Pöyry SwedPower AB Sida 1 Bilaga 12 till MKB Ha lsingeskogens vindkraftpark Teknisk beskrivning (Pöyry SwedPower AB)
Pöyry SwedPower AB Box 24015 (Valhallavägen 211) 104 50 Stockholm Sverige E-Post: swedpower@poyry.com Tel 010-474 0000 Fax 010-474 0999 Org.nr: 556850-0515 www.poyry.se Datum 2013-01-31 Sida 1 (9) BILAGA 12 323024900_00 TEKNISK BESKRIVNING TILL MKB FÖR HÄLSINGESKOGEN VINDKRAFTPARK 1 VINDKRAFTVERK Ett vindkraftverk består av huvuddelarna turbin, maskinhus och torn. Turbinen har tre blad av armerad plast fästa vid ett nav som i sin tur sitter på en axel som går in i maskinhuset. När det blåser tillräckligt mycket, ca 4 m/s, börjar turbinen att rotera och vindens energi omvandlas till rörelseenergi. Vid start och stopp, och vid 12-14 m/s när verken uppnår maximalt möjlig effekt, vrids bladen för att reglera den mängd energi som fångas upp. Bladen vrids antingen på elektrisk eller på hydraulisk väg. När vinden når stormstyrka vid ca 25 m/s stoppas verken för att påfrestningarna blir stora om de är i drift vid så hög vindar. Vindkraftverken är dimensionerade för att klara vindhastigheter på 50-75 m/s beroende på konstruktionsklass. I maskinhuset finns en generator som omvandlar den roterande rörelsen från turbinen till elenergi. Oftast ökas rotationshastigheten från den långsamtroterande turbinen till generatorn med hjälp av en växellåda. Ett alternativ till växellåda är en mångpolig generator som drivs direkt från turbinen. Detta alternativ minskar underhållet och blir allt vanligare. Genom ett aktivt s k girsystem kan maskinhuset vridas upp mot vinden för att den ska träffa turbinen rakt framifrån. I maskinhuset finns den mesta av den styrautomatik och annan utrustning som behövs för att driva verket, exempelvis, pumpar, kylare, styrdatorer och reservkraft. Nere i tornbotten har man oftast kraftutrustning i form av ställverk, kraftbrytare, elektriska omriktare och transformator. Några tillverkare förespråkar en separat bod i anslutning tillvindkraftverket för uppställning av transformator och ställverk. Tornet kan vara tillverkat av stål eller betong eller vara en kombination av bägge. Ståltorn sätts ihop av 20-25 m långa delar som transporteras var för sig och monteras ihop vid platsmontaget. Betongtorn sätts ihop av kortare delar alternativt gjuts på plats. Dagens vindkraftverk har en elektrisk effekt på 2-4 MW, en turbindiameter på 90-120 m och en navhöjd på 80-150 m. Med navhöjd menas den höjd över marken som turbinens centrum har. Verkets totalhöjd är navhöjd plus halva turbindiametern. Verken placeras ut i terrängen så att energiproduktionen kan bli största möjliga. Avståndet mellan verk brukar vara 3-5 turbindiametrar för att ett verks luftströmning inte ska påverka nästa verk i vindriktningen på ett alltför ogynnsamt sätt. Efter en turbin uppstår en s k vak, dvs ett område i luften där turbulensen är högre. Ett
2 vindkraftverk av storleken 3 MW producerar 7000-10000 MWh/år motsvarande hushållsel för 1500-2000 villor. Vindhastigheten ökar ju högre upp från marken man kommer eftersom luften inte bromsas lika mycket. Energin i vinden ökar med kubiken på hastigheten, dvs en fördubbling av vindhastigheten ger 8 gånger högre energi. Därför strävar man efter att göra tornen höga. Detta är speciellt viktigt när man bygger i skogsområden eftersom träden bromsar vinden mer än jämn åkermark. En begränsning för bygghöjden är kraven på hinderbelysning och dess störande inverkan på omgivningen. F n utvecklas och provas system som ska känna av när flygplan närmar sig vindparken och då tända hinderbelysningen. Andra tider ska den vara släckt. På Jädraås vindpark finns ett sådant system installerat. Energifångningen ökar med en större turbindiameter. En större turbin kan också arbeta vid lägre vindhastighet och ändå ge samma effekt som en mindre. Detta gör att verket kan ta tillvara energi även vid mindre blåsiga förhållanden. Större modernt vindkraftverk
3 2 FUNDAMENT Vindkraftverk behöver en absolut stabil och rigid infästning i marken. Det finns två principiellt olika sätt att utforma vindkraftverkens fundament som gravitationsfundament eller som bergförankrat fundament. Gravitationsfundamenten består, såsom namnet antyder, av en stor tyngd i form av en gjuten betongplatta i marken. Det kan ha en diameter på 15-20 m och innehålla 500-600 m 3 armerad betong. När fundamentet är färdiggjutet täcks det med massor så att endast den del där tornet ska fästas blir synlig. De bergförankrade fundamenten gjuts fast på frilagt berg och förankras med dragstag som gjuts fast i förborrade hål i berget. Gravitationsfundament är vanligast och används där det inte finns möjlighet att ställa verket på berg. Fördelen med bergförankrade fundament är att mängden betong minskar till kanske tiondelen av mängden för ett gravitationsfundament. Tornbotten med transformator- och ställverkskiosker
