Windmessung nach MeasNet-Standard
Was ist MeasNet?
Das Measurement Network of Wind Energy Institutes (MeasNet) ist ein internationaler Zusammenschluss von Windenergie-Messinstituten, der einheitliche Qualitätsstandards für Windmessungen definiert. Gegründet 1997, umfasst MeasNet heute über 30 Institute weltweit, darunter die Deutsche WindGuard, DTU Wind (Dänemark), CENER (Spanien) und NREL (USA) (MeasNet, 2024).
MeasNet-Verfahren stellen sicher, dass Windmessungen reproduzierbar, nachvollziehbar und von Dritten prüfbar sind. Für bankfähige Ertragsgutachten nach FGW TR6 ist eine MeasNet-konforme Messkampagne die Mindestanforderung an die Eingangsdaten (FGW, TR6 Rev. 11, 2023).
Messverfahren im Überblick
Zwei grundsätzlich verschiedene Verfahren werden in der Praxis eingesetzt:
Mastmessung (In-situ-Anemometrie)
Ein abgespannter Stahlgittermast wird in der Nähe des geplanten WEA-Standorts errichtet. Auf mehreren Messhöhen werden Sensoren montiert:
- Schalenkreuz-Anemometer – Bewährter Sensor für die Horizontalwindgeschwindigkeit. Kalibrierung nach IEC 61400-12-1 in einem MeasNet-akkreditierten Windkanal vorgeschrieben (IEC 61400-12-1 Ed. 2, 2022).
- Ultraschall-Anemometer – Misst Windgeschwindigkeit und -richtung dreidimensional, keine beweglichen Teile. Anfälliger für Niederschlag und Vereisung.
- Windfahnen – Erfassung der Windrichtung, redundant auf mehreren Höhen.
- Temperatur-, Feuchte- und Drucksensoren – Für die Luftdichte-Korrektur erforderlich.
Die Masthöhe muss nach MeasNet-Empfehlung mindestens 2/3 der geplanten Nabenhöhe betragen. Bei modernen Anlagen mit Nabenhöhen von 120–170 m werden daher Masten von 80–160 m Höhe eingesetzt (MeasNet Evaluation of Site Specific Wind Conditions, V3, 2022).
Remote Sensing (LiDAR und SoDAR)
Bodengestützte Fernmessverfahren messen das Windprofil berührungslos bis in große Höhen:
- LiDAR (Light Detection and Ranging) – Sendet Laserpulse aus und wertet die Doppler-Verschiebung an Aerosol-Partikeln aus. Misst Windprofile bis über 200 m Höhe. In der FGW TR6 als gleichwertiges Verfahren anerkannt, sofern das Gerät MeasNet-verifiziert ist (TÜV Nord, 2024).
- SoDAR (Sonic Detection and Ranging) – Funktioniert akustisch statt optisch. Geringere Reichweite und höhere Unsicherheit als LiDAR, daher im Ertragsgutachten-Kontext seltener als alleiniges Messverfahren akzeptiert.
Vergleich: Mastmessung vs. LiDAR
| Kriterium | Mastmessung | LiDAR-Kampagne |
|---|---|---|
| Messhöhe | Bis ca. 160 m (mastbegrenzt) | Bis > 200 m (flexibel) |
| Genauigkeit | Referenzstandard (Klasse-1-Anemometer: ± 1 %) | Vergleichbar nach MeasNet-Verifikation (± 1–2 %) |
| Genehmigung | Baugenehmigung erforderlich (Mast > 10 m) | In der Regel genehmigungsfrei |
| Mobilität | Stationär (Standort fest) | Versetzbar, Mehrpunkt-Kampagnen möglich |
| Kosten (12 Mon.) | 80.000–200.000 EUR | 40.000–100.000 EUR |
| Geländeeignung | Alle Geländetypen | Einschränkungen in sehr komplexem Terrain |
| Bankakzeptanz | Uneingeschränkt | Ja, mit MeasNet-Verifikation |
Quellen: Kostenrichtwerte nach Projektpraxis Deutsche WindGuard und TÜV Nord; Genauigkeitsangaben nach IEC 61400-12-1 Ed. 2 (2022).
Messdauer und Langzeitkorrektur
MeasNet fordert eine Messdauer von mindestens 12 Monaten, um saisonale Schwankungen vollständig zu erfassen. Die Messkampagne allein bildet jedoch nur einen begrenzten Zeitraum ab. Um die Repräsentativität zu bewerten, wird eine Langzeitkorrektur durchgeführt:
- MCP-Methoden (Measure-Correlate-Predict) – Die Messdaten werden mit überregionalen Langzeit-Referenzdaten (Reanalyse-Datensätze wie ERA5, Langzeit-Messstationen) über einen Zeitraum von mindestens 10 Jahren korreliert.
- Gängige MCP-Verfahren: lineare Regression, Matrix-Methode, Varianz-Ratio-Methode. Die Wahl des Verfahrens beeinflusst die Unsicherheit um 2–4 Prozentpunkte (DNV, 2024).
