Urban Vindkraft i praktiken Stadsfastigheter, Malmö Stad anders.elmqvist@malmo.se Vind och energiproduktion Lärdomar från Demosite Svågertorp Marknaden
Visionen - Urban vindkraft!...?
Vindprofil och atmosfäriska gränsskikt: Ex: Mätmast Näsudden, Gotland (www.vindstat.nu)
Vad är det vi ser i Näsuddens vindprofil? Någorlunda laminär vind Laminär vind Turbulens [ Stefan Ivanell, Högskolan på Gotland, www.ivanell.se] => Lämplig placering av rotor: [ Stefan Ivanell, Högskolan på Gotland, www.ivanell.se]
En möjlig effekt av ojämn anblåsning: [ Stefan Ivanell, Högskolan på Gotland, www.ivanell.se] Varje gång en vinge passerar genom starkare vind i övre halvan av svepytan, har vi en kraftpåkänning. Vi får alltså en periodisk kraftpåkänning: Ex: Varvtal 0-90 rpm => 0-1,5 Hz. Tre vingar => 0-4,5 Hz Har tornet en egenfrekvens på någonstans mellan 0 4,5 Hz, så KAN egensvängningar uppstå.
Vindstyrkans beroende av terrängen
Vindmätningar, samt en modellberäkning (MIUU) Rådhuset - mätning Heleneholm - mätning Svågertorp - MIUU
Vindens frekvensfördelning 2500 Frekvensfördelning Rådhuset 2008 20+3 m höjd Weibullfördelning Rådhuset 2008 2000 Tid, h 1500 1000 2008 500 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Vindhastighet, m/s
Vindens frekvensfördelning 2500 Frekvensfördelning Weibullfördelning Heleneholm Heleneholm 2008+2009 24 m höjd, relativt låglänt bebyggelse i närheten. 2000 Tid, h 1500 1000 2007 2008 500 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Vindhastighet, m/s
och en modellberäkning för Svågertorp:
Produktionsuppskattning Produktionskalkyl, Mindre Verk 3000 Vindläge Vindeffektkurva Produktion Tid (h), Effekt (W), Utbyte (kwe/år) 2500 2000 1500 1000 500 Heleneholms vindläge 1670 kw/år 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Vindhastighet m/s
Produktion i olika vindlägen
Demosite Svågertorp Skaffa egen erfarenhet av olika typer av verk, 500 W 25 kw, beslutsunderlag för framtida satsningar För allmänheten visa upp goda exempel och informera om viktiga hänsynstaganden, möjligheter och utmaningar Inspirera till fler satsningar i goda vindlägen
Ljud, skuggor, visualisering - OK
Offertförfrågan: 68 lev, varav 46 svenska Rörtorn utan vajerstagning Nätkopplade verk, 3-fas frekvensomformare om större än 3,3 kw Konstruktionsberäkningar och ritningar på torn och fundament <-> BBK 04 och BSK 07 Dokumentation på CE-märkning och certifiering enligt IEC 61 400-2, utg 2 ( Safety of small wind turbines ) Ifylld AMP-blankett (värden på övertonsströmmar mm, som EON behöver för inkoppling till elnätet) Källjud med oktavdata CAD-filer på yttre utformning Vindeffektkurva Redovisad beräkning av årlig energiprod, utifrån bilagd vinddata Vertikalaxlat: Kurva över verkningsgrad mot löptal, samt uppgift om soliditetstal Prissatt förslag på serviceavtal Option på förlängd garanti Behövs för utredningar och bygglovshandlingar
17 offererade verk, varav 2 utländska. Rörtorn utan stagning 15 Konstruktionsberäkningar/ritningar 8 Certifiering 7 Ifylld AMP-blankett 7 Källjud med oktavdata 3 CAD-filer 3 Vindeffektkurva 14 Energiproduktion Löptalskurva + soliditetstal 11 varav 2st via WindPro. 1 (av 2st vertikalaxlade) Prissatt förslag på serviceavtal 11 I regel år 3-5 Option på förlängd garanti 5 Tillägg: Hur hanterar verken isbildning? 2 st svarar att vibrationsvakt finns, resterande menar att det inte är något problem eller hänvisar till manuell nödstopp. och sen då?... En svarar: Inget problem, verket fortsätter snurra ändå. Endast fyra redovisar stålkvalitet i grundbultar. 5 st intyg, 1 bedömning, 1 cert. enl UL (Amerikansk Std.)
