VINDFORSK Slutrapport för perioden 2009 2012 1
Vindforsk III är till hälften finansierat av Energimyndigheten och till hälften av 28 kunder till programmet. Kunderna är 26 företag med intresse inom vindkraftsområdet, den svenska stamnätsoperatören Svenska Kraftnät samt den norska branschföreningen Energi Norge. De 28 kunderna till Vindforsk III är: ABB, Arise Windpower, AQ System, E.ON Elnät, E.ON Vind Sverige, Energi Norge, Falkenberg Energi, Fortum, Fred. Olsen Renewables, Gothia Vind, Göteborg Energi, Jämtkraft, Karlstads Energi, Luleå Energi, Mälarenergi, O2 Vindkompaniet, Rabbalshede Kraft, Skellefteå Kraft, Statkraft, Stena Renewable, Svenska kraftnät, Tekniska Verken i Linköping, Triventus, Wallenstam Naturenergi, Varberg Energi, Vattenfall Vindkraft, Vestas Northern Europe, Öresundskraft. Elforsk har utgjort kansli för programmet. Produktion: Kreativ Media AB, www.krem.se Grafisk form: Gabriella Lindgren Tryck: Planograf 2
Vindforsk forskning som kommer till nytta Utbyggnaden av vindkraft i Sverige har varit framgångsrik. Mycket tack vare den kunskap och kompetens som mångårig vindkraftsforskning bidragit med. Vi utnyttjar hela tiden forskningsresultaten. Denna rapport beskriver verksamheten för Vindforsk III under perioden 2009 till och med 2012. Rapportens syfte är att på ett översiktligt sätt beskriva programmets projekt och resultat. Informationen bygger på rapporter och andra underlag som projektledarna bidragit med i samband med utgivningen av programmets nyhetsbrev. Detta material har sedan bearbetats journalistiskt av Lars Magnell, Kreativ Media AB. Utförare av projekten är universitet och forskningsinstitut, konsulter och även vindkraftsaktörer som projektörer, tillverkare och kraftföretag. En viktig uppgift för Vindforskprogrammet, utöver att öka kunskapen inom vindkraften som teknikområde, är att bidra med kompetens. Det sker dels genom att ovan nämnda konsulter och vindkraftsaktörer deltar i forskningsprojekten, dels genom den kompetensuppbyggnad som sker i doktorandprojekt. Inom Vindforsk III har tio doktorander arbetat. Av dessa har tre avlagt doktorsexamen och fyra sin licentiatexamen inom programmet. De som avlagt sin doktorsexamen arbetar nu med sin kunskap på högskolan, Svenska Kraftnät och på ett kraftföretag. Totalt under programetappen har 47 forskningsprojekt genomförts. Därtill har sex stycken syntesrapporter som beskriver forskningsresultaten samt trender och framtida forskningsbehov för delområden inom programmet tagits fram. Forskningsprojekten har delats upp i fyra huvudområden: Vindresursen, etablering och projektering Drift och underhåll Vindkraft i kraftsystemet Standardisering och omvärldsbevakning Under programperioden har nyhetsbrev getts ut. Vindforsk har tillsammans med de andra svenska forskningsprogrammen tre gånger arrangerat forskningskonferensen Vindkraftsforskning i Fokus den senaste 2012 med 370 deltagare samt arrangerat mindre seminarier. Nyhetsbreven, dokumentation från konferenser samt rapporter från programmets projekt finns tillgängliga via programmets hemsida www.vindforsk.se. Elforsk AB har utgjort kansli för programmet. Jag vill här passa på att tacka Energimyndigheten, kunderna till programmet och alla utförare som har gjort det möjligt att ta fram alla spännande forskningsresultat. Det är min förhoppning att resultaten ska göra nytta i företagens arbete med projektering och drift och att programmets kunskap och kompetens underlättar integrationen av en ökande andel vindkraft i kraftsystemet Trevlig läsning! Anders Björck, Elforsk AB, programledare för Vindforsk Foto: Lars Magnell 3
4
INNEHÅLL VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING 6 Att projektera bygga och styra verken för bra lönsamhet 7 Turbulenta vindar över skogen 8 Fjärrmätning av vind 10 Normalårskorrigering av vindmätningar 11 Effektiva vindkraftsparker 12 Snabbare CFD-metoder för optimering av vindraftsparker 14 Svårt att beräkna nedisning 15 Mätmaster borde inte haverera 17 Högre torn kräver ny teknik 18 Inga sprickproblem med rätt konstruktion 20 Prefabricerade fundament kan korta byggprocessen 21 DRIFT OCH UNDERHÅLL 22 Rätt underhåll sänker kostnaderna 23 Stor besparingspotential med underhållsplanering 24 Jakten på låg vikt = klena växellådor 25 Termisk övervakning 26 Att undvika skador... 27 genom tillgång till tillförlitliga data 27 Vindkraftverken klarar inte besiktningen 28 Oljans renhet avgörande för livslängden 29 Lovande ny övervakningsmetod 30 Felorsaker i omriktare till vindkraftverksgeneratorer 31 VINDKRAFT I KRAFTSYSTEMET 32 Vindkraften som del i kraftsystemet 33 Generatorer och elsystem 34 Ny generator kan ge lägre kostnader och bättre tillförlitlighet 35 Så upptäcks fel i det interna elnätet 36 Smarta lösningar för likströmsnät 37 Att skydda eller dimensionera för störningar 38 Vindkraft och felbortkoppling 40 Elkvalitet och kraftsystemstabilitet 41 Så mycket toner tål näten 42 Lillgrund håller elkvalitetsmåttet 43 Risken för subsynkron resonans 44 Vindkraft avvärjer kraftsystemsvängningar 45 Anslutning relativt problemfritt 45 Vindkraft till havs banar väg för supernät 46 Vindkraft kan bidra till kraftsystemets stabilitet 48 Reglerkraft 50 Ny metod för val av reglerkraft 51 Vad kostar vindkraftens prognosfel? 52 Frekvensreglerande vindkraft klarar ö-drift 54 Saknas standardiserade modeller 55 STANDARDISERING OCH OMVÄRLDSBEVAKNING 56 Nytt och trendigt inom vindkraften 58 Standarder stimulerar tillväxten 59 Lista på slutrapporter från projekten 60 5
Vindresursen etablering & Projektering 6
