Vad händer på forskningsfronten?

Transkript

1 Vad händer på forskningsfronten?

2 Energimyndighetens stöd till Vindkraft RE:Source Strategiskt innovationsprogram återvinning SamspEL Forskning och innovation med fokus på elsystemet VindEL Forskning och innovation om vindkraft MESAM Energisystemforskning utgående från människan i samhället Vindval Kunskapsprogram om effekter på människa, natur och miljö SWPTC Kompetenscentrum vindkraftsindustrin Vindkraft Nätverket för vindbruk Kunskapsspridning och regionala initiativ Enskilda projekt Enskilda projekt beviljade utanför utlysning inom program Affärsutveckling Stöd till affärsutveckling, kommersialisering och spridning av energiteknik Pilot och demonstration Stora demonstrationsprojekt

3 VindEL Programmet omfattar totalt 133 Mkr under 4 år Programstart mars 2017 Årliga utlysningar

4 Behovsområden Kunskapsspridning och kompetens Implementering av resultat Starka kunskapsmiljöer och kompetensbärare Samverkan och kunskapsöverföring Resurseffektiv vindkraft i svenska förhållanden Näringslivsutveckling Vindkraftens plats i samhället och miljön Integration i elsystemet Innovationer Lokal nytta från vindkraft Tillväxt Planering Resurseffektiv utbyggnad Resurseffektiv drift Återbruk och återvinning Tillstånd, planering och avvägningar Positiva och negativa miljöeffekter Vindkraftens samhällseffekter Hållbar och effektiv anslutning Hög andel variabel elproduktion Vindkraften bidrar med nätnytta

5 Resurseffektiv vindkraft i svenska förhållanden (1) Detektera och motverka lagerström för längre livslängd av huvudaxellager Huvudsyftet med projektet är att förlänga livslängden på vindkraftverk genom att detektera och motverka lagerstömmar. Projektet utförs i samverkan med 3 vindkraftsoperatörer och en lagertillverkare i Sverige. Projektledare: Ola Carlson, CTH Inverkan av gläntor i skog: CFD-beräkningar och LIDAR-mätningar Projektet syftar till öka kunskap om hur gläntor i skogen påverkar krafter (dvs. utmattning och underhåll) och energiproduktion för vindkraftverk genom avancerade CFD-simuleringar (Computational Fluid Dynamics) kopplade till last- och produktionsberäkningar. Beräkningarna kommer att valideras mot LIDAR-mätningar. Mätningar kommer att utföras vid en av Stena Renewables vindkraftsparker före och efter avverkning. Projektledare: Lars Davidson, CTH Nytt avisningssystem med retrofit kapabilitet Projektet ska vidareutveckla ett avisningssystem som kan användas vid en så kallad retrofit. En fullskaleprototyp kommer att ta fram och testas på en av Skellefteå Kraft vindkraftverk. Projektledare: Sven-Erik Thor, Lindskog Innovation AB

6 Resurseffektiv vindkraft i svenska förhållanden (2) Trä möter vindkraft: Höga modulära vindkraftstorn i bio-baserade konstruktionsmaterial Projektet ska utveckla ett modulärt vindkraftstorn i biobaserade material (limträ, KL-trä & LVL) med målet att minska kostnader och CO2-utsläpp under framställning, transport, installation och drift av vindkraftstorn. Projektet kommer att demonstrera ett 30 m högt prototyptorn. Projektledare: Otto Lundman, Modvion AB Design av kostnadseffektivt DC-baserat uppsamlingsnät för innanhavsvindkraftspark medelst seriekopplade högfrekvenstransformatorer Projektet ska undersöka en speciell konfiguration av dc/dc omriktare för innanhavsmiljö med mellanfrekvenstransformator. Med en sådan konfiguration kan dyra plattformar som bär de tunga 50 Hz transformatorerna undvikas. Projektledare: Mohammad Kharezy, Rise Research Institutes Of Sweden AB Slitagetåliga multifunktionella beläggningar för vindkraft i kallt klimat I det här projektet ska en slitagetålig, vattenavvisande och elektriskt värmegenererande polymerbeläggning utvecklas och testas för att både förhindra isbildning och avisa vindkraftverk. Målsättningen är att beläggningen ska kunna appliceras via sprayning och därmed minska kostnaderna för applicering och reparation avsevärt. Projektledare: Yijun Shi, Luleå tekniska universitet