SS-EN61400 EN61400-2 2 ställer kraven påp säkerheten! Civ ing Göran Gatenfjord, GGRail AB, 2010-03-24 1.Vad är SS-EN61400-2? 2.Säkerhetssystem 3.Utförande enligt normen 4.Utförande som inte uppfyller normen 5.Frågor
Vad är SS-EN61400-2? Normen omfattar HELA vindkraftverket inklusive tornet och alla säkerhetsfunktioner Normen ställer säkerhetskraven för CE-märkning inom EU, för alla typer av vindkraftverk under 200m² svepyta. CE-märkning är en OBLIGATORISK försäkran från en leverantör att en produkt överensstämmer med gällande normer! Vindkraftverk klassas i SWT I, II, III, IV (t.ex. skall SWT II klara 59.5m/s) Krav på hur tornet och verket skall beräknas och dimensioneras Krav på säkerhetssystemet Krav på kvalitetssäkrad tillverkning Krav på 6 månaders övervakad provning av tredje part
Säkerhetssystemet Har till uppgift att FELSÄKERT skydda verket mot: Högre varvtal än vad verket är byggt för Starkare vibrationer än vad verket är byggt för Säkerhetssystemet skall tåla ETT godtyckligt enkelfel med bibehållen funktion som t.ex. följande fel: Brott på kraftkabel och/eller styrkabel till verket Godtyckligt fel på vridningsmotor, broms, kontaktor, PLC mm Bortfall av t.ex. elnät, hjälpkraft, hydraultryck mm Verket SKALL ha ett tydligt och felsäkert nödstopp som stoppar allt, även vridningsfunktionen (under 40m² svepyta krävs bara en stoppfunktion) Verket SKALL ha en felsäker parkeringsbroms som förhindrar all rörelse av vingar och torn vid underhållsarbeten
Utförande enligt normen Två helt oberoende automatiska bromssystem med tillhörande automatik krävs, varav minst ett skall sitta på verket som t.ex. 2 bromsmotstånd med varsin kontaktor eller 2 mekaniska bromsar, som vid energibortfall eller övervarv automatiskt koppar in bromsfunktionen Återstart efter övervarv endast efter manuell återställning Minst en broms med automatik finnes på verket Säkerhetsstopp kedja, SS-kedja, som bryter hjälpkraften med: Brytande Nödstopp enligt maskindirektivet Brytande vibrationsvakt, med manuell återställning Brytande nätskydd enligt AMP (krav för nätanslutning) Felsäker parkeringsbroms med: Dubblerade bromsar med säkert läge = broms till vid t.ex. wirebrott eller hjälpkraftbortfall Låsbar arbetsbrytare för batterimatad tornvridningsmotor
Utförande som inte uppfyller normen Verk med ett dubblerat bromssystem placerat vid sidan av verket Verk med ett enkelt automatiskt och ett manuellt bromssystem Verk med en manuell parkeringsbroms som inte är felsäker Verk utan nödstopp/stopp, som bryter all hjälpkraft Verk som inte stoppar direkt vid ett hjälpkraftbortfall Verk som återstartar själv efter övervarv eller höga vibrationer Verk som inte kan stoppas direkt, utan att först vridas ur vinden Verk med batterimatad tornvridning, utan arbetsbrytare Verk med broms som direkt korsluter PM generatorn Verk utan vibrationsvakt Verk utan felsäker parkeringsbroms Alla verk utförda som ovan, uppfyller INTE SS-EN61400-2 oavsett vilka certifikat som leverantören presenterar!
Frågor?
Sven-Åke Hannevind Planerad konsumentmärkning av små vindkraftverk Stimulera till oberoende tester enligt IEC-standarder Visa resultat på lättbegripligt sätt Utvecklas inom IEA Wind Task 27 Blir ev. en del av nya IEC 61400-2 Ed. 3
Country representatives Country Australia Canada Spain Japan Sweden United Kingdom United States Germany Ireland Denmark Representative Bernie Brix (RISE) Gerald Giroux (WEICan) Ignacio Cruz (CIEMAT) Hikaru Matsumiya (HikaruWind) Sven Ruin (TEROC) Alistair Mackinnon (TUV NEL) Trudy Forsyth (NREL) To be defined by the GSWEA To be defined by the SEI To be defined by the
Olika begrepp CE-märkning är lagkrav inom EEA. Tillverkaren/importören intygar! Konstruktionsstandarden IEC 61400-2 Ed. 2 anger minimininivån. Den föreslagna konsument/kvalitets-märkningen som tas fram inom IEA är en frivillig internationell rekommendation som visar resultat av oberoende tester och ev. certifiering. Försök till självsanering av branschen. Certifiering av oberoende tredje part, ex.vis DNV eller GL, är frivillig i Sverige och de flesta andra länder. Kan göras mot olika standarder. Är ofta mycket dyrt. Typgodkännande kan gälla nationella lagkrav. Bygger ofta på certifiering.
Annual energy production: DC or AC Power curve Weibull 5 m/s at hub height. TI influence? Noise inmission map
Potential label display Reliability: Class design and verified Annual energy production: Annual Production at? m/s and? m height Noise emision Noise Inmision map (IEC -2) Just a number in power (Allister( proposal) Just a number in pressure (Brent Proposal)
Potential label display Quality of the tester body: Three levels (D Sharman proposal)
?
A B C Label awarded by: A=accredited certification body; B=independent accredited test lab; C=independent unaccredited test lab B