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Windstatistik, Rayleigh-Verteilung


CC-BY-NC-SA 3.0

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hatman den ärgern dass die Windgeschwindigkeitja nicht immer konstant ist das wäre schön einfachsagewie häufigtritt welche Windgeschwindigkeitaufwenn das so aussehenwir das schön einfach eine Konstante Windgeschwindigkeit?? bisher leider nicht es tretenmanche Windgeschwindigkeitenhäufiger auf und manche treten weniger häufig aufwenn ich abschätzen will wie groß der Ertrag meiner Anlage ist das berücksichtigteinigen Geschwindigkeiten häufiger sind andere seltener sind ich kann nicht einfach mit der mittleren Windgeschwindigkeitrechnenwarum kann ich nicht einfach mit der mittleren Windgeschwindigkeitrechnete Salomo sie die mittlere Ebene kann sie hervor beim Höhenprofil der rechten man es bei den mittleren Gefälligkeit aus sie sagen?? wo ist die mittlere Geschwindigkeit gleich da komme ich meinen Ertrag jetzt nicht einfach mit der mittleren Windgeschwindigkeitdrohte Punkt es tatsächlich ?? in der Formel für die Leistung steht ein V hoch dreiBlablablablablaV hoch dreiwenn sie hier die mittlere Windgeschwindigkeithoch drei einsetzen sind sie viel zu wenig Haus die oberen hier die sind in der dritten Potenz ja wahnsinnig großdeshalbKrisen an das Ergebnis wenn sie das sehr korrekt rechnen wenn sie für jeden Momentdie Windgeschwindigkeithoch drei nehmen sie hier vielmehr Haus mit Frau hoch drei und dann Mittelwert bilden als wenn sie erst den Mittelwert der Windgeschwindigkeitnehmen und dann hoch drei bilden eine Mann hätte sich ausleben können und hätte schlicht und ergreifendden Erwartungswert?? sowie der Mathematik den Erwartungswertder dritten Potenzbilden könne man den animierten Erwartungswert der dritten Potenz dann kann man tatsächlich den Einsätzen Patent mittlerenLeistungswertstimmtehrlicherweiseauch nicht das Klima dann in den kommenden MonatendieLeistungskurvevon den Windenergieanlagenist ja nicht einfach hoch dreisondern die sie der komplizierter aus erster muss die Anlageanlaufenpassiert gar nichts dann geht sie vielleicht mit der dritten Potenzordentlich sie ab und ?? Komma Nennleistung und dann wird abgeschaltet ?? das heißt auch dieser Trick würde heimlich helfen offene reale Anlage dann durch Abschätzung zu machen muss tatsächlichwissen welche Windgeschwindigkeitwie häufig auftrittwie häufig bin ich da wie häufig bin ich da jetzt die Endgeschwindigkeitdann kann ich jeweils gucken aber Sonderleistungaus der Anlage raus dann kann ich Mittelals wir das niemals funktionierenso das ist der Grund für diese Statistik sollten wir einfach mit der Mittelmäßigkeitrechnen und fertigMannesmannein fauler Mensch und möchte nicht hier jetztzunächst Programm angebendie ganzen Zahlenwerteangeben das nervt totalsondern man gibt einfach eine Kurve erst mal an die das ganzemehr oder minder gut ernährtPunktwahrscheinlich festigtesich eineklein Bvon der Windgeschwindigkeitmüssen Sie so wird die wohl aussehenschön sanft Auslauf und so wird die wohl aussehenvom Gefühl herwas manmathematischleichter fassen kann ich diese Wahrscheinlichkeitsdichtesondern die Verteilungsfunktiondass es wirklich ?? WahrscheinlichkeitWahrscheinlichkeitsdichteist WahrscheinlichkeitproMeter pro Sekundenicht so leicht zu verstehen die Form der Kurve ist relativ klar diese Geschwindigkeitenhier sind häufig die sind seltener die sind seltenerwas es als Wert rauskommt das es bisschen schwieriger zu verstehenals bei der Verteilungsfunktioneinfach ?? das ist wirklicheine Wahrscheinlichkeitgroß Pund zwar dass die