7 Resurseffektiv vindkraft i svenska förhållanden (3) Lokala effekter på nedisning för vindkraft i kallt klimat Projektet ska förbättra prognoser för vindkraftsproduktion och isbildning i kalla klimat genom att studera och öka förståelse av hur lokal ytkaraktäristik som t.ex. landanvändning, skog och snö påverkar vind och atmosfärisk isbildning på vindkraftverk. Projektledare: Heiner Körnich, SMHI IceLoss 2.0 detaljerade beräkningar av islaster och produktionsförluster till följd av dessa på vindkraftverk Projektet ska utveckla nästa generations IceLoss-modell genom att bättre beskriva isklimatet på en plats och hur detta påverkar vindkraftverkens produktion. Projektledare: Johannes Lindvall, Kjeller Vindteknikk AB

8 Vindkraftens plats i samhälle och miljö Ljudoptimering runt vindkraftsparker Projektet ska undersöka om ljudutbredningsmodeller kan användas för att optimera driften och planeringen av vindkraft med avseende på rådande meteorologi och riktlinjer för vindkraftsbuller. Projektledare: Karl Bolin, KTH Örnkoll IdentiFlight är en teknik baserad på intelligenta kameror som kan övervaka luftrummet inom en vindkraftpark och om en örn kommer inom ett avstånd där det kan finnas risk för kollision med ett vindkraftverk stoppas verket. IdentiFlight International, Vattenfall Vindkraft och Gotlands Vindelproducenter vill nu pröva tekniken på det örntäta Gotland. Projektledare: Andreas Wickman, Vindelproducenternas Förening Projektet har ännu ej startat

9 Integration i elsystemet (1) Effektiv handel för integration av vindkraft Detta projekt syftar till att ta fram verktyg för att utvärdera hur olika marknadsstrukturer påverkar integrationen av vindkraft i elsystemet. Den vetenskapliga utmaningen är främst att modellera handel inom dagen samt hur vindkraftsproducenter och övriga aktörer ska agera utifrån de vindkraftprognoser som finns tillgänglig vid en viss tidpunkt. Projektledare: Mikael Amelin, KTH Genomslag och kortslut analys i vindkraftparker med 36 kv kabelnät och vakuumbrytare Detta projekt ska undersöka hur högfrekventa transienter i ett kabelnät påverkar anslutna komponenter, och vilka skydd som kan behövas. Projektledare: Tarik Abdulahovic, CTH Övertoner och kopplingstransienter i vindparker mot en bättre förståelse av simuleringar och mätningar Detta projekt handlar om övertoner och kopplingsöverspänningar i och i närheten av vindparker anslutna till högre spänningsnivåer. Projektet är ett samarbete mellan Luleå tekniska universitet, Vattenfall R&D, Skellefteå Kraft Produktion och ett flertal partner genom en referensgrupp. Projektledare: Mathias Bollen, LTU

10 Integration i elsystemet (2) Spänningsdippkarakterisering mot minskad störningstålighet av vindkraftsanläggningar Projektet syftar till ökad förståelse om hur egenskaper hos spänningsdippar i elsystemet (elkvalitet) påverkar vindturbiner och vindkraftsanläggningar. Resultat från projektet kommer att ge underlag till olika intressenter för att förbättra tålighet av vindturbiner mot spänningsdippar. Projektledare: Mathias Bollen, CTH Nätskapande vindpark koordinerad styrning av vindpark och energilager för storskalig integration av vindenergi Projektet ska utveckla en koordinerad styrstrategi för en vindpark och ett energilager och på detta sätt åstadkomma samma nätskapande funktionalitet som en vanlig synkrongenerator. Algoritmer för såväl normaldrift som drift under felfall ska utvecklas. Vidare avses nya algoritmer för ytterligare nätsupport utvecklas med hjälp av de koordinerade algoritmerna. Projektledare: Massimo Bongiorno, CTH Variationshantering för effektiv integrering av stora mängder vindkraft Projektet syftar till att beskriva och kvantifiera hur olika variationshanteringsstrategier (t.ex. batterier och vätgasproduktion) kan bidra till vindkraftsintegration vid stora mängder vindkraft genom att stabilisera nätet och upprätthålla dess frekvens med hänsyn taget till import och export av el mellan regioner. Projektledare: Filip Johnsson, CTH