Att projektera bygga och styra verken för bra lönsamhet Inom området Vindresursen, etablering och projektering har sammanlagt 16 projekt bedrivits och fyra forskare påbörjat sina forskarstudier. Projekten, som beskrivs i det här kapitlet, har till syfte att öka förutsättningarna för att sänka kostnaderna för vindkraftsel. Med bättre kunskap om byiga, turbulenta vindar över skogen, nedisningsförhållanden och hur vindkraftverkens vakar i parker påverkar varandra, kan man bättre förutse energiproduktion hos ett visst vindkraftverk och de laster som det kommer att utsättas för. Därmed ökar förutsättningarna för val av rätt plats och rätt vindkraftverk. På så sätt kan kostnaderna för vindkraftselen sänkas. Kunskapen från projekten syftar även till att öka säkerheten i bedömningar av energiproduktionen och om vindkraftveken kommer att hålla sin förväntade livslängd. Det gör att lönsamheten ökar genom att den finansiella kostnaden för osäkerhet minskar. Att styra vindkraften smart i en vindkraftspark för att sänka laster och kanske även öka den totala energiproduktionen är också ett sätt som studeras för att öka lönsamheten. Forsknings- och utvecklingsläget samt framtida forskningsbehov Inom området har två underlagsrapporter tagits fram. En för delområdet Vindkraft i kallt klimat och en för Vindresursen och vakar. Båda rapporterna beskriver vindforskprojekten inom sina respektive områden. Rapporterna har även varsitt kapitel som redovisar status inom området och vad som pågår forskningsmässigt i vår omvärld samt ett kapitel där framtida forskningsbehov och lämplig forskningsinriktning diskuteras. För båda rapporterna är slutsatsen att den forskningsinriktning som bedrivits inom Vindforsk är relevant även för en fortsättning. När det gäller området Vindkraft i kallt klimat behöver forsknings- och utvecklingsinsatser ökas på i stort sett alla områden som har med is att göra, till exempel kunskap om när is uppstår, isens påverkan på vindkraftverken, metoder för att förhindra is på bladen samt metoder för att kunna mäta isen För området Vindresursen och vakar är slutsatsen att forskning kring vindarna i skog är ett område där mer forskning behövs. Med hänsyn till Sveriges speciella förutsättningar med just skog, beskrivs det särskilt motiverat med fortsatt forskning på just det området i Sverige. Rapporterna nedan beskriver forsknings- och utvecklingsläget samt framtida forskningsbehov. Elforsk report 12:13, Icing of Wind turbines, Vindforsk projects, a survey of the development and research needs Elforsk report 12:38, Wind Resources and wakes. Vindforsk projects, a survey of the development and research needs Rapporterna kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se Foto: Masis Usenmez/GWEC 7
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Turbulenta vindar över skogen Projektet Vindkraft i skogen har som mål att öka kunskapen om vilken elproduktion vindkraftverk kan uppnå i skogsmiljö samt vilka laster de utsätts för. Över skogen tilltar vinden snabbare med höjden än över öppen mark. Det innebär möjligheter till god elproduktion, förutsatt att verken är tillräckligt höga. Vinden över skog är generellt ojämnare, turbulentare, än över öppen mark. Detta genererar ytterligare lastvariationer för vindkraftverken. Det betyder ökad utmattning, vilket principiellt innebär att konstruktionerna måste anpassas för att klara den avsedda livslängden. De turbulenta vindarna är särskilt tydliga på måttlig höjd över trädtopparna och minskar sedan med höjden, vilket är ett starkt argument för att använda höga torn. Både hög och låg turbulens I projektet Vindkraft i skogen har modeller för den turbulenta vindens egenskaper tagits fram. Mätningar med ultraljudsanemometrar från sammanlagt sex höjder mellan 40 meter och 140 meter ovan mark ligger till grund för modellerna. Den omfattande databasen, med observationer under mer än 1,5 år, har analyserats för att ge en beskrivning av de turbulenta vindarna över skog för ett höjdintervall som sträcker sig över hela rotordisken för vindturbiner av en storlek som typiskt används idag. Även om modellutvecklingen framförallt utnyttjat nya mätningar i projektet har också data från andra platser där vindenergiprojekt pågår eller har pågått utnyttjats. Dessa mätningar har framförallt använts för att ge en bild av variationerna hos de turbulenta vindprofilerna över skog beroende främst på olikheter i vegetation och topografi. Förutom instrument som placerats i master har data från fjärranalystekniker med sodar och lidar utnyttjats. Det är tekniker som bygger på att ljud- respektive laserpulser reflekteras mot partiklar och strukturer i luften. z=138m z=121m Virvlarna ger upphov till större turbulenta strukturer z=96m z=80m Generering av virvlar bland trädtopparna z=61m z=40m z=26m Mätningarna bekräftar bilden av en turbulentare vindmiljö ovan skogen. Men redan på 100-140 meters höjd kan vinden vara mycket jämn, närmast liknande förhållandena över ett hav. 8
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Foto: Hans Blomberg Lasterna kan bli höga Kunskapen om vindarna över skogen har använts för att ta fram den typ av tidsvarierande vindfält som används när man beräknar lasterna på vindkraftverk. I projektet har man tagit fram modeller över turbulens och vindgradient över en typskog. Dessa vindfält har använts för att beräkna lasterna för ett 2,5 MW vindkraftverk. Motsvarande beräkningar är också gjorda med de vindfält som används i IEC:s standardklasser. Studien visar att utmattningslasterna för blad och torn typiskt blir 35 procent högre vid lika medelvind. Projektet har haft tillgång till lastmätningar på ett skogsplacerat vindkraftverk med samtidig detaljerad information om den turbulenta vinden. Därigenom har man kunnat studera sambandet mellan vindens egenskaper och lasterna. I mätningarna ingår även simuleringar för att undersöka om det går att minska påfrestningarna på vindkraftverket genom att ändra programvaran i kontrollsystemet. Mätningarna bekräftar bilden av en turbulentare vindmiljö ovan skogen. Men redan på 100-140 meters höjd kan vinden vara mycket jämn, närmast liknande förhållandena över ett hav. Ökad turbulens närmast träden I projektet har man funnit att det av skogen påverkade gränsskiktet i form av ökad turbulens och större gradient begränsas i höjd och kan vara ganska tunt. Över skogen avtar turbulensen ofta snabbare med höjden än över slät mark. En slutsats från projektet är att det är viktigt med platsspecifika studier för att kunna bedöma vindkraftverkens laster. Kunskapen om att den värsta skogsturbulensen ofta är begränsad till skiktet upp till 4 5 trädhöjder, och avtar snabbt med höjden, talar för att en höjning av navhöjden, förutom att ge en högre vind och mer effekt, är ett effektivt sätt att minska på de turbulensinitierade utmattningslasterna. Projektets resultat redovisas i Elforsk rapport 13:09, Vindkraft i skogen, som kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se Även mätningar i vindtunnel har genomförts. Syftet med mätningarna, som gjorts vid KTH i Stockholm, är att studera ideala skogsförhållanden med hyggen av olika storlek och effekter av skogskanter. Lägg märke till den simulerade skogen i nederdelen av vindtunneln. 9