Windgeschwindigkeitdie man aktuell hatdas die kleiner gleich Fouls oder kleiner vor das macht bei diesen Verteilung ein Unterschied offiziell das kleiner gleich fangdas ist ?? VerteilungsfunktionZufallsgrößekleiner gleich eingegebeneWert isteine echteWahrscheinlichkeitbringen vier null Prozent fünfzig Prozentachtundneunzig Prozent raus ?? wahrscheinlich hat sich die Kenntnis und Prozent außer sie kriegen aus Wahrscheinlichkeit proMeter pro Sekunde muss kleiner Mann an dieser Verteilungsfunktionhier wie müsste die aussehenwenn das Jesus seine gefühlte Verlauf ist von der WahrscheinlichkeitdieseGeschwindigkeiten sind häufig diesen selten diesen auch eher seltenmüsste dann diese Verteilungsfunktionhier unten aussehenskizzierensie mal geradesolche hintenfünfzig Meter pro Sekunde großes I Wahrscheinlichkeitdass die Windgeschwindigkeitkleiner gleich fünfzig Meter pro Sekunde ist praktisch achtundneunzig Prozent oder neunundneunzig Komma neun Prozent wird immer sehr groß hier bin ich auf der Höhe einshundert Prozent wenn sie so oder eben einswie groß ist die Wahrscheinlichkeitdass die Windgeschwindigkeitunternull Komma ein Meter pro Sekunde es passiert höchst selten und nicht bei null an müssen Sie schon groß links losgeht und groß rechts endetwas andersrum?? Kleinigkeit fünfzig ProzentKomma Aufzeichnenfünfzig Prozent Wahrscheinlichkeitwo komm ich hier auf null Komma fünf rausdass diese Wahrscheinlichkeitnull Komma fünf wirdmit Geschwindigkeit kleines Vwo finde ich den Wert für Vdes Wahrscheinlichkeit fünfzig Prozent ist das mein Windgeschwindigkeitfifty-fiftydrüberoder drunter liegt für den gegebenen Wert V als wenn er sie zum Beispielkeine Ahnung vier Meter pro Sekunde wärendas ich dann sagen gar nicht fünfzig Prozent der Fälle ist die Windgeschwindigkeit größer als die vier Meter pro Sekunde und fünfzig Prozent der Fälle sind kleiner als vier Meter pro Sekundewird sie das oben ablesenob vier Meter pro Sekunde sind noch immer wo finden Sie die fünfzig ProzentWahrscheinlichkeitoben wiedermal gerade ein Schritt zurück was ist wenn sie sowas haben Sinus von X durch dreiwas passiert mit der Sinuskurveim Originalhammerdie übliche Sinus Kurve was passiert wenn sie Sinus X durch drei bilden statt des normalenSinus was passiert mit der KurvePunkt sie wird gestrecktsie müssen den dreifachen Wert von X einsetzenum mittels Original rauszubekommenX mal dreiLiter Wasser vorgestandenhat die Kurve wird auf das dreifache gestrecktPunkt weiter nach Birma ?? behältwas ist gar nicht geschafft hat bis hält dieselbe Höhe mit jetzt dreimal der vorgeschriebenenhätte sie die dreifache Höhekurvewird gestreckt dass sie sich gerade der Sinus aber sie sehen es ist blablabla und innen drin steht sowas wie X durchaus derselbe Effektwenn sie auch verdoppelndie Kurve auf die doppelte Breitegestrecktdas macht es keinen Parameter?? sich vorstellen wenn sie dann ableitenoder das Komma setze ich mal ein paar verdoppeltwas passiert wenn sie jetzt ableiten sie nehmen die blaue Kurvemit einem doppelt so großen Wert für den Skalenparameterund leiten ab was wird passieren das mit ?? wird mit der schwarzen Kurve passierenschönsie wird breit und flach singe dass die Steigung sinddie Steigung sind auf die Hälfte die Kurve wird breiterwas sie da als starken Karten hatten und da als Steigung die Kurve wird breiter sind die Steigung ?? er ist eben nicht ?? selbst und sie wird halbiert obendrein auch noch doppelt so breit und halb so hoch wie Verschiedenes gelingt sowas vielleichtpaar verdoppeltdas passiertwas jetzt schon wegen der Wahrscheinlichkeitsehr sinnvoll ist Worms das verwegene Wahrscheinlichkeittotal