4 Färdigarmerat gravitationsfundament med centrumdel Exempel på bergförankrat fundament
5 Gjutning av fundament 3 KEMIKALIER Växellådan kyls genom en värmeväxlare där oljan kyls med luft eller vatten. Varje vindkraftverks växellåda rymmer ca 500 liter olja, dessutom finns ca 200 liter hydraulolja i hydraulsystemet om verket har ett sådant bladvridsystem. Generator kyls antingen med luft eller med vatten. Vattnet kyls i sin tur i en vatten-luftvärmeväxlare. I kylvattnet finns antifrost- och korrosionstillsatser exempelvis glykol. Risken för läckage är liten men om ett sådant sker samlas oljan/kylvattnet upp inne i navet eller i maskinhuset. Oljorna kommer att bytas enligt anvisningar från leverantör vilket normalt sett sker ungefär vart 5:e år. Därutöver kan det finnas fett i lager, hydraulolja för bromsar och små mängder av andra kemikalier i elektroniska komponenter. Oljekylda transformatorer har en oljevolym på ca 200 liter men samtliga dessa komponenter har konstruktionslösningar som förhindrar att olja kommer ut i det fria vid eventuellt läckage. 4 UPPFÖRANDE 4.1 Vägar och transporter För transporter vid etablering, service och avveckling kommer lokala vägar inom vindparken att krävas. I första hand kommer befintliga vägar att användas men nya vägar kommer att behöva byggas. Befintliga vägar kan behöva rätas och planas ut eller ökas i bärighet. De nya vägarnas utformning kommer att variera beroende på markförhållanden och topografiska förhållanden. Vägarna dimensioneras dels för planerade transporter under byggskedet och leverans av vindkraftverken, dels långsiktigt som servicevägar till anläggningen. Kraven på transportprofil skiljer sig något åt mellan olika tillverkare men vägbredden brukar vara 4-5 m och en fri korridor på 15-20 m där träd och andra hinder måste avlägsnas krävs vid svängar och korsningar eftersom bl a bladen har ett kraftigt överhäng. Vid varje aggregatplats behövs e hårdgjord yta som uppställningsplats för kranar, delar och transportfordon. Olika leverantörer har skilda krav men
6 storleken 25 x 50 m är rimlig. En central större mellanlagringsplats kan också vara aktuell. Då tar man helst redan befintliga ytor i anspråk såsom grustag, industritomter e d. Byggskedet kommer att innebära omfattande transporter av vindkraftverk, fyllmaterial, betong, kranar och kringutrustning. Varje vindkraftverk levereras i delar och kräver ett antal lastbilstransporter. Här är en sammanställning för en typisk leverans. Blad 3 långa transporter Maskinhus 1 trailertransport Nav 1 trailertransport Transformator 1 trailertransport Torn 3-5 trailertransporter Fundamentring 1 trailertransport Gravitationsfundament 80-90 betongtransporter + transport av 60 ton armering Verken levereras oftast med båt till en lämplig hamn och transporteras sedan på det allmänna vägnätet fram till aktuellt område. Lämplig transportväg utreds av leverantörens erfarna logistiker i god tid före transport och nödvändiga tillstånd inskaffas. För stora parker etableras ofta en betongstation inne i parken för att minska antalet betongtransporter. På området kommer också personal- och kontorsbaracker att ställas upp. 4.2 Elanslutning Vindparkens tillståndsansökan innefattar elnätet inom parken medan anslutningen till överliggande elnät prövas separat, enligt Ellagen, hos Energimarknadsinspektionen. Vindkraftverken kommer att kopplas samman med markförlagd elkabel. Kabeln förläggs i ledningsschakt och kommer så långt det är praktiskt möjligt och ekonomiskt rimligt att följa vägarna inom parken. De metoder som vanligen används för att förlägga kablar i mark är plöjning, schaktning, kedjegrävning och tryckning. Om förhållandena är speciella kan även luftledning vara ett alternativ för sträckor inne i parken.
7 Kabelförläggning i väg Vindparkens anslutning till närmast överliggande elnät utförs oftast med luftledning. Från en stationsbyggnad i parken dras då en luftledning till närmaste anslutningspunkt på befintligt nät. 4.3 Platsmontage När fundament och elanslutningar är färdigställda monteras vindkraftverken med hjälp kranar. Tornet lyfts på plats i sektioner och skruvas fast vid fundamentet om tornet är av stål. Om nedre delen av tornet består av betong spänns dessa sektioner fast med vajrar i fundamentet alternativt gjuts ihop med fundamentet. Sedan tornet monterats lyfts maskinhus och rotorblad på plats. För montage av bladen finns två varianter: Antingen lyfts bladen ett och ett och monteras uppe på navet eller ocks finns navet på marken där alla tre bladen monteras varefter turbinen lyfts upp och skruvas fast på turbinaxeln. Platsmontaget tar 1-2 dagar och intrimning och testkörning 1-2 veckor. Efter genomförd slutbesiktning kan vindkraftverket kopplas till elnätet och tas i drift.