11 Energimyndighetens projektdatabas

12 SWPTC Kompetenscenter - Chalmers Svenskt VindkraftsTekniskt Centrum, eller SWPTC, är ett kompetenscentrum som ska stödja svensk industri med kunskap om vindkraftens konstruktionsfrågor samt utbilda nya ingenjörer i ämnet Etapp tom Budget: 96 Mkr 32 Mkr energimyndigheten, 32 Mkr Chalmers, 32 Mkr industri

13 SWPTC (1) TG Vindkraft i skog påverkan av skogsgläntor The aim is to learn more about the effects of clearing forest around a wind turbine to increase production and minimize loads. Projektledare: Lars Davidson Deltagande företag: Stena Renwable, Meventus TG Modellering av drivlinedynamik utifrån data från övervakningssystem The goal of this project is to investigate how SCADA and other sensors can be used to predict drive train dynamics during operation and its implication on drive train components fatigue life for direct as well as indirect drive turbines. Projektledare: Viktor Berbyuk Deltagande företag: TG4-1 - Validering av strukturdynamiska komponentmodeller vindkraftverk In this project, the validity of structural dynamics models of wind turbines and their components is studied. The model validity considered is of hierarchical dual level. On one hand, a detailed structural dynamics model needs to be substantiated by good correlation between experimental results of wind turbine testing and theoretical simulation results using that model. On the other hand, after that detailed model has been validated, a model of significantly lower order based on the detailed model needs to be validated by a good model-to-model correlation. Projektledare: Rasmus Rempling Deltagande företag:

14 SWPTC (2) TG4-21 ISEAWIND Innovativa konstruktionslösningar för vindkraftsfundament till havs The aim is to study the dynamic effects of the complex loading situation of off-shore wind-power plant foundations. Projektledare: Rasmus Rempling Deltagande företag: NCC TG Analys av flytande vindkraftsparker The project will analyse a floating wind turbine farm which is being developed by Hexicon. The objective is to develop advanced control algorithm so as to minimize the structural loads on the platform. Projektledare: Rasmus Rempling Deltagande företag: Hexicon TG Analysmetodik för utmattningslaster i vindkraftverk The main aim of the project is to develop knowledge and deeper understanding of the dynamics and fatigue loads of a vertical axis wind turbine and its interaction with the floating support structure. Projektledare: Rasmus Rempling Deltagande företag: SeaTwirl

15 SWPTC (3) TG Optimalt underhåll av vindkraftverk This project serves to combine the gathering of information from accumulated condition monitoring signals especially SCADA data and weather data, with mathematical opportunistic maintenance models, in order to faster and better estimate the right selection of maintenance and replacement activities at an onshore or offshore wind farm over a given time horizon. Projektledare: Michael Patriksson Deltagande företag: Greenbyte, Rabbalshede Kraft, Stena Renewable, Göteborg Energi, Röbergsfjället Vind, NCC TG Ökad tillgänglighet på avisningsutrustning på blad till vindkraftverk The project will study and evaluate common damages on blades and develop fast and reliable repair methods to increase the function of de-icing equipment in order to secure efficient production from wind turbines. Projektledare: Johan Casselgren Deltagande företag: Skellefteå Kraft, Blade Solutions

16 EU projekt med svensk deltagande Baserad på en sökning i Cordis CORDIS is the Community Research and Development Information Service