sinnvoll dass der Aufmacher wirdwegender Gesamtfläche sie haben hundert Prozent Wahrscheinlichkeit hierzulande die Fläche unter der Kurve eins und hier muss es genauso sein die Fläche unter der Kurve muss eins bleibendie Kurve doppelt so breit machen muss sie halb so hoch sein das wird die Fläche nicht eins bleiben also verwegene Wahrscheinlichkeitauch sehr sinnvoll sofern Sie mir das mit VerteilungsaktionWahrscheinlichkeitsdichte?? typischerweise nimmt ist eben wählewas ein Spezialfall ist von Weibull will ich es gar nicht hinschreiben kann ja alles vor die Weibull Verteilungwas ist da anders inwiefern es wäre ein Spezialfall von Weibull was können Sie hier noch ändernmüssen bisschen allgemeiner zu machen?? des Kasper Nazi machen diese Potenz noch einstellbardasjenige zwei stehtan ein paar Stellen haben zwei Größen zwei Parameterzum Einstellen ein Formparameterhierhaste dann diese Exponent und ein Skalen Parameterlistedie Weibull Verteilungquelleist ein Spezialfalldes Quadrat hier machte sich die schön einfach zum Arbeiten normalerweise nimmt man wähle und brauche nicht auf diesen Extraparameterdass man ihr V durch A hoch K schreibtKomma wähledas wäre die Verteilung von Sohnes Klammer zu Rayleigh auch die Wahrscheinlichkeitsdichteeinmal gerade hinschreibenund wieder Wiederholung aus dem ersten Semesterklein Pvon Vdass ich sie gerade mal selber machen dieses ableitenwenn sie diese Funktion ableiten nach dem V bekommen Sie die Dichte rausmüsste Ableitung null müsste Ableitung null hier wird die Ableitungmaximalund so weiter und so weiter leite das mal gerade ab dann aber die wahrscheinlich als Dichtedas was man aus dem Bauch erstmals in zeichnen würde man geradesodie Eis ableiten Feldwegminus Ehe und so weiter ableitendas wird minus E hoch dasselbeKettenregelundschaffen zum ableiten bleibt als Mensafunktionwird also V durch Arquadratstehen mal die innere Ableitungden Exponenten ableiten nach Vminuszwei mal V durch A Quadrat also mal minus zwei mal V durch A Quadrat wenn Sie den hier auseinanderliegendenExponenten steht ein minus V Quadrat durch A Quadratvom Fahrrad ableiten zweimal vom minus minus wir haben wir also das ist zwei V durch ?? Quadrat mal die hoch minusQuadratdas ist die Wahrscheinlichkeitsdichtefür Weilekann man sich fortan Nummer so grobplausibel machen dass das nicht so falschist wenn der hier nicht stündesie ganz übliche Normalverteilungmüssten hundert Faktoren schreiben aber prinzipiell sind die ganz übliche Normalverteilungzu Glockenkurvewenn sie im Raum sind zufällige Geschwindigkeitengewürfelt im Raumdann sollten Sie sich erinnern und dann steht da sowas wie V Quadrat mal wie hochminusV Quadrat Maxwellzu Voicebar müsse Komma vorgekommen seine Spieler Frau Quadratzufällige Geschwindigkeitenim Raum jetzt habe ich aber sozusagen zufällige Geschwindigkeiten in der Ebenedas lichte dazwischen ist es nicht die Normalverteilungentstünde sozusagen nichts davon Konstante davor es ist nicht Maxwell Boltzmann mit Frau Quadrat im Raum sich sozusagen dazwischennur das V insofern ist es nicht ganz unplausibelwenn seine Geschwindigkeitwürfelnin der Ebenewird jede Komponentenormal verteilt ist ein kriegen sie dasals Verteilung für den Betrag aus es ist nicht unplausibel aber einerseits schon geflogen könnten wir würfelähnlich Windgeschwindigkeitin der Ebene der Wind kommt hauptsächlich von Westen bekommt mich aus Einrichtungenaber naja es passt so ungefährist das genau genug als dass man das nimmt das wäre die Wahrscheinlichkeitsdichtewas ich gerne noch machen wollen würde ist einmal diemittlere Windgeschwindigkeitausrechnen