Windstärkenmessung
Windrichtung und -geschwindigkeit sind zwei in fast allen meteorologischen Anwendungen unverzichtbare Größen. Auch hier hat der Markt eine Vielzahl von Meßgeräten zu bieten, die sich nach Kriterien wie Meßverfahren, Meßbereich, Genauigkeit, Widerstandsfähigkeit, Stromverbrauch, u.a. unterteilen lassen. ADCON bietet in seiner Produktpalette einen repräsentativen Querschnitt für viele Anwendungen.
Dem Wind, dem Wind, dem himmlischen Kind (frei nach den Gebrüdern Grimm) ist meßtechnisch wahrlich nicht leicht beizukommen. Je nach Anwendung muß mal 2m, mal 10m über Grund gemessen werden, aber auch Meßtürme von 80m Höhe und darüber hinaus sind keine Seltenheit. Während für die eine Anwendung hohe Genauigkeit bei extremen Windstärken, oft jenseits der 200km/h, wichtig ist, ist für andere Anwendungen ein extrem niedriges Anlaufmoment und Genauigkeit bei niedrigen Windgeschwindigkeiten von Bedeutung – zum Beispiel in der Landwirtschaft zur Berechnung der Referenzverdunstung.
Auch der Stromverbrauch sollte nicht unterschätzt werden. Wer die Windgeschwindigkeit, genauer: die Windböen, streng nach WMO Richtlinien, veröffentlicht in der 7. Auflage des CIMO Handbuches, erfassen möchte, der muß 4x pro Sekunde messen. Damit muß der Windsensor permanent mit Strom versorgt werden. Mechanische Sensoren sind hier eindeutig im Vorteil, da es sehr stromsparende Hallsensoren gibt, aber auch Generatoren zum Einsatz kommen, die gar keine Energie verbrauchen, sondern ganz im Gegenteil ihr Ausgangssignal durch Windkraft selbst erzeugen. Nicht zu vergessen ist in so einem Fall auch die Tatsache, daß nicht nur 4x pro Sekunde der Wind gemessen werden muß, sondern auch 4x pro Sekunde ein Durchschnittswert aus den letzten 12 Messungen zu bilden ist, sodaß auch der Logger ständig in Betrieb ist und Strom verbraucht.
Ultraschallsensoren werden derzeit als Stand der Technik betrachtet. Niedrige Anlaufgeschwindigkeit, gute Genauigkeit, keine beweglichen Teile, preisgünstig herzustellen. Dabei wird aber gerne übersehen, daß diese Sensoren auch deutlich mehr Strom benötigen, insbesondere wenn sie im oben beschriebenen WMO-Modus permanent messen sollen. Während der Frostsaison ist auch die Gefahr von Eisbildung auf den Emittern nicht zu unterschätzen, die eine Heizung empfehlenswert erscheinen läßt (Stromverbrauch!). Hier sind entsprechend konstruierte mechanische Sensoren im Vorteil, da diese nicht so leicht einfrieren oder blockieren, wenn sich ein wenig Eis oder Schnee auf den Rotorschalen oder der Windfahne absetzt.
Auch die mechanische Belastung, die auf Windsensoren lastet, wird häufig unterschätzt. Bläst der Wind mit 100km/ und mehr, und das auch noch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, dann stellt dies eine enorme Belastung an rotierende Komponenten, aber auch an Ultraschallsensoren, da sich auch diese nicht beim Aufprall kleinerer Äste oder anderer durch den Wind herbeigeblasenen Objekte in ihre Einzelteile zerlegen dürfen.
ADCON bietet daher eine Reihe von Modellen, die mit verschiedenen Technologien allen Anforderungen gerecht werden.
Für die meisten landwirtschaftlichen und meteorologischen Anwendungen empfehlen wir mechanische Sensoren und haben zwei verschiedene Modelle zur Auswahl. Beide sind aus extrem robustem Aluminium gefertigt, sodaß ihnen auch Extremtemperaturen, starke UV-Strahlung und höchste Windgeschwindigkeiten nichts anhaben können. Beide zeichnen sich auch durch extrem niedrige Anlaufgeschwindigkeit, hohe Genauigkeit und besonders geringen Stromverbrauch aus. Details zu diesen beiden Modellen finden Sie, wenn Sie auf diese Links klicken:
ADCON Vento Windsensorset ADCON Pro/10 Windsensorset
Selbstverständlich sind diese Sensoren uneingeschränkt kompatibel zu allen ADCON RTUs, besonders aber zu den Modellen der Serie A753. Beide Ausführungen, die A753 UHF wie auch die A753 GPRS/UMTS, verfügen über die spezielle WMO-gerechte Windböenmessung. Diese kann ganz einfach über den Konfigurator im A850 Telemetry Gateway ein- und ausgeschaltet werden. Ist sie aktiviert, mißt die RTU 4x pro Sekunde, bildet ebenfalls 4x pro Sekunde den Durchschnitt aus den letzten 12 Messungen, und speichert den jeweils höchsten Meßwert innerhalb der Beobachtungsperiode – typischerweise 10 Minuten – ab. Dieser Meßwert wird dann zusammen mit dem arithmetischen Mittelwert der Beobachtungsperiode übermittelt, sodaß immer Höchst- und Durchschnittsgeschwindigkeit übertragen werden.
Wenn der Stromverbrauch hingegen kein Thema ist, oder nicht permanent gemessen werden muß, können auch Ultraschallsensoren verwendet werden. In diesem Fall verwenden wir Sensoren unserer Schwesterfirma Lufft, Deutschland. Diese Sensoren sind in einer ganzen Reihe von Ausführungen erhältlich, vom einfachen Windrichtungs- und -geschwindigkeitssensor bis hin zum vollständig integrierten Multifunktionssensor mit Temperatur-, Luftdruck-, Luftfeuchte- und Strahlungsmessung. Im Unterschied zu den beiden oben angeführten mechanischen Sensoren kommt hier kein Analogsignal zum Einsatz, sondern das digitale SDI-12 Protokoll.