Bilaga 19 Dok.nr. 331017400_00

Bilaga 19 Dok.nr. 331017400_00 TEKNISK BESKRIVNING 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 omkring 3 m/s börjar turbinen att rotera. Vid start och stopp, och vid 12-14 m/s när verken uppnår märkeffekt, 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 vindkraftverken då påfrestningarna på verken annars skulle bli för stora om de var i fortsatt drift vid så hög vindar. Vindkraftverken är dimensionerade för att klara vindhastigheter på 50-75 m/s beroende på konstruktionsklass. Figur 1, Vindkraftverk I maskinhuset finns en generator som omvandlar vindens rörelseenergi via den roterande rörelsen från turbinen till elenergi. Det är vanligt att vindkraftverk är utrustad med växellåda för att öka

2 rotationshastigheten från den långsamroterande turbinen till generatorn. Ett alternativ till växellåda är en mångpolig generator som drivs direkt från turbinen 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 vindkraftverket, exempelvis, pumpar, kylare, styrdatorer och reservkraft. Nere i tornbotten placeras kraftutrustning i form av ställverk, kraftbrytare, elektriska omriktare och transformator. Alternativt placeras transformator och ställverk i en separat bod i direkt anslutning till vindkraftverket. 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 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. Vindkraftverkets totalhöjd är navhöjd plus halva turbindiametern. Val av vindkraftverkens placering i terrängen utförs så att elproduktionen blir den största möjliga. Avståndet mellan verk brukar vara 3-6 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 vindkraftverk av storleken 3 MW producerar 7000-10000 MWh/år motsvarande hushållsel för 1500-2000 villor. Vinden bromsas upp av marken och ger en lägre vindhastighet och skapar turbulens nära mark. Vindhastigheten ökar och turbulensen minskar ju högre upp från marken man kommer. 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 särskilt viktigt då vindkraftverk placeras i skogsområden eftersom träden har en större påverkan på vindhastighet och turbulens än exempelvis åkermark. Ju större turbindiameter desto mer ökar vinduppfångningsområdet och en större mängd av vindens rörelseenergi kan tas upp per vindkraftverk. Detta medför att ett vindkraftverk med stor rotordiameter kan producera mer el än ett vindkraftverk med en mindre rotordiameter under förhållanden med låg vind. Turbindiameter N a v h ö j d Figur 2, Vindkraftverkets maskinhus, Vestas V90-3MW

3 2 FUNDAMENT Vindkraftverk behöver en stabil och rigid infästning i marken. Det finns två principiellt olika sätt att utforma verkens 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 500-700 m3 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. Figur 3, Torn med transformator- och ställverkskiosker

4 Figur 4, Färdigarmerat gravitationsfundament med centrumdel Figur 5, Exempel på bergförankrat fundament

5 Figur 6, Gjutning av fundament 3 KEMIKALIER Växellådan kyls genom en värmeväxlare där oljan kyls med luft eller vatten. Varje vindkraftverks växellåda rymmer mellan ca 500-1000 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 5e 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 Lokala vägar inom vindparken kommer att krävas för transporter vid etablering, service och vid en senare avveckling. I första hand kommer befintliga vägar att användas men även 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 bla bladen har ett kraftigt överhäng. Vid varje aggregatplats behövs en hårdgjord yta som uppställningsplats för kranar, delar och transportfordon. Olika leverantörer har skilda krav men 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.

6 Figur 7 Väg till vindkraftverk 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 1-2 trailertransport Nav 1 trailertransport Transformator 1 trailertransport Torn 3-6 trailertransporter Fundamentring 1 trailertransport Gravitationsfundament 80-90 betongtransporter + transport av 60 ton armering Bladen kan transporteras tillsammans eller ett blad per transport. För bilder på transporter, se Figur 8, Figur 9, Figur 10 samt Figur 12.

7 Figur 8. Ståltorntransport Figur 9. Bladtransport Figur 10. Torntransport av Siemens shelltower (Bild från Siemens) 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.

