EXAMENSARBETE 15 P Datum Vindkraft. Bild: Cfl.se. Elev: Roger Bolander Handledare: Anna Josefsson

Transkript

1 EXAMENSARBETE 15 P Datum Vindkraft Bild: Cfl.se Elev: Roger Bolander Handledare: Anna Josefsson

2

3 Sammanfattning Vindkraften är i ett stort expansionsskede och kommer att öka mycket jämfört med idag. Det kommer ut nya produkter på marknaden. Intresset från allmänheten ökar, och det finns många funderingar och frågor. Som exempel: Vad är ett vindkraftverk, hur fungerar det och hur funkar det med andelsägande, kan man koppla in sig på nätet hur som helst, hur funkar det om man köper en mini snurra på nätet m.m. Det finns många funderingar och frågor om vindkraft och här finner du förhoppningsvis svar på några av dom. Abstract Wind power is in a major expansion phase and will increase a lot compared to today. It will put new products on the market. The interest from the public is growing and there are many concerns and questions. For example: What is a wind turbine, how it works and what is cooperative ownership, can you connect a mini spin into the network as you like, how does it work if you buy a mini spin on the web, etc. There are many concerns and questions about wind power, and here you will hopefully find answers to some of them.

4

5 Innehållsförteckning. 1. Inledning.1 2. Syfte Material och metod Mål Vad är vindkraft Hur effektivt är ett vindkraftverk Högt elpris Men vad kostar då en andel Vindkrafts delägande Vindkraft för hemmabruk Säker inkoppling av egen el Högre energikostnad Anslutning av vindkraftverk Överskotts el Slutsatser...7 Källförteckning..8 Bilagor.8

6

7 1. Inledning Det här arbetet vänder sig till den novise som vill veta mer. Jag har valt att ta upp hur ett vindkraftverk fungerar i stort, lite om att bli delägare genom andels köp och att köpa och installera ett eget litet verk på tomten. 2. Syfte Jag har valt att skriva om lite allmänt om vindkraft, och då om saker som intresserat mej själv och som jag varit nyfiken att veta mera om. Syftet har bland annat varit att sätta mig in i och få kunskap om vad som krävs för att bygga upp och koppla in ett eget vinkraftverk på tomten. 3. Material och metod Jag har använt mig av internet för att finna material. 4. Mål Principen Att få mer kundskap och förståelse för vilka regler som gäller och hur man gör vid en anslutning av vindkraftverk för hemmabruk. Att få svar på lite allmäna funderingar som rör vindkraft. 5. Vad är vindkraft Principen för vindkraftverk är ganska enkel: när vinden blåser så sätter den fart på rotorbladen, vingarna som genom en axel driver en generator där el produceras och förs ut på elnätet. Vindarnas rörelseenergi omvandlas till elenergi via en generator i ett vindkraftverk. Vanligast är att verken har tre rotorblad. Dessa sitter på ett nav, som i sin tur är fastsatt på en turbinaxel. För att vinden ska utnyttjas maximalt placeras vindkraftverk där det är så öppen terräng som möjligt. På höjder, vid kustband och i havet finns oftast de mest gynsamma förutsättningarna. Vindkraftverkets höjd påverkar också då det blåser mer högre upp. Så ju högre vindkraftverk, desto större möjlighet att effektivt fånga upp vindarna, och minska stopptiden. 1

8 5.1 Hur effektivt är ett vindkraftverk Sveriges största vindkraftverk uppförs just nu i Göteborgs hamninlopp. Vindkraftverket är designat för havsbaserade projekt och är den första prototypen. Det är Göteborg energi i samarbete med General Electic, SKF och Chalmers som just nu skapar en testarena för havsbaserad vindkraftsteknik i Göteborg. Det nya vindkraftverket är enormt med en navhöjd på 85 meter och en rotordiameter på 113 meter. Det kommer vid driftagning att kunna leverera 15 miljoner kilowattimmar per år, vilket är motsvarande det som behövs till 1000 villor (som förbrukar kwh). Vindkraftverket invigs i en ceremoni den 27 januari Havsbaserade vindkraftverk kan byggas betydligt större än de som kan uppföras på land. På land begränsas bland annat bladens längd av möjligheterna att transportera dem till site. Vindkraftverk på land når idag en effekt om ca 2-3 MW. Havsbaserade vindkraftverk tillverkas och sammansätts ofta i närheten av hamnar och skeppas sedan direkt till plats för uppförande. Havsbaserade vindkraftverk är idag så stora som 6 MW. Denna GE turbin har en effekt på 4.1 MW Högt elpris Med dagens ökande elpriser är det allt fler som letar efter alternativ som kan sänka kostnaderna. Och många börjar få upp ögonen för vindkraft som alternativ. Med nuvarande upplägg så erbjuds allmänheten att köpa andelar i vindkraftverk för att sänka sina elkostnader. Om det är bra, dåligt, lönsamt eller ekonomiskt försvarbart är upp till var och en att ta ställning till och räkna på. Alla har vi olika förutsättningar, argument, skäl och livssituationer att ta hänsyn till. Men de flesta är iallafall överens om att elen är för dyr. 2

