Potensiale for vindkraft i Norge. Vindklima

Transkript

1 Potensiale for vindkraft i Norge. Vindklima Av Knut Harstveit

2 Vindklima med fokus på vindkraftanvendelse 2. VINDATA 3. REPRESENTATIVITET/TERRENGMESSIG INNFLYTELSE 4. Vindprofiler Topografiske effekter VINDKARTLEGGING Datatyper Middelvind på met.no stasjoner Datakvalitet/homogenitet Bruk av langtids vinddata for grovkartlegging NVE Vindatlas Bruk av Hindcastdata ATMOSFÆRISK ISING TRENDER Historiske variasjoner Fremtidige klimaendringer

3 Innflytelse av terreng og topografi Stor skala (1-3 km) Termisk blokkering Mesoskala avbøyning Overstrømning Fjellbølger Termisk sirkulasjon Solgangsvind Katabatisk vind Liten skala (-1 km) Friksjonsbremsing (ruhet - vindprofil) Kanalisering «Speed up» Resirkulasjon ved stor flatekurvatur Termisk sirkulasjon Fjell og dalvind (oftest lite interessant for vindenergi)

4 Vindhastigheter: Vindhastigheter: Vindhastigheter: U>12 ms-1 Ona fyr 9-12 ms-1 U>12 ms ms ms ms ms-1-3 ms-1 1 Stille (%) 3-6 ms-1 Kråkenes fyr - 3 ms Stille (%) Vindhastigheter: Stille (%) Fedje Stille (%) Vindhastigheter: U>12 ms ms-1 Vindhastigheter: 6-9 ms ms-1-3 ms-1 Utsira fyr 1 1 Vindhastigheter: Stille (%) Vindhastigheter: U>12 ms-1 U>12 ms ms ms ms ms ms-1 Færder fyr 3-6 ms-1 Stille (%) - 3 ms-1-3 ms-1 Stille (%) fyr Torungen Stille (%) 1 Lista fyr

5 MYKEN 1 1 Stille (%) Norsk standard NS Vindhastigheter: Vindhastigheter: SKLINNA NORDØYAN SULA Stille (%) Vindhastigheter: Vindhastigheter: Stille (%) Stille (%) ONA 1 1 Stille (%)

6 Fordeling av middelvind på met.no stasjoner Um [m/s], middelvind Um [m/s], [m/s], middelvind Um middelvind Middelvind påpå fyrfyr flyplasser, fjellstasjoner og arktiske Middelvind på fyr, kyst og fjordstasjoner (flyplasser unntatt) Middelvind bystasjoner og øvrige stasjoner stasjoner Stnr (klimanr) Stnr Stnr(klimanr) (klimanr) Fyr Kyst Flyplass Fjell Fjord Øvrige ByArktis

7 Vindprofiler over ulike overflater, flatt og homogent terreng Høyde over bakken [m] m (middelvind, sjø).3 (orkan, hav).1 (kystnære farvann).5 (åpent landskap, flyplass).3 (skog, småbebyggelse) 1 (by, tung barskog)

8 Omregning mellom ulike flatetyper/høyder over terreng innen samme bakgrunns vindklima m (middelvind, sjø).3 (orkan, hav).1 (kystnære farvann).5 (åpent landskap, flyplass).3 (skog, småbebyggelse) 1 (by, tung barskog) 7

9 N 3 % 5911 KRÅKENES Måned: jan - des % 2 % 3 U>12 ms ms % W Vindhastigheter: ms-1 1 % 3-6 ms-1 5% - 3 ms-1 % E N 7541 NORDØYAN FYR 3 % 33 2 % ms % 6-9 ms ms-1 1 % Stille (%) Måned: jan - des W % - 3 ms-1 E Stille (%) S S Weibultilpasning W(α ; β) for vindhastighet summert over alle sektorer Weibultilpasning W(α ; β) for vindhastighet summert over alle sektorer 1 % 1 % 8% 8% 6% 4% Obs. frekvens W(1.28; 9.48) 2% %/ms-1 %/ms-1 U>12 ms-1 5% Vindhastigheter: 3 25 % 6% 4% