Tema 3: Tekniske problemstillinger omkring vindkraft. Tove Risberg Kjeller Vindteknikk AS

Transkript

1 Tema 3: Tekniske problemstillinger omkring vindkraft Tove Risberg Kjeller Vindteknikk AS

2 Agenda Metoder for vindressurskartlegging Verifikasjon av metodene Nytteverdi av vind- og isingskart Eksempler for Rogaland fylke i Norge Oppsummering NordVind

3 Metoder for vindressurskartlegging Vindkart Isingskart Potensial for turbulens Helning av terrenget Avstand til bebyggelse (støy og skyggekast) NordVind

4 Vind- og isingskart fra meso-skala meteorologimodeller 63 o N 60 o N 57 o N 54 o N 0 o 6 o E 12 o E WRF Weather Research and Forecasting model: Globale inngangsdata hentes inn hver 6 te time. En kjøring pr. døgn. Terrengdata (topografi, overflateruhet, snødekke, vegetasjon, bakkefuktighet) Modellen kjørt over ett år (2005) Horisontal gitteroppløsning ~ 1km*1km ruter

5 NordVind

6 Mesoskala modellering Utgangsdata: Tidsserier for vind, temperatur og fuktighet, skydekke for alle gitterpunkt med 1km avstand i flere høydenivåer Data fra modellen kan benyttes som inngangsdata til mikroskala modeller som WAsP for å simulere et vindparkområde i større detalj NordVind

7 NordVind

8 NordVind

9 Validering av vindkart Tidligere validering av vindkartmetodikken (Berge et al., 2007)) for tre vindparker i midt-norge. Site WRF deviation (%) 1-13 % 2-8 % 3-9 % 4-5 % Site WRF deviation (%) 1-3 % 2-8 % 3-3 % Site WRF deviation (%) 1-13 % 2-10 % Lite komplekst Litt komplekst terreng Komplekst terreng Avvik fra årlig gjennomsnittlig middel vind hastighet ligger i området 3-13%

10 Iskartlegging Bilde: Kjeller Vindteknikk med tillatelse fra StatoilHydro Bilde: Kjeller Vindteknikk med tillatelse fra norsk kraftselskap

11 Hvordan beregnes ising? (1) Beregne hyppighet av sky med temperatur under 0º (dvs. underkjølt skyvann). Inngangsdata: - Observasjoner av temperatur og skydekke fra flyplasser. - Modelldata fra WRF (2) Beregne avsetning på et legeme (standardlegeme) vhj. av en mikrofysisk modell: dm/dt = α 1 α 2 α 3 w A V dm/dt masse is på standardlegeme pr. tidsenhet w skyvann per m 3 luft, A - tverrsnitt normalt på vinden, V vindhastighet, α 1, α 2, α 3 mikrofysiske prosesser

12 Hyppighet Sola Haugesund

13

14 Ising NordVind

15 Nytteverdien av vind- og isingskartene Gir ny kunnskap om vind- og isingsforholdene Kan utnyttes til å velge ut interessante vindkraftområder I kombinasjon med andre geografiske data (terrengdata, bebyggelse etc.) kan områder med potensiale for vindkraftutvikling lettere identifiseres Vinddata fra vindkartet kan utnyttes som inngangsdata til mikroskalamodeller og tidlig fase av vindparkvurdering NordVind

16 Terrengkompleksitet Potensial for turbulens

17 NordVind

18 NordVind

19 Årsmiddelvind > 7.5 m/s Helning < NordVind

20 Årsmiddelvind > 7.5 m/s Helning < 10 Ising < 10% Avstand til bebyggelse > 1 km NordVind

21 Kombinasjon av WRF og WAsP Kombinasjon as WRF og WAsP: - Årlig WRF vind statistikk (Tidsserie) legges inn i WAsP for å generere vind atlaser for et potentielt vindparkområde -Localt vind kart genereres ved bruk av micro-skala terreng- og ruhetsdata -I komplekst terreng: Bruk RIXkorrigering for å redusere feilen ved bruk av WAsP. -Ved bruk av flere punkter fra WFR vektes og midles vindkartene NordVind

22 Validering av vindkart Site WRF deviation (%) WRF/WAsP RIX-corrected deviation (%) RIX-value (r=2 km) 1-13 % - 1% 2.0 % 2-8 % % 3-9 % - 1% 0 % 4-5 % 0 0 % Site WRF deviation (%) WRF/WAsP RIX-corrected deviation (%) RIX-value (r=2 km) 1-3 % 0 % 3.5 % 2-8 % 0 % 5.7 % 3-3 % + 7% 5.1 % Site WRF deviation (%) WRF/WAsP RIX-corrected deviation (%) RIX-value (r=2 km) 1-13 % -1 % 9.9 % 2-10 % -6 % 14.6 % Lite komplekst Litt komplekst terreng Komplekst terreng

23 Wind map Calculation from Wasp Kilde: Lyse Energis konsesjonssøknad til NVE NordVind

24 Eksempel Støyberegninger Kilde: Lyse Energis konsesjonssøknad til NVE NordVind

25 Eksempel Skyggekastberegninger Kilde: Lyse Energis konsesjonssøknad til NVE NordVind

26 Oppsummering Vind- og isingskartene fra WRF gir ny og forbedret informasjon for vindkraftutvikling Avvik i årlig middelvind på < 10% for steder der den lokale påvirkningen ikke er for sterk Kombinasjon av vind- og isdata med kartdata (GIS-verktøy) gir nye muligheter for vurderinger av hvilke områder som egner seg for vindkraft. Bla ved å vurdere: Terrengkompleksitet Terrenghelning Avstand til bebyggelse En kombinasjon av WRF og WaSP vil forbedre resultatene, spesielt i komplekst terreng NordVind

27 Takk for oppmerksomheten!