46100 Introduktion til mikrometeorologi for vindenergi

2024/2025

Kursusinformation
Introduction to Micrometeorology for Wind Energy
Engelsk
5
Kandidat
Generel retningskompetence (MSc), Wind Energy
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy
Retningsspecifikt kursus (MSc), Sustainable Energy Technologies
Retningsspecifikt kursus (MSc), Wind Energy
Teknologisk specialisering (MSc), Sustainable Energy
E2B (tors 8-12)
Campus Lyngby
Forelæsninger med diskussion og in-class 'øvelser', samt obligatoriske kursusopgaver.
13-uger
E2B
Mundtlig eksamen og bedømmelse af opgave(r)
Karakteren gives på basis af en helhedsvurdering baseret på obligatoriske afleveringopgaver samt en mundtlig eksamen
Ingen hjælpemidler
7-trins skala , intern bedømmelse
Bachelorniveau i matematik inkl. differential/​integral calculus med vektorer og kompleks tal (fx. DTU 01005 & 01901). Strømningsmekanik/​dynamik anvendes lidt, og termodynamik også hjælper. Desuden erfaring med mindst én programmeringsværktøjer som Matlab/Python eller fx Mathematica, svarende til fx. 02631/02633.
Mark C. Kelly , Risø Campus, Bygning 125, Tlf. (+45) 4677 5020 , mkel@dtu.dk
46 Institut for Vind og Energisystemer
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
At give et indblik og brugbar forståelse af atmosfærisk strømning/fysik samt statistik, der er relevant for vindenergi, incl. turbulens og vindressourcer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Bruge forskellige simple statistiske begreber til beskrivelsen af tidsserier af vind; f.eks. middelværdi, momenter og sandsynlighedsfordelinger
  • Analysere meteorologiske tidsserier med mere avancerede statistiske metoder såsom korrelationsfunktioner, spektre og krydsspektre
  • Redegøre for de grundlæggende mekanismer, som genererer vind i atmosfæren
  • Forklare begge atmosfæriske-grænselagkonceptet og overfladelagskonceptet, sammen med begrænsningerne/​kravene i teori baseret på overfladelagen
  • Forklare, hvordan atmosfæriske stabilitet og Coriolis-styrken påvirker atmosfæriske grænselagen og vindstrømmen
  • Bruge kvantitativt mikrometeorologiske begreber som ruhedslængde, momentumfluks, Obukhov-længde, og sammenhængen mellem den geostrofe vind og overfladevinden
  • Kvalitativt redegøre for hvorledes forskellige terræntyper og topografien påvirker den atmosfæriske strømning
  • Anvende ovennævnte til at estimere vindressourcer i simpelt terræn
  • Kvantitativt beskrive atmosfærisk turbulens ved hjælp af varianser, spektre og kohærenser; og forklare sammenhængen med den dynamiske belastninger på strukturer
  • Karakterisere de mest almindeligt anvendte in-situ og fjernmålere af vind
  • Redegøre for vindrelaterede emner i IEC 61400-1 standarden for vindmøllesikkerhed
Kursusindhold
Introduktion til atmosfærefysik og tilhørende grundlæggende statistisk analyse, der er relevant for vindenergi. Det handler om den atmosfæriske grænselag, inkl. stabilitet, ruhed og topografi, statistik for middel og ekstreme vinde. Det også handler om turbulens og vindstød; kvantitativ beskrivelse inkluderer spektra, kohærens og fordelingsfunktioner. Kilderne til vinddata gennemgås, og vindressourcerne behandles. Kursusmaterialet er primært noter (PDF-fil), med interaktivt foredrag på tavlen, der også involverer nogle øvelser i klassen (og nogen gang også slides). Kurset er opgave-drevet; der anvendes numeriske programmeringsværktøjer (frit valg, fx Python, MatLab eller Mathematica) til opgaveløsning.
Litteraturhenvisninger
Noter udleveres.
Bemærkninger
Bemærk venligst at der forudsættes et godt kendskab til differential- og integralregning på bachelor niveau. Desuden forventes programmeringserfaring (Matlab, Python eller lignende), og hvis ikke vil det kræve mere tid end svarende til 5 ECTS
Sidst opdateret
02. maj, 2024