17 EU projekt (1) AWESCO The main task is to train fourteen Early Stage. Researchers (ESRs) in training-by-research and to create a closely connected new generation of leading European scientists that are ready to push the frontiers of airborne wind energy. Svenk deltagare: Chalmers PROMOTION In order to unlock the full potential of Europe s offshore resources, network infrastructure is urgently required, linking off-shore wind parks and on-shore grids in different countries. HVDC technology is envisaged but is currently hindered by the high cost of converter technology, lack of experience with protection systems and fault clearance components and immature international regulations and financial instruments. PROMOTioN will develop and demonstrate three key technologies, a regulatory and financial framework, an offshore grid deployment plan for 2020 and beyond, and a Diode Rectifier offshore converter. Svensk deltagare: ABB AEOLUS4FUTURE As wind energy is considered one of the most promising renewable energy resources. Market demands to prepare a generation of researchers within the EU that are able to face the challenge of fulfilling the EU ambitious plan. The project will thus enable a number of young scientists and engineers to obtain high level training in various technical aspects of the problem, to gain an overall understanding of how this work fits into the wider EU Directives and plans. Svensk deltagare: Luleå Tekniska Universitet

18 EU projekt (2) ReaLCoE ReaLCoE aims to accelerate a new generation of competitive and subsidy free clean energy from offshore wind energy converters (WEC) with a high performance 12+MW demonstration turbine. Svenk deltagare: ABB TotalControl In the Total Control project the COE reduction will be pursued by developing and validating advanced integrated WPP/WT control schemes, where all essential interactions between the WPP WT s are accounted for including both production and load aspects. Svenk deltagare: Vattenfall TRIBLADE Winfoor (WF) and Marstrom (MC) aim to pursue this market opportunity by bringing to market its innovative and ground-breaking blade technology Triblade. Triblade is a 3-in-1 modular blade, built as a Composite Material Truss that will allow rotor blades to be longer (up to 50%), stiffer (up to 290%) and lighter (up to 78%), whilst reducing around 65.2% production costs and increasing ease of transport and installation resulting in up to 15.5% CoE reduction. Svenk deltagare: Winfoor, Marström Composite

19 EU projekt (3) Adaptive Simulations Adaptive Simulations has developed a breakthrough simulation-as-a-service solution which automates CFD simulation and drives costs down by 70%. Our innovation will democratise CFD for the Industry 4.0 revolution. This phase 1 project will validate the technical and commercial feasibility of fully automated flow simulations as a service. Svenk deltagare: ADAPTIVE SIMULATIONS SWEDEN AB S2S4E The main output of S2S4E will be a user co-designed Decision Support Tool (DST) that for the first time integrates sub-seasonal to seasonal (S2S) climate predictions with RE production and electricity demand. Svenk deltagare: SMHI

20 Highlights

21 Triblade Winfoor AB Specifikationer Lättare upp till 80% mindre material Längre 50% eller mer Modulär mindre än 12x2x1m Tillverkning upp till 65% lägre kostnad Mindre och flexiblare produktionsanläggningar Mer automatiserad produktion Transporter upp till 65% lägre kostnad Vanliga lastbilar och containrar Montering sker vid eller nära installationsplatsen EM - Stöd till IPR och planeringsbidrag till EU-ansökan EU Horizon TRIBLADE - Demonstration of a disruptive rotor blade concept for large wind turbines Demonstration av en 22m prototyp Partner Marström Composite

22 Nytt avisningssystem - Lindskog Innovation AB Avisa effektivt med lite energiåtgång Montering på nya och befintliga(retrofit) vindkraftverk) Självreglerande / Autonomt Intelligent styrelektronik, inga sensorer Enkel montageteknik Konkurrenskraftig EM VindEL Demonstration av en fullskaleprototyp på en av Skellefteå Kraft vindkraftsverk

23 Modulär torn i limträ Modvion AB Modvion utvecklar modulära torn i limträ till storskalig vindkraft Modulär => Enklare transporter => Högre vindkraftverk 40 % lägre kostnad Trä = CO2-sänka EM VindEL - Verifiera konstruktionen genom mekaniska tester i labb samt bygga och utvärdera en 30 meter hög prototyp

24 Wind turbine performance decline in Sweden - Uppsala universitet Förändringar i prestanda för vindkraftverk i Sverige har studerats. De första åren är produktionen närmast konstant, därefter minskar den. Vindkraftverk byggda före 2007 tappar i snitt 0,15 procentenheter per år, vilket motsvarar en energiförlust på ungefär 6 procent över hela livslängden. EM Vindforsk IV - Wind turbine performance decline in Sweden

25 Kontakt Linus Palmblad Pierre-Jean Rigole Marit Marsh Strömberg Andreas Gustafsson