Kalibrierung
Eine saubere Kalibrierungskette ist die Voraussetzung für belastbare Messdaten:
Sensor-Kalibrierung
Jeder Anemometer muss vor Einsatz in einem MeasNet-akkreditierten Windkanal kalibriert werden. Die Norm IEC 61400-12-1 definiert die Anforderungen an Kalibrierverfahren, Windkanalqualität und Dokumentation. LiDAR-Geräte durchlaufen eine MeasNet-Verifikationskampagne gegen einen kalibrierten Referenzmast.
Standort-Kalibrierung (Site Calibration)
Wenn die Messposition nicht mit der geplanten Turbinenposition übereinstimmt, muss eine Standort-Kalibrierung durchgeführt werden. Dabei wird das Verhältnis der Windgeschwindigkeiten zwischen Mess- und Turbinenstandort für alle Windrichtungssektoren bestimmt. Dies ist insbesondere in komplexem Gelände (Wald, Hanglagen) relevant (MeasNet, V3, 2022).
MeasNet-Qualitätsanforderungen
Die zentralen Anforderungen an eine MeasNet-konforme Messkampagne:
- Datenabdeckungsgrad ≥ 90 % – Mindestens 90 % aller 10-Minuten-Intervalle müssen gültige Messwerte liefern.
- Dokumentierte Sensor-Kalibrierung – Gültige Kalibrierzertifikate für alle eingesetzten Sensoren, ausgestellt von MeasNet-akkreditierten Laboren.
- Datenqualitätskontrolle – Systematische Prüfung auf Ausreißer, Mastschatten-Sektoren, Vereisung, Sensorausfall. Fehlerhafte Intervalle werden dokumentiert und aus der Auswertung ausgeschlossen.
- Mastschatten-Korrektur – Bei Mastmessungen werden durch den Mast selbst gestörte Windrichtungssektoren (typischerweise ± 30° um den Mast) identifiziert und bei der Auswertung korrigiert oder ausgeschlossen.
- Nachvollziehbare Dokumentation – Vollständiger Messbericht mit Sensorspezifikationen, Kalibriernachweisen, Datenlücken-Protokoll und QC-Verfahrensbeschreibung.
Quelle: MeasNet Evaluation of Site Specific Wind Conditions, Version 3 (2022).
Kosten einer Windmesskampagne
Die Kosten hängen stark von Messverfahren, Standort und Kampagnendauer ab:
- Mastmessung (12 Monate) – 80.000–200.000 EUR. Größte Kostentreiber: Mastbau und -rückbau, Baugenehmigung, Sensorik, Betrieb und Wartung, Grundstücksnutzung.
- LiDAR-Kampagne (12 Monate) – 40.000–100.000 EUR. Kein Mastbau, geringerer Genehmigungsaufwand, Geräte können gemietet werden.
Bei Repowering-Projekten können Betriebsdaten der Bestandsanlagen die Messkampagne ergänzen oder verkürzen, was die Kosten reduziert. Richtwerte nach Projektpraxis Deutsche WindGuard und TÜV Nord.
Häufige Fragen (FAQ)
Wie lange muss eine Windmessung nach MeasNet dauern?
MeasNet empfiehlt eine standortspezifische Messkampagne von mindestens 12 Monaten, um saisonale Schwankungen vollständig zu erfassen. Anschließend wird eine Langzeitkorrektur gegen überregionale Referenzdaten (mindestens 10 Jahre) durchgeführt, um die Repräsentativität des Messzeitraums zu bewerten (MeasNet, V3, 2022).
Ist eine LiDAR-Messung gleichwertig zur Mastmessung?
Ja, sofern das LiDAR-Gerät eine gültige MeasNet-Verifikation besitzt und die Kampagne die MeasNet-Anforderungen an Datenabdeckung und Kalibrierung erfüllt. Die FGW TR6 und IEC 61400-12-1 Ed. 2 erkennen Remote Sensing als gleichwertiges Messverfahren an (IEC 61400-12-1, 2022).
Was kostet eine Windmesskampagne?
Eine Mastmessung (inkl. Mastbau, Genehmigung, Sensorik und 12-Monats-Betrieb) liegt typischerweise zwischen 80.000 und 200.000 EUR. Eine bodengestützte LiDAR-Kampagne ist mit 40.000 bis 100.000 EUR deutlich günstiger, da kein Mastbau erforderlich ist (Richtwerte nach Deutsche WindGuard / TÜV Nord).
Was bedeutet ein Datenabdeckungsgrad von 90 %?
MeasNet fordert, dass mindestens 90 % aller 10-Minuten-Intervalle im Messzeitraum gültige Daten liefern. Fehlende Intervalle entstehen durch Sensorausfall, Vereisung oder Wartung. Liegt die Abdeckung unter 90 %, gelten die Daten als nicht repräsentativ und können die Gutachten-Unsicherheit erheblich erhöhen (MeasNet, V3, 2022).
Windmessung nach MeasNet – Messverfahren, Qualitätsstandards und Prozesskette
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