相較傳統(tǒng)海上測(cè)風(fēng)塔，風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)具有造價(jià)低，部署簡(jiǎn)單，運(yùn)維方便，易回收等優(yōu)勢(shì)。風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)在深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源測(cè)量、機(jī)組功率曲線測(cè)試、海上氣象保障中能夠發(fā)揮很重要的作用。同時(shí)，風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)能夠自定義測(cè)量不同層次的數(shù)據(jù)，可為準(zhǔn)確計(jì)算葉輪等效風(fēng)速提供依據(jù)，從而幫助相關(guān)企業(yè)更好地提高收益。

風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)介紹

風(fēng)力激光雷達(dá)浮標(biāo)主要由浮標(biāo)平臺(tái)和其搭載的激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)構(gòu)成。激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)是風(fēng)場(chǎng)測(cè)量的關(guān)鍵核心設(shè)備，浮標(biāo)體用于保證激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)在海上的安全穩(wěn)定運(yùn)行。激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)主要采用多普勒探測(cè)技術(shù)，即用激光雷達(dá)發(fā)射激光束到空氣中，運(yùn)動(dòng)的氣溶膠顆粒會(huì)使反射波發(fā)生多普勒頻移現(xiàn)象，再通過(guò)激光雷達(dá)對(duì)反射波進(jìn)行處理，從而解析出其中所含的風(fēng)速與風(fēng)向信息。

海上風(fēng)能資源測(cè)量準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵是要保證激光雷達(dá)在風(fēng)場(chǎng)測(cè)量時(shí)的精確度。由于激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)在海上隨浮標(biāo)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，激光徑向測(cè)量位置的偏差、系統(tǒng)本身的運(yùn)動(dòng)速度等因素都會(huì)在觀測(cè)到的原始數(shù)據(jù)中引入誤差。為避免這類(lèi)誤差，目前國(guó)內(nèi)外漂浮式激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)均采用實(shí)時(shí)姿態(tài)與速度補(bǔ)償算法進(jìn)行實(shí)時(shí)校正。通過(guò)利用搭載的GNSS和高精度慣導(dǎo)獲得實(shí)時(shí)浮標(biāo)姿態(tài)信息，如浮標(biāo)位置、移動(dòng)速度和姿態(tài)角等信息，結(jié)合激光雷達(dá)伺服系統(tǒng)記錄的浮標(biāo)坐標(biāo)系下的光束掃描俯仰角和方位角，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)系變換矩陣分析，剔除浮標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的徑向分量，從而得到真實(shí)的徑向風(fēng)速。校正后的徑向風(fēng)速通過(guò)風(fēng)場(chǎng)反演方法，如DBS風(fēng)場(chǎng)反演方法、VAD風(fēng)場(chǎng)擬合方法等得到真實(shí)的大氣風(fēng)場(chǎng)。

浮標(biāo)平臺(tái)是構(gòu)成漂浮式激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)的主要部件，直徑從3米到10米不等，一般直徑4米以上的大中型浮標(biāo)還會(huì)搭載潮位儀、海流計(jì)、測(cè)波儀等多種海洋傳感器觀測(cè)海洋環(huán)境。浮標(biāo)平臺(tái)為激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)提供供電、通信、監(jiān)控等基本功能。其中供電系統(tǒng)一般由光伏電池板、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、蓄電池、燃料電池等組成，滿足激光測(cè)風(fēng)雷達(dá)長(zhǎng)時(shí)間海上運(yùn)行要求。