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Fjärrmätning av vind Fjärrmätning har stor potential att bidra till en högre projektkvalitet om metoden används på rätt sätt. Fjärrmätinstrument i kombination med vanliga mätmaster ger säkrare skattning av vindresursen, vilket ger bättre lönsamhet och lägre risk än vindmodellering. Det konstateras i rapporten State of the art of wind remote sensing där kunskapsläget kring fjärrmätning av vind redovisas. I Vindforskprojektet inom vilket rapporten skrivits ordnades också ett seminarium där användare av fjärrmätningsutrustning diskuterade sina erfarenheter. Föredragen och slutsatser från seminariet redovisas i rapporten. Två tekniker I rapporten redovisas kunskapsläget för mätning av vinden med SODAR och LIDAR. Med SO- DAR-teknik (SOnic Detection And Ranging) mäter man vindhastigheten genom att sända ut ljudpulser och från dess eko få fram vindhastigheten inom en mätvolym. Med LIDAR-teknik (LIght Detection And Ranging) mäter man vindhastigheten genom att sända ut laserljus och från dess eko få fram vindhastigheten. Med konventionella skålkorsanemometrar mäts vinden i en liten volym, i stort sett i en punkt. Med fjärrmätning mäts vinden i stället inom en volym som beroende på teknik och avstånd till mätpunkten kan vara olika stor. Inom en sådan volym är ju vinden sällan konstant. Vindhastigheten varierar och vindfältet kan vara krökt på grund av terrängens inverkan. Dessa faktorer gör det svårt att få fram rätt medelvärde för vinden i mätvolymen, det uppstår så kallade orografifel. Genom att vinden mäts i en volym så är det heller inte samma sak som när man mäter med skålkorsanemometrar. I rapporten beskrivs skillnader mellan mätresultat som fås med fjärrmätning och sådana som fås med skålkorsanemometrar. Snabb utveckling En slutsats i rapporten är att fjärrmätning har stor potential att bidra till en högre projektkvalitet om metoden används på rätt sätt. De numeriska modeller för vindberäkningar som finns ger ofta fel- skattningar av vindresursen. Fjärrmätinstrument, i kombination med vanliga mätmaster, ger säkrare skattning av vindresursen, vilket ger bättre lönsamhet och lägre risk än vindmodellering. Det gäller att använda rätt instrument för rätt ändamål. Vid seminariet beskrev Vestas representant hur de till exempel använder LIDAR för att kartlägga extrema skjuvningar och vindprofiler vid utvärderingar av specifika sajter där det redan byggts vindkraftverk och man behöver studera effekt och laster och förstå hur de beror av vinden. Att göra detta med master och anemometrar hade krävt många master och blivit väldigt kostsamt. I rapporten beskrivs hur utvecklingen på området är snabb. LIDAR är en teknik som har relativt få år av teknikutveckling bakom sig. Även SODAR är under fortsatt utveckling. I rapporten framgår det att tillförlitlighet och enkel användning är något som behöver utvecklas för fjärrmätningsutrustningar. Projektets resultat redovisas i Elforsk rapport 11:20, State of the art of wind remote sensing, som kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se Foto: DNV 10
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Foto: AWS Skytech Normalårskorrigering av vindmätningar Lönsamheten för en vindkraftspark är direkt relaterad till de vindförhållanden som råder där parken ska anläggas. Det är därför viktigt att kunna uppskatta parkens medelvind med god noggrannhet. Utmaningen när det gäller vindmätningar är att vindförhållandena på en plats växlar år från år, vissa är bra vindår medan andra är normala eller dåliga. Medelvindhastigheten under ett bra vindår kan vara upp till cirka 6 procent högre än normalt för platsen och tvärtom under ett sämre år. En sex procents avvikelse i vindhastigheten motsvarar cirka 15 procent i avvikelse i energiproduktion. Att ta hänsyn till vindens naturliga tidsvariationer är därför nödvändigt för en korrekt prospektering av vindförhållandena. Denna process kallas för långtidskorrigering eller normalårskorrigering. För att långtidskorrigera vindmätningarna behövs en lång tidsserie av vindhastighet och vindriktning som täcker en vald referensperiod Riktlinjer I projektet har problematiken kring de olika val som en analytiker konfronteras med under långtidskorrigeringsprocessen studerats. I projektrapporten redogörs för olika långtidsdataset som analyserats ur ett tidskonsistensperspektiv. Olika sensitivitetstester har utförs för att kunna uppskatta osäkerheten förknippad med valet av långtidsdata, referensperiod och korrigeringsmetod. I rapporten föreslås även riktlinjer för uppskattning av osäkerheten i långtidskorrigering. Projektets resultat redovisas i Elforsk rapport 13:18, Long-term correction of wind Measurements State-ofthe-art, guide lines and future work. Rapporten kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se 11
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Effektiva vindkraftsparker Vid projektering av vindkraftsparker är det av stor vikt att bedöma hur avstånden mellan vindkraftverken påverkar energiproduktion, laster och ekonomi. En typisk frågeställning är hur långt ifrån varandra man behöver ställa vindkraftverken i en vindkraftspark. Ju längre ifrån varandra de står, desto mindre stör de varandra. Samtidigt vill man av ekonomiska skäl få in så många som möjligt på ett givet område. Forskning om vindförhållanden bakom en vindturbin har behandlats inom Nordiskt konsortium: Optimering och styrning av vindkraftsparker med deltagare från Sverige, Norge och Danmark. I projektet har två doktorander samt seniora forskare varit finansierade av Vindforsk. Totalt har sex doktorander arbetat i projektet. Konsortiets mål är att utveckla och förbättra kunskapen om vakarna i vindkraftsparker. Speciellt kunskap och rutiner för hur stora vindkraftsparker kan styras, både för att få en högre produktion men även så att förslitningslaster minskas så att underhållskostnader minimeras och livslängden på turbinerna förlängs. För att kunna utveckla denna typ av styr- och kontrollsystem krävs en förbättrad grundläggande förståelse om