一个成功的风电场项目的开发取决于开发商对潜在开发区域可以生产多少能源的了解。有关风速、气象模式、地形和其他因素的特定位置信息为新的风力发电项目的选址和设计提供了建议。但是，随着涡轮机越来越高，在必要的高度准确收集有价值的风力数据非常重要，以最大限度地减少不确定性并确保可盈利性。
在过去，气象桅杆是风力应用的主要测量技术，但这些仪器正在努力跟上风能创新的步伐。激光雷达作为一种可行的工具，可以精确测量风力，即使是最高的涡轮机，陆上和海上，以及各种气候和地形类型。
用正确的工具收集正确的数据
风能资源评价是风能开发的关键环节。WRA是任何陆上或海上风电场项目的成败关键，在建设开始前必须收集准确的数据，这对确保财务投资至关重要。
虽然很明显，风力发电场在风力发电潜力最大的地方工作效率最高，但知道在哪里以及如何优化场地对生产至关重要。然而，只有通过正确的测量，才能预测给定地点的大气条件将产生多少能量。由于每个风电场都是独特的，面临着不同的挑战，准确量化给定地点的风力资源对于确定其财务和实际可行性至关重要。
传统上，在测量特定地点的风的行为时，会安装一个met桅杆，因为它可以创建一个可跟踪的数据集，这可以帮助投资者更放心地决定一个项目是否值得投资。尽管金属桅杆通常是可靠的，但它们的高度使得在上面工作很危险。
让问题更加复杂的是，由于极端天气条件和人为破坏，这些配备气象仪器的独立塔楼很容易出现机械故障。对于风能决策者来说，寻找和等待替换部件已经足够困难了，但大流行带来的全球供应链问题加剧了这些问题，导致维修时间飙升。
在现代涡轮机的轮毂高度上，met桅杆有效收集数据的能力也有局限性。较短的桅杆依赖于垂直外推技术，通常会引入误差和不确定性。
此外，安装met塔是昂贵的，需要大量的时间和漫长的许可过程。对于海上风能开发来说，由于在海洋中建造数百万美元的地基，使用满足要求的桅杆是不切实际的。然而，创新已经允许公司使用激光雷达安全、快速、在前所未有的高度收集风电场的数据，比如维萨拉的WindCube。
毫无疑问，激光雷达几乎完全取代了海上met桅杆。事实上，IEA任务52，也被称为“风力激光雷达”任务，预计激光雷达技术将完全取代传统的桅杆，激光雷达已经占到陆地WRA活动和永久风力监测的至少10%。
WRA数据收集的下一步
在一个大型风力发电场定期涌现的行业中，光探测和测距(又名激光雷达)传感器可以让开发者在竞争中占据优势。
激光雷达通过照射脉冲激光并测量反射光返回的时间来测量风速和风向。这项先进的技术正在改变我们绘制和测量世界的方式，并越来越多地用于危险评估、河流调查、大气研究、风廓线和许多其他应用。
随着风能的容量和发展不断增加，激光雷达作为一种更经济、更准确的手段，在风电场项目的每个阶段测量风力输出，无论是WRA活动、功率性能测试、涡轮机原型测试，还是永久风力监测，迅速在风能行业利益相关者中受到欢迎。
利用激光雷达在多个用户自定义高度收集的风力数据，风力开发人员可以更准确地评估给定地点的风力资源，并减少年度发电量(AEP)计算中的不确定性。激光雷达技术不仅使开发人员能够在早期阶段更准确地评估项目的成功程度，而且还简化了监管审批，因为监管机构可以获得有关项目的更准确信息。
最近的研究和实际部署表明，基于独立激光雷达的WRA与基于met桅杆的轮毂高度风测量的WRA几乎具有相同的不确定性。几种类型的激光雷达可用于风的测量。在海上，垂直剖面和扫描激光雷达既可以安装在现有的海上平台上，也可以安装在岸上的海岸线上。激光雷达还可以集成到浮动激光雷达系统(FLS)中，越来越多地用于海上风测量活动。
在陆上，可以在一次测量活动中使用多个垂直剖面仪:一个作为固定的测量点，而其他的则在现场周围移动，以降低水平测量的不确定性。通过提供空间分辨率来分析更大的区域和直接风评估来降低垂直不确定性，扫描和垂直剖面激光雷达设备降低了不确定性，提高了项目的可融资性。
与传统技术相比，使用激光雷达的优势在于，它可以提供地面以上多个高度的风场详细测量数据，这有助于确定大面积的风速和风向，并快速、安全地提供关键的环境数据。
除了在不同高度进行更精确的测量外，激光雷达还具有速度快、易于部署、灵活性、机动性和可重用性等优势。同时，WindCube激光雷达一直由独立的第三方顾问进行验证和验证，以确保数据的准确性和项目的可融资性。
与现有桅杆相比，这些优势有助于确保该技术可以在多种地形和各种气候条件下使用。为了更好地解释场地范围内的空间变化并减少复杂地形中风流建模的不确定性，现有的建模技术可以解释非均匀风流，校正激光雷达数据，使其准确、可靠和有利可图。
这些优势增加了人们的信心和可接受性，推动了激光雷达作为WRA和风能项目后续阶段的独立测量系统的趋势。激光雷达正在成为WRA的标准，随着风能行业在传统桅杆之外寻求更高的数据准确性、可靠性和安全措施，这项技术也在不断改进。
有了激光雷达，未来就是现在
随着风能发电成本的持续下降，其对一个国家电力生产的贡献潜力只会变得越来越重要。这种可再生资源的评估通常具有挑战性，因为风在时间和空间上都是不同的，这导致高效运行所需的复杂测量。新的技术进步使这一过程更容易、更精细，增加了投资者对风能行业的信心。
随着风能发展的继续，WRA对激光雷达的需求也将增加。与此同时，重大的技术进步正在提高效率，使激光雷达成为各种规模项目的更可行的选择。如果你在风能行业，你会想要使用激光雷达。没有其他技术能像激光雷达一样，在每个开发项目阶段提供相同类型的可操作的风能信息。
如今，风能行业已经有了必要的指导方针和标准，可以建立全球信心、知识共享和激光雷达标准化，使其成为大多数标准风能流程的重要和预期组成部分。随着激光雷达技术的进步和风能行业继续向越来越多的技术驱动的空间发展，决策者可以预期，在未来20年内，风电行业的风力测量在很大程度上将被激光雷达取代(如果不是完全交换的话)。
当你的整个项目依赖于最初的风资源评估时，只有使用现代激光雷达解决方案才能获得给定位置风行为的完整图像。
作者简介
Elvira Aliverdieva是维萨拉(Vaisala)的产品和营销专家，维萨拉是天气、环境和工业测量领域的全球领导者，专注于公司陆上和海上风电产品战略的发展，主要关注蓬勃发展的海上市场。
