Ny europeisk vindatlas a ndrar fo rutsa ttningarna fo r vindkraft!?

Transkript

1 Ny europeisk vindatlas a ndrar fo rutsa ttningarna fo r vindkraft!? Stefan Ivanell & Hans Bergström I samarbete med: Johan Arnqvist, Hugo O. Espinosa, Karl Nilsson & Stefan Söderberg (WeatherTech)

2 Outlook Om oss Historisk bakgrund Ny vindatlas från projektet NEWA Sammanfattning och slutsatser

3 Earth Sciences - Wind Energy Campus Gotland Stefan Ivanell, Assoc. Prof. Simon-Philippe Breton, Assoc. Prof. Heraces Polatidis, Assoc. Prof. Jens N. Sørensen, Guest prof. Marita Engberg-Ekman, Edu. Coord. Liselotte Aldén, Lecturer Karl Nilsson, Lecturer Fan Zou, Lecturer Andrew Barney, Lecturer Maria Klemm, Lecturer Campus Uppsala Hans Bergström, Researcher Anna Rutgersson, Prof. Conny Larsson, Assoc. Prof. Matthias Mohr, Researcher Anna Sjöblom, Assoc. Prof. Erik Sahlée, Assoc. Prof. Hugo Olivares, PostDoc Ola Eriksson, PhD student & Lecturer Sanna Mels, PhD student & Lecturer Nikolaos Simisiroglou, PhD student Silke Martinen, PhD student José Soares, teaching assistent Johan Arnqvist, PostDoc Kristina Conrady, PhD student Nina Svensson, PhD student Lichuan Wu, PhD student Jennie Persson Söderman, PhD student

4 Outlook Om oss Historisk bakgrund Ny vindatlas från projketet NEWA Sammanfattning och slutsatser

5 Svenska vindkarteringar, 1: Första arbetet 1978: A.-S. Smedan & U. Högström: A Practical Method for Determining Wind Frequency Distributions for the Lowest 200 m from Routine Meteorological Data. Användes på data från 19 väderstationer i Sverige. Kalibrerades mot data från 3 höga master. 5

6 Svenska vindkarteringar, 2: Detta pionja rarbete fo ra dlades på Risö National Laboratory, och ledde till WAsP-modellen. Användes av SMHI för att skapa en svensk vindatlas 1992: 6

7 Svenska vindkarteringar, 3: En europeisk vindatlas gjordes med WAsPmodellen av Risö National Laboratory: 7

8 Svenska vindkarteringar, 4: SMHI fortsatte att använda WAsPmodellen för mer detaljerade karteringar under mitten av talet: 8

9 Svenska vindkarteringar, 5: Vid Uppsala universitet, Meteorologiska institutionen, hade sedan 1980-talets början en mer avancerad s.k. mesoskalemodell byggts upp MIUU-modellen. Började testas för vindkarteringar ca De första resultaten publicerades 1995 Hans Bergström: A Climatological Study of Boundary Layer Wind Speed Using a Meso-g-Scale Higher Order Closure Model. 9

10 Svenska vindkarteringar, 6: De första resultaten med MIUU-modellen var positiva. I ett doktorandarbete användes modellen för att kartera vinden över hela Östersjön. Resultaten publicerades 1996 Stefan Sandström: Simulations of the Climatological Wind Field in the Baltic Sea Area Using a Mesoscale Higher-Order Closure Model. 10

11 Svenska vindkarteringar, 7: I vindkarteringarna med MIUU-modellen användes den s.k. MIUU-metoden för att kunna beräkna vindklimatet med minsta möjliga antal beräkningar. Vindklimatet beräknas baserat på modellkörningar för: 3 styrkor för den geostrofiska vinden 16 riktningar för den geostrofiska vinden 4 årstider representerade av förhållandena i januari, april, juli och oktober. Varje modellkörning genererar resultat för en dygnscykel. Detta summerar till 3 x 16 x 4 = 192 modellkörningar med vardera 24 timmar data totalt 4608 timmar. Känslighetstester publicerades 2001 i Wind Engineering - Hans Bergström: Boundary-Layer Modelling for Wind Climate Estimates 11

12 Svenska vindkarteringar, 8: MIUU-modellen och MIUU-metoden användes för att göra en svensk vindkartering med 1 km 2 horisontell upplösning. Årsmedelvind (m/s) på 70 m höjd med 1 km upplösning m/s 12

13 Svenska vindkarteringar, 9: En ny svensk vindkartering med 4 gånger högre horisontell upplösning (0,25 km 2 ) gjordes 2011 av Weathertech Scandinavia enligt de metoder som utvecklats vid Uppsala universitet. Medeldiff.: m/s Korrel.koeff.: % inom ±0.4 m/s 48 % inom ±0.2 m/s 13

14 Svenska vindkarteringar, 10: Upplösningen ökad från 1 km till 100 m. Tester över Fjällberget/Saxberget i Dalarna. Resultaten visar att det är möjligt att använda mesoskalemodeller för nedskalning. Men olika modeller kan ge olika resultat! 1 km 300 m 100 m 14

15 Outlook Om oss Historisk bakgrund Ny vindatlas från projketet NEWA Sammanfattning och slutsatser

16 NEWA - New European Wind Atlas

17 Measurement campaigns to better understand the physics and improve models

18 18

19 The Swedish site - Hornamossen Hornamossen

20 Campus Gotland Hornamossen Ryningsnäs Whole region (40X40 Km) 500 m closest tower

21 Data collection at Hornamossen Example 4th-5th of June RAW data from the lidars has yet to be processed

22 Model chain development Mesoscale WRF Microscale E3D & OF Mesoscale simulations are used to provide input for microscale simulations Realistic atmospheric conditions Coupling is investigated in two stages: 1. Offshore & Coastal areas 2. Forested & Complex terrain Previous & ongoing measurement campaigns in Sweden are employed for evaluation

23 Sammanfattning De tidigare vindkarteringarna visade att det går att placera turbiner i annat än platt terräng. Det visar sig dock med tiden att mer komplexa siter kräver mer detaljkunskap om sitens egenskaper. Nya modelkejor, från meso till micro, ger bättre fo rutsa ttningar att ra kna ra tt, men

24 24 Thank you for your attention! Stefan & Hans