dass sie das noch mal sehen es er sich in den alten Videos so angedeutetdieser Skalenparameterder hat die Einheit Meter pro Sekundeähnliche Begründung wie gerade eben schon bei der rhythmischenProfilehehoch irgendwasdas irgendwas muss ein Anstoß sein was soll ich noch ein Meter sein eine Zahl ein Meter mal mit sich selbst modifizieren ergibt sich allzu viel SinnExponentendarf keine Einheit übrig bleiben das heißt A muss die Einheit Meter pro Sekunde sein heißt eine Geschwindigkeitdes Garnparametersan Geschwindigkeit aber es ist nicht nicht Ausrufezeichendie mittlere Windgeschwindigkeitdas wäre zu schön ist ein kleiner Faktor dabei denke muss glatt noch mal überlegenKomma den Himmel wieder brauch hier setzte sie in den Scanparameterein ?? müssen sie um Rechnen von der mittleren Windgeschwindigkeitauf diesen Skalenparameterwie groß ist die mittlere WindgeschwindigkeitKomma Frau querim hiesigen Komma V heißtsie haben diese Wahrscheinlichkeitsdichtebekommen Sie jetzt von dieser Wahrscheinlichkeitsdichtezu der mittleren Windgeschwindigkeitmit der Windgeschwindigkeitzur heißen zu schreiben aufdiese zehn Minuten drei Meter pro Sekundeund die nächsten zehn Minuten habe ich fünf Meter pro Sekunde und dann habe ich vielleicht mal zehn Minuten lang sie Meter pro Sekunde und dann habe ich mal wieder zehn Minuten lang zwei Meter pro Sekunde mit der Windgeschwindigkeitdrei plusfünf plusdrei sind zehn sind siebzehnMeter pro Sekundedurch vier ist eine mittlere Geschwindigkeithier Komma noch was Erwartungswertder Windgeschwindigkeitkriegen Sie den rauswenn sie wahrscheinlich das Dichter habenKommadas Konzept gerade meinen anderen Beispiel an Entwürfeund ich wüsste gernewas istder mittlere Wert Erwartungswert jetzt korrekt gesagt was ist der Erwartungswertder rauskommt wenn ich das was ich gewürfelt habe Sommer noch drei nehme in eins rauskommtund ein Auge darauf auf dem Würfel der nämlich eins hoch drei Wenz zweiauf dem Würfel steht nämlich zwei hoch dreiund wenn drei und so weiter das steht Schwenn sechster steht nämlich sechs hoch dreidass man sie mit dem Würfel gucken welche Zahl der steht auf dem Würfelin die dritte Potenzund dann will sie den Mittelwert nachdem sie eine Million Mal gewürfelt haben können Sie ausrechnen was dieser Mittelwert sein wirdErwartungswert dann Komma dass ich eine Million macht sondern unendlich oft machtso genau wie oft kommt die eins dran durch die Gesamtzahlan Würfen die ich gemacht habe das wissen Sie wie auf die eins dran kommt durch die Gesamtzahldas wird wenn sie sehr häufig machen ein sechstel werden wie oft kommt die zwei dranauf die dieser Summe durch die Gesamtzahldes wird für sie sehr häufig machen ein sechstel werden und so weiter und so weiter ein sechstesehen Sie was passiert wie bildet man den Erwartungswertes istder Wert der Zufallsgrößejetzthoch dreibewährte Zufallsgröße mal Wahrscheinlichkeitdass dieser Webauftrittplusder nächste Wert mal die Wahrscheinlichkeit und so weiteres habe ich nicht in Würfel sondern ich habekontinuierlich liegende Windgeschwindigkeitenaus fusioniert genausodie Bildenden keine Summe sondern sie bildenden integralsie nehmendie Zufallsgrößevon der sie den Erwartungswert wissen wollen das ist einfach eine Geschwindigkeitbis in die dritte Potenz der Geschwindigkeitund als Wahrscheinlichkeitnämlich jetzt Physiker Douglas hinschreibendie Wahrscheinlichkeitsdichtemal das IntervallDV ein unendlich kleines N Infinitisimalintervallwie groß ist die Wahrscheinlichkeitin diesem Streifen zu liegen was ist dessen Flächedessen Breite ist sozusagenDV und dessen Höhe ist die Wahrscheinlichkeitsdichtedas