hur turbiner påverkar varandra, det vill säga hur vakar interagerar med varandra. Vaken definieras som det område bakom en turbin inom vilket vindhastigheten är lägre jämfört med hastigheten framför turbinen. CFD-beräkningar För att få en grundläggande förståelse för hur en vak ser ut genomförs studier med hjälp av Computational Fluid Dynamic (CFD) simuleringar. Med hjälp av dessa studeras hur olika parametrar påverkar vakens struktur och utbredning. Viktiga parametrar är den specifika layouten, d v s hur landskapet ser ut med höjdskillnader, våghöjder råhet (skog, öppna fält etc.). Med grundläggande förståelse av individuella vakar kan sedan flera turbiner sättas samman till parker. Med hjälp av CFD simuleras strömningen i parkerna där hela vindfält tas fram och kan utvärderas. Även turbinernas produktion och hur den varierar beroende på vindriktning, turbulens och parkens styrning beräknas. Figur ovan till höger visar ett exempel på en simulering av Lillgrund. Den här typen av simuleringar kräver mycket stor datorkapacitet då en körning tar flera dagar på hundratalet datorer. Resultaten ger en bild av flödet från till exempel olika vindriktningar och olika turbulensnivåer. God överensstämmelse Jämförelse av turbinernas effekt enligt mätningar i vindkraftsparken Lillgrund och beräkningar med CFD-metoderna i projektet visar mycket god överensstämmelse. I beräkningarna har aerodynamiska data för en ostörd vindturbin i parken som input till CFD-beräkningarna tagits fram så att dess effektkurva stämmer väl överens med mätningar. När dessa data används för turbinerna i hela parken där de bakre turbinerna i parken blir skuggade av de främre visar CFD-beräkningarna mycket god Illustration av vakens utseende bakom en vindturbin skapad med CFD. CFD simulering av vindkraftspark. 12
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Om ordet vak Foto: Vattenfall När ett vindkraftverk tar ut energin ur vinden uppstår ett vindhål bakom vindkraftverket. Man tar ju energi ur vinden och det innebär att luften bromsas upp. På engelska kallas detta vindhål för wake vilket borde översättas med ordet kölvatten (som till exempel det uppbromsade vatten som uppstår bakom stenar i strömmande vatten). Den vanligt använda termen på svenska för kölvattnet bakom ett vindkraftverk är emellertid ordet vak. Förutom att vinden bromsas upp så uppstår det turbulens i luften i vaken. Ju längre bak efter vindkraftverket ju mer utslätad blir vaken för att väldigt långt bak helt mixas med den omgivande luften så att man inte längre kan uppleva någon uppbromsning. överensstämmelse med motsvarande mätningar. För en given placering av turbinerna i parken, där turbinerna för vissa vindriktningar skuggar varandra, är frågan om man kan öka produktionen totalt i parken genom intelligent styrning relevant. Om man låter den främre raden ta ut mindre energi ur vinden genom att bladen flöjlas för att släppa mer vind till bakomliggande turbiner skulle man kanske totalt kunna får mer effekt ur hela parken. Detta har undersökts genom beräkningar med CFD-modellerna. Inledande studier i projektet visar dock att det endast har en marginell påverkan på den samlade parkeffekten; ökningen i effekt för de bakre turbinerna blev inte högre än den man tappat i den främre raden. En vinst kan dock vara att summan av utmattningslaster skulle kunna bli mindre. Genom att styra parkerna rätt kan man alltså ändå uppnå vinster i livslängd. Kräver anpassade och snabba metoder Vid optimering av vindkraftsparker krävs ett mycket stort antal simuleringar för att studera flera parametrar samtidigt. Då behövs förenklade modeller för vaktransport och storskaliga vindfluktuationer i parken. I projektet har man därför även arbetat med traditionella meteorologiska beskrivningar av de storskaliga turbulenta variationerna i parken, i kombination med semi-empiriska modeller för vakarnas utbredning, transport och samverkan. Tidigare har de turbulensmodeller man använder för analyser av enskilda vindkraftverk inte använts för hela vindkraftsparker. Simuleringarna har blivit så datorkrävande beräkningstider i timmar att fördelarna jämfört med CFD inte varit tillräckligt stora. Därför har man i projektet arbetat med nya algoritmer. Med dessa kan motsvarande flödesberäkningar utföras betydligt snabbare beräkningstider i minuter med ett kraftigt reducerat behov av mellanlagring av data. Dessa metoder bygger också på mer fysikaliskt riktiga förenklingar av vindens variationer i tid och rum. Banar väg för parkoptimering En viktig del i det nordiska konsortiet är deltagande i arbetsgrupper inom IEA. I sådana arbetsgrupper har man i projektet tillsammans med andra internationella forskargrupper analyserat vindtunnelmätningar och man jämför resultat av olika sätt att modellera vakar och strömningen i parker. Genom nya delmodeller och ny kunskap som tas fram i det nordiska konsortiet så kan vindkraftstillverkare, konsulter och institut samt även certifieringsföretag utveckla sina verktyg för att beräkna effekt och laster i parker. På så sätt bidrar projektet till att dimensionering och konstruktion av turbiner och parker inklusive olika parkstyrningsmetodiker görs på ett sätt så att verkligt beteende och verkliga laster motsvarar det man beräknar. Som en skog En stor vindkraftspark blir som en skog och i lä om parken blir vinden uppbromsad och turbulent en lång sträcka. När man ska bygga större etableringar som flera grupper av parker gäller det därför att förstå hur parkerna påverkar varandra. En del i det nordiska konsortiet är därför tillägnat att förstå hur vindstörningarna ser ut från en hel park. Projektets resultat redovisas i rapporten Elforsk rapport 13:12 The Nordic Consortium, Optimization of Large Wind Farms, Activity report 2009 2012, som kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se 13