9 5.3 Men vad kostar då en andel Priset för en andel varierar något mellan olika föreningar men brukar ligga kring kronor. För varje andel får man köpa 1000 kilowattimmar el för ett självkostnadspris. Detta pris är betydligt lägre än snittpriset på elbörsen. Enligt kalkyler kan varje andel ge sänkt elkostnad på kronor per år. Besparingen blir ännu större om marknadspriserna på el fortsätter att stiga. En fördel med att investera i vindandelar är att man frigör sig från den elpriskarusell som präglar dagens elmarknad. Ju fler andelar man köper desto mer oberoende blir man, säger Linda Magnusson som är vd på o2 energi. Att köpa många vindandelar innebär dock en stor investeringskostnad. I en genomsnittlig villa som förbrukar kilowattimmar per år krävs det 20 andelar, kronor, för att täcka hela behovet. Men att köpa vindandelar för hela sin förbrukning är inte motiverat, anser Linda Magnusson. Vi rekommenderar snarare att man köper andelar för högst 80 procent av hushållets förbrukning och kompletterar resten med vanlig miljömärkt el. Det är lämligt om man till exempel planerar att göra energibesparande åtgärder i huset. Som andelsägare är det vanligtvis inga problem att sälja eller överlåta sina andelar. Men man bör kontrollera hur avtalet ser ut hos den ekonomiska föreningen. Man bör även titta på elprisavtalet hos det elhandelsbolag som säljer den kompletterande elen, det vill säga den el som inte täcks av vindandelarna. Prissättningen i detta avtal kan vara mer eller mindre fördelaktigt i jämnförelse med andra elavtal på marknaden ED641C FF2 5.4 Vindkrafts delägande Fördelar: Bra insats för miljön. Man blir oberoende av prisvariationer på elbörsen. Lönsam investering på sikt, särskilt om elpriserna stiger. Vindandelarna kan säljas tillbaka, utan förlust. Nackdelar: Stor investeringskostnad vid köp av många andelar. Risk för ett ofördelaktigt prisavtal för restströmmen. Osäkerhet om vindkraftverkens hållbarhet och livslängd

10 5.5 Vindkraft för hemmabruk Miniverk: Miniverk är enligt Energimyndigheten ett vindkraftverk med en totalhöjd på max 20 meter och med en rotor diameter på max 3 meter. Bygglov behövs i allmänhet inte enligt Plan och bygglagen. Den generella regeln är att ett vindkraftverk med en rotordiameter på max 3 meter får uppföras på ett avstånd från närmsta granne så att om vindkraftverket faller får det inte hamna på grannens tomt. Det som krävs är att en bygganmälan görs och att verket inte sitter på en byggnad. Mikrovindkraftverk: Ett mikrovindkraftverk har en rotor under två meter i diameter och lyder under samma bestämmelser som flaggstänger, och är därmed bygglovsfria och ingen bygganmälan krävs. Det finns en mängd olika verk att välja mellan och priserna varierar. Ett litet vindkraftverk kan vara lönsamt och ett bra alternativ för till exempel ett fritidshus som inte är inkopplat på elnätet pdf 8. vat+vindkraftverk.pdf 5.6 Säker inkoppling av egen el Intresset för att installera små vindkraftverk och solceller som genererar el har på senare år blivit allt mer populärt. Att installera produkterna kan verka enkelt, men i många fall måste det göras av en behörig elektriker. Om installationen inte görs på rätt sätt, finns risken att du bland annat får betala för den el du själv producerar. Flera produkter har en vanlig stickpropp, men att koppla in en anordning som genererar elenergi direkt till en befintlig gruppledning är inte tillåtet. Istället ska inkopplingen ske via en fast anslutning eller ett speciellt intag till gruppcentralen. Detta får du inte göra själv utan det måste göras av en behörig elinstallatör. -elnät som du har i hemmet är dimensionerat att klara vissa belastningar och är byggt för att ta ut el från uttagen, inte mata in el till installationen, säger Mikael Schmidt vid Elsäkerhetsverket i ett pressmeddelande. 8. vat+vindkraftverk.pdf 7. 4

11 5.7 Högre energikostnad Enligt Elsäkerhetsverket installerar många konsumenter sina småskaliga vind eller solelanläggningar och tror att energikostnaderna kommer att minska eller att de ska kunna sälja sin el till nätägaren. Men ibland kan effekten bli precis tvärtom, att elräkningen blir större. -Det beror på att många elmätare i hushållen inte är nettomätare Om du sätter i stickproppen från din egen solcellsanläggning i eluttaget finns risken att du även får betala för den el du själv producerar, säger Mikael Schmidt. Innan du installerar småskalig elproduktion är det därför viktigt att du tar kontakt och rådgör med din nätägare. Du har i ditt hus eller lägenhet en elmätare. Den avläser det bolag som äger nätet. Är den ny kan de avläsa direkt digitalt, en gammal läser man av några gånger per år. En sån mätare skiljer inte på hur mycket el som strömmar IN eller UT från ditt hus. En nettomätare däremot, mäter båda leden vat+vindkraftverk.pdf 5

12 5.6 Anslutning av vindkraftverk Det kan vara fördelaktigt att ansluta vindkraftverket inom den egna befintliga elinstallationen. Där igenom kommer produktionen att i första hand täcka det egna behovet. Elmätaren registrerar bara den el som utbyts mot elnätet, vare sig det är överskott eller underskott, man kan säga att den ansluts bakom den egna elmätaren. När anläggningen ansluts inom den egna installationen behöver elnätsföretaget som regel inte göra några ändringar i det anslutande elnätet så länge som utmatningen av effekt inte överstiger den effekt som abonnemanget redan omfattar. Ett lågspännings abonnemang definieras av mätsäkringarnas storlek, som i sin tur bestämmer den maximala tillåtna strömen och effekten. Den maximala effekten som vid olika storlek på mätsäkringarna och en spåning på 400 V är : Säkring i ampere Effekt i KW Skiss för inkoppling av ett vinkraftverk till den egna villan. Källa Till bild: länk 8. 6

13 pdf 8. vat+vindkraftverk.pdf 5.7 Överskotts el Vill man sälja överskotts el, så måste man skaffa sig ett inmatnings abonnemang ( mätning av elström) som kostar mellan kronor om året. Har man då ett litet verk som endast hjälper till sänka elkostnaden för den egna villan/gården så kommer den kostnaden att vara för stor gentemot vad man får ut. Vissa elbolag kan därför erbjuda ett nollprisavtal, vilket innebär att elbolaget inte tar betalt för att mäta strömmen, men inte heller betalar för överskottet ditt vindkraftverk levererar ut på nätet. 8. vat+vindkraftverk.pdf 6. Slutsatser Det har varit lärorikt att fördjupa sig och ta del av den uppsjö av material som finns att tillgå på internet. Jag har nu fått mer kött på benen inför mina egna funderingar av att montera ett mindre vinkraftverk på tomten. Det är tydligt att marknaden för alternativa energikällor ökar i rask takt och tanken på att bli relativt självförsörjande på elfronten är mycket attraktiv och lockande för många. Jag tror att det kommer sitta eller stå vindsnurror i varierande storlek på var och varannan kåk och stuga i framtiden. Jag har i detta arbete fått tag på mycket mer material än jag kan och hinner få plats med i detta arbete, men det har gett mej mycket och jag har fått en större inblick och förstålelse för vad som gäller och krävs. och det har väckt mitt intresse att ta reda på och förkovra mej ännu mer i framtiden, och då framförallt vad gäller vindkraft för hemmabruk. 7

14 Källförteckning Internet: pdf ED641C FF rivat+vindkraftverk.pdf 9. Bilagor Små vindkraftverk: v-24v-vindgeneratorer/vindkraftverk-1550.html

15 Bilaga 1 ) meter upp i luften sitter vår Windtronics 1. Världens bästa minisnurra??? fredag, januari 27, :10 Rated Power Output 1500 W vid 13.9 m/s Weight: Turbine: 102 kg (225 lb.), Directional Fins: 7.3 kg (16 lb.) Rotor Diameter: 1.82 m (6 ft.) Type: Blade Tip Power SystemTM 9

16 Blades, 20 Glass Filled Nylon (10 short and 10 long) Shut Down Speed: 165 VDC or 17.9 m/s (40 mph) Braking System: Electromagnetic Duty Type: S1, Continuous Duty Cut-In Wind Speed: 0.9 m/s Rated Wind Speed: 13.9 m/s Survival Wind Speed 62.6 m/s Recommended Minimum Average Wind Speed: 5.4 m/s Sound Power Level: At 3 m (10 ft.) away, less than 35 db at 13.4 m/s 12Share NYHET Första gången vi hörde om detta vindkraftverk var tre år sen. Då skulle den komma "mycket snart". Sen är det som det är med utveckling av snurror. Det tar tid. Det som skiljer denna från många andra (och som gjort att det omgetts av väldigt mycket förreklam) är att den producerats av Honeywell, det gigantiska multinationella företaget, som sen lagt produktion och markandsföring i bolaget Windtronics. Stora företag har trots allt lite mer resurser att vänta och testa innan man släpper de första versionerna. Och denna snurra var färdig när den kom. Bara att sätta upp, koppla in och sen... ja sen blev det ju en del jobb med att programmera växelriktaren. Windtronics är unik på så sätt att den har "inbyggd generator". Men generatorn sitter ute, längst ut på hjulet, det är alltså en enda stor generator som drivs av bladen innanför. Konstruktionsmässigt liknar det mest ett cykelhjul med vingar på. Den är rätt stor, man lyfter den knappast på två man, den är 182 cm i diameter och den ska ge 1500W vid drygt 13 m/s. Den viktigaste testfrågan blir därför vad den ger vid 5-8 m/s eftersom det är där vinden oftast hamnar nära marken och inne i landet. Vi kommer låta dennas snurra arbeta en månad och sen presentera priser. Den kan givetvis sättas på mast (som vi gjort) men även på stora hustak eller vattentorn eller... ja där det blåser. Däremot avråder vi från montage på villor och småhus direkt. Alla vindsnurror vibrerar när det blåser tll, även denna. Om den är tyst? Ja, vi har inte hört nått oljud än. 10

17 Bilaga 2 FLER BILDER 11

18 1.1.1 Vindkraftverk 1550 Komplett vindkraftverk, inklusive Ginlong regulator, dumplastanordning samt nätinverter. I priset ingår även en 12m fackverksmast. Märkeffekt, uppmätt vid en vindhastighet om 10,5 m/sek. Nu till ett fantastiskt lågt pris pga stora inköp. Ett mindre vindkraftverk om 1,55 kw. Det är speciellt utvecklat för anslutning till elnät för till exempel bostads- och fritidshus. HE-WT-1.5A är utvecklat med kvalitet, tillförlitlighet och prisvärdhet som ledord. Egenskaper Minimalt underhåll Flera skyddssystem för hög tillförlitlighet och säkerhet i miljöer med kraftiga vindstyrkor Optimalt aerodynamiskt utförande för vindstyrkor mellan 5-8 m/s Utvecklat, testat och optimerat i vindtunnel för maximal säkerhet och effekt Permanentmagnetgenerator utan växellåda Utvecklat för extrema miljöer Helkapslade underhållsfria kullager från NSK och SKF Kvalitets- och säkerhetscertifierat system Utvecklat i samarbete med Ginlong Technologies med över 20 års branscherfarenhet Specialdesignade master - val av två unika mastkoncept Teknisk data: Effekt generator W/tim Årlig energiproduktion kWh vid 6 m/s (Uppmätt under verklig drift) Startvind - 2,4 m/s Generator - Direktdriven permanentmagnetgenerator Vikt 67 kg Rotordiameter - 3 m Antal vingar - 5 st Vingmaterial - Glasfiberförstärkt komposit Skyddssystem vid hög vindstyrka - Dumplast, passiv turbinvridning, aerodynamisk- och elektrisk broms Anslutning till elnät - Programmerbar transformatorlös omformare (220/240 VAC Hz) Ordinarie pris ,00 kr ,00 kr 12

19 Bilaga 3 Zooma Två minivindkraftverk på ett hustak i tyska delstaten Nierdersachsen. Foto: FuSystems Vindkraft för hemmabruk Publicerad: fre, :06 Nytt minivindkraftverk Företaget FuSystems Windkraft har tagit fram ett nytt småskaligt vindkraftverk. Det är för första gången som ett tyskt småföretag satsar på vindenergi i syfte att fylla den enskilda husägarens behov av elektricitet. Minikraftverket har 1,30 meter långa rotorblad och är kompatibel med konventionella system som till exempel frekvensomriktare. Minikraftverkets prestanda ska normalt ligga mellan 200 och 1000 kwh per år, beroende på region och läge. Dessa småskaliga vindkraftverk är därmed inte längre praktiska bara som reservkraft under fritiden, utan kan numera användas även för att generera billig el för hem eller ett företag. Får småhusägare och mindre industrier erbjuds också två versioner - en utan eller med ett solvärmesystem. Enligt tillverkaren går det bra att använda företagets minivindkraftverk i samband med katastrofhjälp och som energikälla i utvecklingsländer. Nyligen överlämnades flera av de småskaliga vindsnurrorna med tillhörande utrustning, till Japan för att användas i Fukushimas katastrofområde. 13