8 5 DRIFT 5.1 Övervakning Vindkraftverk går normalt i automatisk drift, vilket innebär att alla styr- och övervakningsfunktioner styrs av datorer i verken tillsammans med en övervakningsenhet för hela vindparken. Verken kopplas in och ur på nätet automatiskt. Om fel uppstår larmas en bemannad övervakningscentral. Service utförs på verken 1-2 ggr per år. Det brukar innebära smörjning, fliterbyten och konditionstester. 5.2 Åska och nedfallande is Moderna vindkraftverk har utrustning med åskledarsystem i rotorblad, maskinhus och torn, som skyddar vid blixtnedslag. Risken för isbildning på turbin och rotorblad innebär tekniska utmaningar för vindkraft i aktuella miljöer. Ett flertal tillverkare utvecklar vindkraftverk anpassade för den arktiska marknaden där uppvärmning av främst rotorbladen nyttjas. Efter analys av isningssituationen i området, utveckling av tekniken samt kostnader kommer sökanden att ta beslut om eventuella avisningssystem kommer att nyttjas inom aktuellt område eller i delar av området. Området kommer efter samråd med tillsynsmyndigheten att skyltas tydligt med varningstext rörande risk för nedfallande is. 5.3 Transporter I vindparken kommer det att finnas en servicebyggnad med bl.a. de vanligaste reservdelarna. Från servicebyggnaden utgår servicetransporter för regelbunden service- och underhåll samt felavhjälpning. Mängden transporter beror på behovet av service. Majoriteten av servicetransporterna utgörs av personal samt lättare materiel och utförs med personbilar eller eventuellt snöskoter. 5.4 Ljus- och hindermarkeringar I Transportstyrelsens föreskrifter och allmänna råd om markering av föremål som kan utgöra en fara för luftfarten (TSFS 2010:155) finns regler kring hur vindkraftverk ska markeras. Vid uppförande av vindkraftverk som inklusive rotorn sträcker sig högre än 45 m över marknivå, ska markering ske i enlighet med föreskrifterna. Hinderljuset på vindkraftverk placeras alltid på den högsta fasta punkten på varje verk, dvs på ovansidan av varje generatorhus. Vindkraftverk som inklusive rotorn sträcker sig mellan 45 m och 150 m över marknivå ska enligt föreskrifterna hindermarkeras med vit färg enligt 19 samt med blinkande medelintensivt rött ljus under skymning, gryning och mörker. Enligt föreskrifterna ska vindkraftverk, som har en höjd av 150 m och över, hindermarkeras med vit färg enligt 19 samt blinkande högintensivt vitt ljus. I en vindpark med vindkraftverk överskridande 150 m ska samtliga vindkraftverk, som utgör parkens yttre gräns, markeras enligt ovan. Övriga verk inom parken ska markeras med vit färg samt förses med minst fast lågintensivt rött ljus om inte Transportstyrelsen meddelar annat i sitt beslut. Under dager, gryning och skymning ska det högintensiva ljusets styrka vara 100 000 candela (cd) med möjlighet att under natten dimma det till 2000 cd. Föreskrifterna ger även utrymme att, vid närhet till samlad bostadsbebyggelse, avskärma ljuset så att ljusstrålen inte träffar markytan på närmare avstånd än 5 km från verken.
9 Man kan också vid anmälan av vindparken ange särskilda skäl till varför vissa vindkraftverk ska undantas från, eller få reducerad, markering. 6 AVVECKLING Vindkraft är en etablering som kan avlägsnas lika snabbt som den installeras och som sedan lämnar mycket begränsade spår. Teknisk och ekonomisk livslängd på vindkraftverken beräknas vara 20 25 år. Under brukstiden finns normalt möjligheten att genom renovering eller utbyte av nyckelkomponenter förlänga livslängden på vindkraftverken. Efter avslutad drift monteras anläggningen ned för återvinning. Om verken tas ur bruk innan den tekniska livslängden är nådd kan verket säljas på begagnatmarknaden. Återställning av området sker om inte nya verk ska uppföras på området. Vid avveckling monteras vindkraftverken ner och omhändertas enligt då gällande regler. Fundamenten avlägsnas till några decimeter under markytan eller fylls över. På fundamentsytor och körplaner återförs därefter ett humustäcke. Transformator- och mätstationer tas bort och återvinns. Vägar lämnas kvar. Efter avslutade återställningsarbeten görs en anmälan om detta till tillsynsmyndigheten.