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Snabbare CFD-metoder för optimering av vindraftsparker Att kunna räkna på hur vindkraftverken i en park påverkar varandra är, som beskrivits i föregående artikel (Nordiskt konsortium: Optimering och styrning av vindkraftsparker), viktigt. I projektet Instant Wind har man utvecklat metoder för snabba beräkningar av vakarna i en park med utgångspunkt från CFD-beräkningar. Förenklad metod När man bygger en vinkraftspark vill man att vindkraftverkens vakar ska störa de andra vindkraftverken i parken så lite som möjligt. Man vill ha hög total effekt och låga laster. Samtidigt vill man att de ska stå nära varandra för att minska behov av elledningar i parken. För att hitta ett optimum måste man kunna räkna på många olika placeringskombinationer. Den bästa prediktionen av vakarna och de olika verkens effekt får man genom att använda olika typer av CFD-metoder som Large Eddy Simulation eller Reynolds Averaged Navier Stokes. Att genomföra sådana beräkningar kräver dock alltför stora beräkningsresurser för att kunna användas i optimeringar och interaktiva beräkningar för parkdesign. Då måste förenklade modeller användas. I projektet Instant Wind har man studerat en förenklad modell som kombinerar snabbhet med att strömningen runt turbinerna och vindhastigheten i vakarna genereras med CFD-beräkningar. ken skiljer sig dock endast någon till några få procent från resultat med CFD-beräkningarna. Snabbheten i modellen gör att den är möjlig att använda för optimeringsberäkningar av vindkraftsparker. På webbsidan www.instantwind.com visas exempel på hur metoden kan användas. Via denna sida kan man även ladda ned programkod som använts så att den kan användas vid utveckling i olika fortsättningsprojekt. Projektets resultat redovisas i rapporten Elforsk rapport 12:72, Instant Wind, Model reduction for fast CFD computations, som kan laddas ned från www.elforsk.se, www.vindforsk.se eller www.instantwind.com Metoden går ut på att: 1) Göra beräkningar med CFD för olika typfall av placering av vindkraftverken. 2) Ta dessa CFD-beräkningar och göra en så kallad modellreduktion där man matematiskt behåller den viktigaste informationen för flödet i vaken efter vindkraftverken för ett ental bas-fall. 3) Matematiskt koppla ihop dessa bas-fall för godtyckliga placeringar av vindkraftverken. I projektet har man visat att denna teknik reducerar modellens matematiska storlek tiotusentals gånger. Skillnad i beräknad effekt för de olika vindkraftver- Strömningen enligt den reducerade modellen i tre beräkningsdomäner kombinerade till ett strömningsfält. Modellreduktionen går ut på att skapa basvektorer från CFD-beräkningar med hjälp av Proper Ortogonal Decomposition, så kallad POD-teknik. Det görs för strömningen i utskurna domäner av hela parken där en domän täcker en kub runt ett vindkraftverk. Sådana strömningsbilder beskrivna av den reducerade modellen kopplas sedan ihop på ett sätt så att randvillkoren, det vill säga strömningen i kopplingen mellan de olika domänlösningarna, blir så bra som möjligt. 14
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Svårt att beräkna nedisning Nedisning av vindkraftverk leder till produktionsbortfall. Att finna metoder för att avgöra när och var nedisningsförhållanden uppstår är därför av stor vikt. Det gäller att förstå hur svår nedisningen kommer att bli på olika platser. Beräkningsmetoder för nedisning ger underlag för intäktskalkyler, val av vindkraftverk och vilka system för avisning som är ekonomiska. I det övergipande projektet Vindkraft i kallt klimat (V-313) har forskarna fokuserat på att förbättra beräkningsmetodiken för nedisning. Projektet har skett i samarbete mellan Uppsala universitet, SMHI och WeatherTech Scandinavia. Mycket av arbetet har kretsat kring mätningar. Värden på meteorologiska data behövs för att utveckla modeller och för att kunna visa att modellerna ger relevanta svar. I projektet har data från ett antal master samlats in. Det vill säga uppgifter om observerad isbildning tillsammans med meteorologiska data som vind, temperatur, fuktighet, lufttryck, sikt och molnbas. Även data om isbildning från vindkraftverk som ingår i Energimyndighetens Vindpilotprojekt har använts. Mätdata har sedan jämförts med hur ett antal meteorologiska prognosmodeller beräknar isbildningen. Alternativa metoder Ett syfte med projektet är att utveckla tekniker att bestämma isklimatet. Men steget från att modellera nedisning under en tidsperiod, som en vintersäsong, till att ta fram en klimatologi är långt ifrån självklart. Med klimatologi menas medelvädret under en lång period som är representativ för många vintrar. Vanligt inom meteorologin är att grunda denna på en 30-års period. Att med hög upplösning i beräkningarna till exempel i ett rutnät på kilometerskala modellera 30 år skulle vara mycket kostsamt när det gäller datortid. Därför har flera alternativa metoder analyserats i projektet. Dels en metod som bygger på att välja ut vissa perioder som representativa för klimatet. Man kan med den metoden ta fram klimatologin grundat enbart på resultat för cirka 5 år i stället för 30 år. Dels metoder som bygger på nedskalning från en grov upplösning med vilken 30 år kan modelleras till en hög upplösning där de småskaliga terrängvariationerna får driva nedskalningen. Båda metoderna ger realistiska resultat, men som naturligtvis i viss mån kommer att avvika från en sann 30-års klimatologi. Iskartor för de tre vin- tersäsonger och de delar av Sverige för vilka resultat finns redovisas i projektet. Isbildningen mäts normalt med en isdetektor, som jämfört med ett vindkraftverk har en obetydlig utsträckning. Därför är det ett stort steg att överföra data om isens tillväxt och smältning på en isdetektor till förhållandena på ett helt vindkraftverk. Emellertid visar jämförelserna i projektet att det går att modellera dynamiken i hur isen faktiskt växer och smälter även i den stora skalan. En slutsats är att modellerna i allmänhet klarar att korrekt påvisa förekomst av isbildning, men att det är svårare att avgöra hur omfattande den är. Men man måste ju veta att beräkningar ger rimliga resultat. Att finna robusta och bra metoder för att mäta nedisningen har visat sig vara svårt. Därför genomfördes tre parallella delprojekt kring just ismätning Test av flera isgivare I delprojektet V-363 testades fyra kommersiellt tillgängliga givare under samma förhållanden. Projektet har även testat en ny typ av givarprincip under utveckling. Genom att alla givarna testats under Foto: Vattenfall 15