8 Uppskattning av mängden transporter med lastbil via väg för väg- och vindkraftsbyggnation kan ses Tabell 1. Uppskattningarna gäller enkel väg och inkluderar inte verksdelar. Transporter under byggtid Transporter under driftstid (per år) Tabell 1. Uppskattning av mängder för transporter. Typ av transport Antal transporter med lastbil (enkel väg) Berg-/grusmaterial för nya ca 9 500 vägar, uppställningsytor och förstärkning av befintliga vägar Betong för fundament* ca 9000 Sand till kabelgravar ca 700 Konstruktionsmaskiner och ca 4500 kranar servicetransporter personaltransporter ringa ringa *beror på var tillverkning av betongen görs, tillverkas betongen inom ansökningsområdet minskar antalet transporter till och från området. Beräkning av transporter för berg-/grusmaterial har gjorts enligt följande: väglängd x vägbredd (5 m) x lagertjocklek (0,3-0,4 m för både ny och befintlig väg) x densitet på massa (1,8 ton/m3) / ton per bil. Normalt lastas cirka 30 ton per lastbil. För uppställningsytor har liknande förutsättningar använts vid beräkningarna, men för en lagertjocklek om 0,3 m och en yta om 1200 m2 per uppställningsplats. Vad gäller transporter för förstärkning av befintliga vägar har beräkningen gjorts på samma sätt som för nya vägar inom området. För beräkning av transporter för betong så har antagits att gravitationsfundament används varvid volymen betong som behövs per verk uppgår till cirka 650 m3, mängden betong per fundament beror på vilken typ och hur högt tornet är. Mängden betong per betonglastbil har antagits uppgå till 7 m3. För beräkning av transporter som behövs för sand i kabelgravar har antagits att kablarna förläggs på konventionellt sätt (d.v.s. inte i rör, då ingen sand behövs), att 150 m3 sand per kilometer behövs, att densiteten på sanden är 1,8 ton/ m3 samt att kabelgravarna sträcker sig längs alla vägar som planeras användas inom områdena. För konstruktionsmaskiner har ett schablonvärde på 45 transporter per verk. Vindkraftverket transporteras i delar och antalet transporter beror på vilket fabrikat som väljs, ca 10-80 transporter per verk. Den komponent som framförallt påverkar antalet transporter är tornets konstruktion och längd. Ett ståltorn transporteras i sektioner om ca 20 m medan betongtorn delas upp i mindre delar. Det förekommer även tornkonstruktioner på marknaden där nederdelen av tornet är i betong och den övre i stål. Ett exempel på ett ca 140 m högt torn med 80 meter betong och resten stål behöver ca 50 transporter. En ny typ av tornkonstruktion med väsentligt fler delar gör att torndelarna kan transporteras med lastbilar av normallängd. Hur många transporter ett 164 meters torn behöver beror på vad det är för material och konstruktion. På området kommer också personal- och kontorsbaracker att ställas upp.

9 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. Figur 11 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.

10 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 också 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. Figur 12. Shelltower tornsektioner som monteras ihop på plats. (Bild från Statkraft/SCA)

11 Figur 13 Bild från montage i Jädraås 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.

12 5.4 Ljus- och hindermarkeringar I Transportstyrelsens föreskrifter och allmänna råd om markering av föremål som kan utgöra en fara för luftfarten (TSFS 2013:9) 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 maskinhus. 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. De vindkraftverk som ingår i en vindkraftspark och som inte utgör parkens yttre gräns ska markeras med vit färg och förses med minst lågintensiva ljus (fast rött sken som lyser i skymning, gryning och nattetid) om inte Transportstyrelsen meddelar annat i sitt beslut.. Parkens yttre säkerhetszon sträcker sig 2 km ut från vindkraftverken, se Figur 14 nedan. Figur 14. Metod för markering av vindkraftverk. Källa: Bilaga 3 till TSFS 2013:9 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. Högintensiva ljus som installeras på nivån 150 meter eller lägre över mark- eller vattenytan ska riktas uppåt för att minska störningar för omgivande bebyggelse. Ljusets riktning ska vara

13 0º om ljusen installeras på en nivå över 151 meter, 1º om ljusen installeras på en nivå av 122 151 meter, 2º om ljusen installeras på en nivå av 92 122 meter, och 3º om ljusen installeras på en nivå lägre än 92 meter. 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.