosolen) in der Strömung gestreut und wieder empfangen wird. Die aufgrund des Dopplereffekts entstandene Frequenzverschiebung des Streulichts wird ausgewertet und dient zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Aerosols.
Die Entwicklung eines neuartigen  bistatischen  Wind- Lidar-System erlaubt die vektorielle Bestimmung der Windgeschwindigkeit anhand des Streulichts einzelner Aerosole innerhalb eines räumlich hochaufgelösten Messvolumens in Höhen von 5 m bis über 200 m mit einer Geschwindigkeitsauflösung von 0,1 m/s.
Konventionelle monostatische Wind-Lidar-Systeme erfassen nur die Geschwindigkeits- komponente in Strahlrichtung, so dass sie zur Bestimmung eines Windvektors ihren Laserstrahl in verschiedene Richtungen schwenken müssen. Voraussetzung für dieses Verfahren sind nahezu homogene Strömungsfelder im Schwenkbereich des Laserstrahls, also im Umkreis bis zu 100 m.

Monostatischer (links) und bistatischer (rechts) Lidar-Aufbau

Im Gegensatz zu konventionellen monostatischen Lidar-Systemen  nutzt das von der PTB neu entwickelte, sogenannte bistatische Wind-Lidar-System eine Sendeeinheit (TX) und drei Empfangseinheiten (RX). Dies erlaubt die Bestimmung des Geschwindigkeitsvektors einzelner Aerosole, so dass Inhomogenitäten des Strömungsfeldes die Messung nicht verfälschen können. Zudem ermöglicht die gleichzeitige Bestimmung aller Geschwindig- keitskomponenten eine hohe Zeitauflösung und das räumlich stark begrenzte Messvolumen von unter einem Kubikdezimeter eine hohe Ortsauflösung.