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Bilderna visar hur instrumenten kan te sig i olika vädersituationer. Den högra bilden visar NRG-anemometrarna före montage i masten. samma förhållanden i samma mast har mycket erfarenhet samlats som kan användas för utveckling av metodik för att erhålla bästa resultat genom att kombinera mätresultat från olika typer av givare. Den nya metoden som utvecklats bygger på en princip som utnyttjar tre uppvärmda skålkorsanemometrar. När en skålkorsanemometer blir nedisad visar den inte rätt vindhastighet. Genom att hela tiden ha en av anemometrarna uppvärmd, en som aldrig värms och för den tredje värma den när dess mätta vindhastighet skiljer från den uppvärmda så kan man bestämma perioder av aktiv nedisning. Vindhastigheten störst betydelse De modeller som används för att beräkna nedisning utgår från en empirisk modell, den så kallade Makkonens formel. Genom den beräknas intensiteten i påfrysning som funktion av vindhastigheten och luftens vatteninnehåll. Mätningar i det större projektet vindkraft i kallt klimat bygger till stor del på mätningar av påfrysning. De meteorologiska modellerna ger parametrar som vindhastighet och luftens vatteninnehåll. För att jämföra beräkningsresultat och mätningar är man därför beroende av att Makkonens formel verkligen stämmer. Bättre vore om man direkt kunde mäta luftens vatteninnehåll och även droppstorlek som har betydelse enligt formeln. Målsättningen i projekt V-359 var att finna intressanta metoder för att mer direkt mäta vatteninnehåll och droppstorlek. Undersökningen visade emellertid att den typen av mätningar är tämligen dyra och komplicerade och något förslag på lämplig utrustning i meningen billig och tillförlitlig kunde man inte finna. I projektet har även en känslighetsanalys över vilka faktorer som har störst betydelse för beräknad påfrysning genomförts. Studien visar att det är vindhastigheten som har störst betydelse. Is ändrar optiska egenskaper Företaget Holoptics har i tidigare vindkraftsprojekt utvecklat en givare, som utgår från det faktum att en ytas optiska egenskaper ändras då den täcks av is. Om givaren värms när nedisning uppstått och indikeras så smälter isen och indikeringen upphör. Om man då avslutar uppvärmningen nedisas den på nytt. Hur snabbt den åter nedisas är ett mått på hur kraftig nedisningen är. I projektet V-303 har denna metod studerats i en isvindtunnel under olika simulerade nedisningsförhållanden. Proven visar att principen fungerar och att givaren har en hög känslighet vid lätt istillväxt men att den vid kraftig istillväxt blir mättad och indikerar konstant. Projektens resultat redovisas i följande Elforskrapporter: 10:05, Kalibrering av Givare som mäter istillväxt 13:10, Wind power in cold climates, Ice mapping methods 13:14, Sensitivity study of important parameters for icing modeling and measurements 13:15, Experiences of different ice measuerments metods Samtliga kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindfrosk.se IEA-arbeten kring nedisning Inom IEA pågår arbeten i Wind Task 19, Vindkraft i kallt klimat. I denna arbetsgrupp ingår Sverige, med delfinansiering från Vindforsk. Det finns mycket att göra på området och det nätverk som arbetsgruppen erbjuder är viktigt för att föra utvecklingen framåt. Vad är då kallt klimat? Ja, faktiskt inte enbart kyla. En definition som gruppen använder gör gällande att det är platser med signifikanta nedisningsperioder eller perioder med temperaturer lägre än driftsgränserna för standardturbiner (fritt översatt från engelska). Rekommendationer I maj 2012 gavs rapporten Expert group study on Recommended Practices for wind energy projects in cold climate ut. Denna innehåller som namnet antyder rekommendationer för att minska risker och problem vid projektering och drift av Vindkraft I kallt klimat. Bland annat har gruppen tagit fram ett klassificeringssystem för hur allvarlig nedisning en sajt har. Klassificeringen ska användas för att välja rätt instrument och rätt turbiner. I en arbetsgrupp inom standardiseringsorganet IEC arbetar man på att få in kriterier för kallt klimat. Detta genom att uppdatera standarden för konstruktionskrav, IEC 61400-1 design requirements. 16
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Mätmaster borde inte haverera Inom Vindforsk genomfördes under 2011 ett projekt för att kartlägga hur vanliga mätmasthaverier är och för att se om det fanns några gemensamma orsaker till haverierna. En undersökning i projektet visar att det bör finnas ungefär 400 till 500 stagade fackverksmaster för vindmätning i Sverige. Projektet fann underlag kring två haverier. I båda fallen har nedisning bidragit till haverierna. Man kunde dock inte få fram den direkta orsaken till haverierna. Färre framtida haverier Statistiskt är underlaget litet och det är svårt att dra generella slutsatser. I projektet görs via enkätsvar och intervjuer en uppskattning att fyra stagade master havererat de senaste 5 till 10 åren. Med antagandet att det sker ett masthaveri vart annat år och 450 master så ger det, med tillämpning av gällande standarder, en haveririsk som är tio gånger högre än vad den borde vara. Med rätt vind- och isunderlag, rätt konstruktion och rätt utförande borde vi se färre masthaverier de närmaste åren. I de enkäter som genomfördes i projektet framfördes önskningar om bättre underlag kring dimensionerande islaster. Projektets rapport innehåller förutom resultat av undersökningen en diskussion kring sådant man bör tänka på när man köper eller bygger master. Projektets resultat redovisas i Elforsk rapport 11:57, Masts for wind measurements, Experience feedback from failures and collapses, som kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se Foto: Windenergynetwork 17
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Foto: Terex Högre torn kräver ny teknik Hittills har svetsade stålrörstorn använts på de flesta vindkraftverk. Tekniken är ekonomisk upp till 100 125 meters höjd. Om man vill bygga högre torn bör man pröva andra konstruktioner. Det framhålls i rapporten Höga torn för vindkraftverk (V-342). Problemet med svetsade stålrörstorn vid högre höjder är att bottensektionens diameter blir så stor, omkring 4,5 meter, att den inte kan transporteras på vanliga vägar. Ett sätt att komma runt problemet är att sätta samman tornet av plåtar som enbart förenas med skruvförband. Då tillkommer kostnaden för dessa, men flänsarna bortfaller. De utmattningsbegränsande svetsarna försvinner också, och man kan använda bättre plåtkvaliteter, säger projektledare Staffan Engström och tillägger att sådana hopskruvade torn nu erbjuds av bland andra tur- bintillverkaren Siemens för höjder upp till 140 meter. Man kan också använda sig av hybridtorn för att lösa transportproblemen. I ett sådant torn består nedre delen av betong och överdelen av stålrör. Betongtorn Förspända betongtorn har länge varit en annan alternativ teknik. Till en början alltid glidformsgjutna, på senare år oftare sammansatta av betongelement tillverkade i fabrik, vilket gör det lättare att få kontrollerade förhållanden. 18