ist die Wahrscheinlichkeitdass dies ein Sechstel ihr großes Vservierte Zufallsgrößedas erste Handy währendDetailsEnde des ersten Semestersso kriegen Sie den Erwartungswertraus das erwarte ich jetzt nicht langfristigein Mittelwert werde neunzehn schreiben was später das ist Frau malwas war die Schar nicht als Dichte zwei V durch A Quadrat Mali hoch und so weiterzwei V durch A Quadrat Mali hochminusFrauQuadratdas wir die mittlere Geschwindigkeit werdenjetzt die kleine Übungswiederholungvon allen aus dem ersten Semesterhiervon versickern ein bisschen zusammen die zwei kann ich aussehen aus dem integralvon null bis unendlichV Quadrat durch A Quadrat ich habe ihr schon mal V durch A QuadratminusQuadratdie Frauerinnert sich noch irgendwer an Integrationsmethodenwas machen SieErzählintegrationauch ?? gute Ideeden ersten wollen sie ableiten damit der einfache wird den zweitenalsosehen Sie wenn Sie den integrieren wollten sie kleines Problem davon stampfen zu ?? zu finden wir die nicht gelingenmit üblichen Funktionich wollte Substitutionhaben V durch AV durch A das schreibt das Substitutionsie sagen ich hätte gerne neue Varianten enthalten ?? und die definiere ich als Frau durch Aes muss ich das die Fassade noch ausdrückenalso die EU wird sein dieV durch A also A mal die EU ist DVkann ich alles ersetzen entsteht danach der Substitutiones zweimal das integral von null bis unendlich hier steht jetztins Quadrat E hochminusO Quadrat schon viel freundlicherund das V wird zuA mal die EU das AS Konstante davon ziehen die EUdies integral hier könnte man tatsächlich auch in Kriegen des wird fürchterlichmuss ein Ende sein könne das ganze ?? in Wolfram Alpha eintippen ich sah Komma was da rauskommt aus diesen ?? könnten ?? lösen aber nach wie viel Spaßdiese degradiert werdenWurzel die Viertelauf Eier und dann kriegen wir insgesamt zweidurch vier sind also armer wurzelt die halbezwei D vier miteinander verarztenwas mich eigentlich interessieren würde ist ja dieser Skalenparameterwas muss ich in meiner Formelfür die Rallyeverteilungeinsetzenin die mittlere Windgeschwindigkeitgegeben ist die Klinke zum Beispiel aus dem Höhenprofil RaussemesterWindgeschwindigkeitwas ist dann in die Formel einzusetzenfür das A auch das A um die Verteilung hin zeigen zu können ?? die Dichte und die Verteilungsfunktionenzeichnen zu können was ist das A das A ist also zwei durch Wurzel die mal die mittlere Windgeschwindigkeitso kriegen Sie den Skalenparameterfür dieVerteilungzwei durch WurzelkiPi ist unter vier Das heißt WurzelPi ist unter zweigesteht zwei durch etwas was unter zwei ist es größer als eins A wird größer sein etwas größer sein als die mittleren Windgeschwindigkeitalso nicht wundern wenn sie in dieser Form krumme Zahlen sehen Sie setzen hier nichtdie mittlere Windgeschwindigkeit?? sondern sie müssen sie korrigieren mit total komischen Faktor zwei durch Wurzel Piso wird ein Schuh drausKommazusammenfassenddie manvorgehenwürdenormalerweisehabe ich die mittlere Windgeschwindigkeitin einer bestimmten Höheich rechne um auf meinen Namenhöhehundert ?? zu vier Metermit der britischen Prophet oder heute dann eher mit dem PotenzgesetzBeistrich um auf die mittlere Geschwindigkeit in der richtigen Höhedarauskann ich dann diesen Skalenparameterbestimmen das Haarden kann ich dann hier einsetzenin die kann ich dann hier einsetzenan der Stelle oder Lehrstelle und wirklich die Statistik kennzeichnenund wirklich sagen wie häufig welche Windgeschwindigkeitvorkommt und das kann man dann von Nutzen und Leistung abzuschätzen und den Energieertragübers Jahr im Jahresertrag abzuschätzen