Drift och underhåll för svenska förhållanden

Transkript

1 Drift och underhåll för svenska förhållanden Johan Arnqvist Uppsala Universitet

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

3 Vad är svenska förhållanden? Skog Över land? Lägre vind, högre turbulens Produktionsskog med kalhyggen Komplex terräng Is Till havs? Innanhav Snällt vågklimat Lägre salthalt Kusteffekter Is 3

4 För att karakterisera mark och skog använder vi Lantmäteriets databas av laserskanningar Ryningsnäs

5 x Ryningsnäs Med hjälp av laserdata kan vi ta skogen direkt in I modellerna! Vår strömningsmodell lyckas bra med att modellera vinden

6 Över skog är turbulensintensiteten hög, men verkligheten är inte så enkelt! Dep. of Earth Sciences slightly unstable 6

7 Över skog är turbulensintensiteten hög, men verkligheten är inte så enkelt! Dep. of Earth Sciences slightly unstable Notera att neutral skiktning inte liknar medelförhållandena. Stabilt och instabilt tar inte ut varandra 7

8 Över skog är turbulensintensiteten hög, men verkligheten är inte så enkelt! Dep. of Earth Sciences slightly unstable I stabila förhållanden finns en svans med hög turbulens. Är detta speciellt för svenska förhållanden? 8

9 Turbulensens påverkan på vindeffektkurvan 0 - Frequency Normalfördelad vind med σσ uu Momentaneous wind speed

10 4500 Vind-effektkurva som tar hänsyn till turbulens Power curve using constant TI Enercon E-126 EP % Produced power [kw] % 6.6% 10% 13.3% 16.6% 20% 23.3% 26.6% % minute averaged wind speed [m/s]

11 Nedisning Är en erkänt svår parameter att prognostisera Samarbete med SMHI för utveckling av ensembleprognoser för att bättre bedöma och minska osäkerheten Besök... 11

12 En ensemble av meteorologiska prognoser förbättrar prognosförmågan och ger information om osäkerheten Genom att även använda en ensemble I nedisningmodellen förbättras resultatet ytterligare Besök... 12

13 Kustfenomen är mycket mer dominanta i Östersjön jämfört med Nordsjön Besök... 13

14 Jämfört med atlantförhållande ser vindprofilen annorlunda ut, med en stor förekomst av low level jets Besök... 14

15 För att studera vind och turbiner använder vi Large Eddy Simulation, LES Som kombineras med en turbinmodell

16 Kombination av atmosfärsmodell och vindmodell möjliggör fallstudier Dep. of Earth Sciences WTG1 WTG2 WTG3 WTG4 1: Wake hits downstream turbine 2: Turbulence is imposed 3: Imposed turbulence affects 1st turbine 4: Imposed turbulence affects 2nd turbine

17 Parker påverkar också varandra, här är atmosfärens förhållande mycket viktigt Dep. of Earth Sciences Detta fenomen studeras med både mätningar, LES och vädermodeller (Animering från WeatherTech) [Sten Frandsen, Kurt Hansen et.al., The making of a 2nd generation wind farm model]

18 Sammanfattning För att kunna anpassa vindkraftverken efter svenska förhållanden måste man veta vad svenska förhållanden innebär. Vår forskning fokuserar på svenska förhållanden för att ge förutsättning att etablera och styra turbiner på ett mer optimalt sätt Besök... 18

19 19 Dep. of Earth Sciences Tack för att ni lyssnat