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Foto: Timber Tower Foto: Timber Tower Tekniskt fungerar bägge alternativen på samma sätt, eftersom det är förspänningen med stålkablar som ger dragstyrkan, säger Staffan Engström. Mycket höga torn, upp till 150 meters höjd, tillverkas idag i Tyskland. Ofta som fackverkstorn, vilka till utseendet liknar kraftledningsstolpar. En svårighet med sådana torn i vårt klimat är dock risken för nedisning, som tidvis kan förhindra tillträde till maskinhuset, upplyser Staffan Engström. Staffan Engström Trätorn På senare tid har torn även byggts i trä, vilket i relation till styrkan är ett ekonomiskt konstruktionsmaterial. I Sverige finns lång erfarenhet av limträ och av de korslimmade träpaneler som används i trätorn. Under 2012 har ett 100 meters trätorn byggts i Tyskland och serietillverkning planeras av 140 meter höga torn, säger Staffan Engström som menar att alla de ovan nämnda torntyperna är konkurrenskraftiga mot svetsade stålrörstorn vid högre navhöjder. Det går dock inte att nu dra någon slutsats om att en viss torntyp blir ledande i framtiden. Höga torn är särskilt intressanta i skog, därför att vinden där tilltar snabbare med höjden än i öppen terräng och att man för att begränsa utmattningslasterna bör komma upp över den turbulenta vinden på lägre höjd. Rapporten visar att ett 3 MW verk i skog bör ha en navhöjd på upp till 150 meter. Efter rapportens tillkomst har det tillkommit nya krantyper, som kan klara höga lyft med en lättare och billigare kran. Dessutom krävs inte så stora uthuggningar i skogen. Projektets resultat redovisas i Elforsk rapport 10:48, Tall towers for large wind turbines, som kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se Foto: Lars Magnell 19
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Foto: Svevind Armeringen till ett fundament där tornet spänns in via förspända bultar i en korg. En konstruktion som inte leder till de problem som en ingjuten stålring kan ge. Inga sprickproblem med rätt konstruktion Nyhetsartiklar från Tyskland har pekat på problem med skadlig sprickbildning i betongfundament för vindkraftverk. För att undersöka hur vanlig denna typ av problem är och för att finna orsaker till att de uppstår utfördes en förstudie inom Vindforsk. Studien visar att anslutningen mellan torn och fundament med en ingjuten stålring kan ge upphov till sprickbildning i betongen och bilda ett mellanrum mellan betong och stålringen. Trots att skadorna inte medför några omedelbara konsekvenser vad gäller bärförmåga kan de på lång sikt äventyra konstruktionens egenskaper och funktionsduglighet. Men med rätt utförande av undergjutningar och med bättre lämpade konstruktioner kommer fundamenten att uppfylla krav på stabilitet och livslängd, lyder slutsatsen i projektet. I studien har olika fundament, i huvudsak sådana som används i Sverige, gåtts igenom. Projektets resultat redovisas i Elforsk rapport 11:56, Cracks in onshore wind power foundations, Causes and consequences, som kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se 20
VINDRESURSEN, ETABLERING OCH PROJEKTERING Prefabricerade fundament kan korta byggprocessen Goda vindlägen betyder ofta svåra bygglägen, som till exempel i fjällen där kylan och snön begränsar byggsäsongen. Genom att i förväg färdigställa delar av vindkraftverkens fundament skulle monteringstiden kunna förkortas. Stora vindkraftsparker med fler än 10-talet verk kan i fjäll- eller fjällnära områden knappast uppföras under en sommarsäsong med dagens utförande och teknik. För detta ändamål krävs vidareutveckling och nya tekniker. Prefabricerade gravitationsfundament är en nyligen etablerad vidareutveckling av befintlig anläggningsteknik. Fundamenten består av på plats sammanfogade vertikala triangulära väggar och horisontella triangulära plattor, som täcks med lokala schaktmassor. Man kan kombinera denna teknik med så kallad cellarmering av band i höghållfast stål med runda hål. Detta skulle kunna leda till kortare bygg- och monteringstid och därmed göra byggprocessen mera kostnadseffektiv. Inte stark nog För att i ett första steg pröva den nya typen av armering har statiska och dynamiska hållfasthetsegenskaper för betongelement armerade med cellarmering undersökts. I de prov som utförts i projektet uppvisade den cellarmerade betongen inte den önskvärda hållfastheten. Det kan finnas flera orsaker till det. I rapporten diskuteras vikten av att betong- och stålkvaliteten matchas väl. Vid dragbelastning av en enhet av cellarmering kommer betongen i hålen att motverka deformation av cellarmeringen. Om betongen är för stark kommer den inte att krossas och all deformation kommer att lokaliseras till några få ställen, vilket innebär höga lokala spänningar i armeringen som kan resultera i brott. Val av annan stålkvalitet för cellarmeringen skulle kunna vara ett sätt att nå bättre hållfasthet. Likaså framförs vikten av att cellarmeringens dimensioner måste anpassas till den omgivande betongens kvalitet för att de två materialen ska fungera tillsammans. Mer forskning behövs för att hitta konstruktionsmodeller för cellarmerad betong. Frågan om cellarmering är en signifikant mera kostnadseffektiv teknik jämfört med traditionella armeringsmetoder kan inte riktigt besvaras i nuläget. Projektets resultat redovisas i Elforsk rapport 13:06, Prefabricerade gravitationsfundament med cellarmering för landbaserade vindkraftverk, som kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se Foto: Sjisjka Vind 21
Drift & UNDERHÅLL 22
