Wpływ temperatury powietrza i ciśnienia barometrycznego na kalibrację anemometru
Kalibrację anemometru przeprowadza się zwykle w tunelu aerodynamicznym przy stałej, panującej temperaturze powietrza i ciśnieniu atmosferycznym. Ta kalibracja jest podstawą do pomiaru prędkości wiatru masztu i dlatego może być również wykorzystana do oceny lokalizacji potencjalnych farm wiatrowych. Ponieważ parametry środowiskowe mogą wpływać na działanie anemometru, konieczne jest wybranie anemometru odpowiedniego dla konkretnego miejsca. Ponadto pomiar wpływu na środowisko jest ważny dla dokładnej oceny lokalizacji i kontroli wydajności turbiny wiatrowej.
Anemometry dostępne są w różnych klasach dokładności. Najnowsza opisuje różne parametry wpływające, które należy zbadać przy klasyfikacji anemometrów. Różne poziomy odpowiadają różnym zakresom roboczym tych wpływających parametrów. Należą do nich temperatura powietrza i gęstość powietrza.
Przyjmuje się, że zmiany temperatury powietrza wpływają tylko na tarcie łożyska. Wyższa temperatura powietrza zmniejsza tarcie, a tym samym zwiększa obroty i odwrotnie.
Nie ma dalszych zaleceń dotyczących oceny zmian gęstości powietrza. Gęstość powietrza jest funkcją temperatury i ciśnienia powietrza. Aby zbadać wpływ zmian gęstości powietrza, można zmieniać temperaturę powietrza lub ciśnienie powietrza. Jeśli zmiany temperatury są wykorzystywane do regulacji gęstości powietrza podczas kalibracji, rozróżnienie skutków zmiany temperatury i gęstości powietrza może być trudne. Najdokładniejsze wyniki uzyskuje się, jeśli oba parametry, temperatura powietrza i ciśnienie powietrza, mogą być zmieniane niezależnie.
W standardowych tunelach aerodynamicznych zwykle nie można precyzyjnie ustawić temperatury i ciśnienia powietrza. Dlatego wpływ tych warunków środowiskowych nie może być wiarygodnie oszacowany. Zaprojektowano tutaj tunel aerodynamiczny do badań w układzie „Göttinger”, w którym można niezależnie zmieniać ciśnienie otoczenia i temperaturę kanałów tunelu.
Kalibracyjne metody pomiarowe anemometrów kubkowych, śmigłowych i ultradźwiękowych. Wynikiem kalibracji jest prędkość wiatru wskazywana przez anemometr przy różnych temperaturach i/lub różnych ciśnieniach barometrycznych. Wyniki kalibracji można wykorzystać do oszacowania niepewności czujników wiatru przy bardzo niskich lub wysokich temperaturach i/lub na dużych wysokościach (niższe temperatury i mniejsze gęstości). Wyniki te są również istotne dla klasyfikacji anemometrów według IEC [1].
Przedstawiono wcześniejsze badania wpływu zmian temperatury powietrza na tarcie łożyska anemometru kubkowego. W rozdziale 3 podany zostanie opis techniczny tunelu aerodynamicznego o zmiennej gęstości powietrza, a następnie procedura kalibracji anemometru dla zmiennej temperatury i ciśnienia powietrza. Obliczenia niepewności przedstawiono w rozdziale 4. Na koniec przedstawiono wyniki i końcowe wnioski dla dwóch różnych anemometrów kubkowych, powszechnie używanych iz wyjściem sygnału częstotliwościowego, o podobnych kształtach.