Rätt underhåll sänker kostnaderna Att hålla koll på skicket på komponenterna i ett vindkraftverk är viktigt. Det ger förutsättningar för tillståndsbaserat underhåll på ett optimalt sätt. Inom området Drift och Underhåll har sammanlagt 9 projekt bedrivits. Detta för att öka kunskapen kring tillståndsövervakning och beslutsmetoder för underhåll och för att finna svaren på varför fel uppstår i vindkraftverkens komponenter. Forsknings- och utvecklingsläget samt framtida forskningsbehov Inom området har en underlagsrapport som beskriver vindforskprojekten inom underhållsområdet tagits fram. Rapporten innehåller också ett kapitel som redovisar trender inom området, vad som pågår forskningsmässigt i vår omvärld samt ett kapitel där framtida forskningsbehov och lämplig forskningsinriktning diskuteras. I rapporten framhålls att en vidareutveckling av metoder för underhållsstyrning är angelägen. I diskussionen kring hur sådana ska kunna bli framgångsrika nämns behovet av att utveckla befintliga metoder för tillståndsövervakning, prognostisering och upptäckt av fel. För att kunna optimera underhållet mot låga livscykelkostnader behövs kunskap om förväntad tillförlitlighet för olika komponenter. Det påpekas att tillgång till sådana data är en kritisk faktor och rapportförfattarna föreslår därför insatser för strukturerad insamling av sådant som felfrekvens, felorsak och reparationstider. Elforsk rapport 12:41, Operation and Maintenance. Vindforsk projects, a survey of the development and research needs, kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se Foto: Skyproff 23
DRIFT OCH UNDERHÅLL Foto: Siemens Stor besparingspotential med underhållsplanering Kostnader för vindkraftens drift och underhåll kan minskas markant genom att använda systematiska metoder för underhållsplanering. Det framkommer i projekt V-327. Underhållskostnaderna för ett vindkraftverk kan minskas avsevärt genom optimering av strategier för underhåll, organisationer för underhåll och underhållsplaner. Detta gäller speciellt för havsbaserade vindkraftverk där dåligt väder kan fördröja möjligheten att rätta till fel, vilket kan leda till höga stilleståndskostnader. Underhållsstrategier I avrapporteringen från detta projekt presenteras två modeller för analys av ekonomisk vinst av tillståndskontrollbaserade underhållsstrategier för drivlina och turbinblad. Resultaten visar att tillståndskontroll för drivlinan kan reducera total kostnad för underhåll och produktionskostnader upp till 26 procent över livstiden, och minska risken för höga kostnader för underhåll. Kostnaden för tillståndskontrollmetoder eller för kontinuerlig övervakning för blad är starkt beroende av felintensitet och försämringsintensitet. Resultat visar att tillståndskontrollövervakning som sker online är en optimal lösning i fall med hög felintensitet eller kort försämringsintensitet. Underhållssupportorganisation Två modeller föreslås för kostnadsanalys för underhållssupportorganisationer genom att studera inverkan av: placering av bas för underhållsverksamheten, logistik och tillgänglighet av personal. Resultat från en fallstudie för en vindkraftspark med 100 vindturbiner med kapacitet av 5 MW indikerar att en ekonomisk vinst kring 0.6 till 5.2 miljoner euro per år kan erhållas genom att optimera organisationen för underhåll. Detta motsvarar 4 30 procent besparingar i kostnader för logistik och bortfall i produktion. Underhållsplanering En modell föreslås för att optimera underhållsplaneringen för underhållsaktiviteter genom att utnyttja situationer vid låg vind, eller när avhjälpande underhållsaktiviteter är nödvändiga. Resultat från en fallstudie visar en möjlig kostnadsbesparing på 32 procent för kostnader för transport och produktionsbortfall. Detta jämfört med en klassiskt schemalagd underhållsplanering. Projektets resultat redovisas i Elforsk rapport 13:11, On maintenance optimization for offshore wind farms, som kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se Projektet på Chalmers ledde fram till doktorsexamen för François Besnard i mars 2013. Hans avhandling On maintenance optimization for offshore wind farms kan laddas ned från www.vindforsk.se 24
DRIFT OCH UNDERHÅLL Jakten på låg vikt = klena växellådor Det är ett välkänt faktum att vindkraftverkens växellådor i många fall havererar långt före förväntad livslängd. I en studie har möjliga orsaker till haverierna undersökts. I avrapporteringen ges också förslag på hur växellådornas livslängd ska kunna förlängas. Ett grundproblem tycks vara jakten på låg vikt och låga tillverkningskostnader i kombination med en snabb utveckling mot större verk. Detta kan sammantaget vara en orsak till att lådorna inte håller måttet. Den snabba utvecklingen mot nya verk har helt enkelt gjort att konstruktionerna för en given storlek inte kunnat förfinas, menar rapportförfattaren Andreas Horste, som pekar på ett antal åtgärder som borde resultera i längre livslängd: Det är till exempel viktigt att välja rätt typ av olja för växellådorna. Smörjningen av högvarviga delar i lagren och kuggar på den högbelastade lågvarvssidan i växellådan skulle i teorin fungera bäst om olika oljor med olika viskositet (tjocklek) kunde används. Men eftersom detta (ännu) inte är möjligt måste man kompromissa och välja en olja vars egenskaper klarar de olika belastningarna på ett acceptabelt sätt. I kallt klimat och vid kallstarter är det därtill extra viktigt att se till att oljan håller rätt temperatur eftersom oljans viskositet ökar med kylan, framhåller Andreas Horste. Det är också viktigt med rätt filtrering av oljan, framhåller Andreas Horste, som även understryker vikten av rätt övervakning av vindkraftverken så att man kan stoppa och åtgärda skador innan de leder till haveri eller följdskador. Förstudien visar en erfarenhetsmässig livslängd för växellådor på 8 10 år. Utsatta delar i växellådan, till exempel lager till HS-axeln, bör dock kontrolleras och bytas ut tidigare på grund av det höga slitaget. Vid upphandling av vindkraftverk bör därför inköp av ny växellåda eller renovering av befintlig växellåda inbegripas i kalkylen. Projektets resultat redovisas i Elforsk rapport 10:50, Växellådshaverier på landbaserade vindkraftverk, som kan laddas ned från www.elforsk.se eller www.vindforsk.se Vindkraftverkens växellådor är känsliga. Här syns den blåmålade växellådan bakom maskinaxeln. Foto: Lars Cheung Foto: Siemens 25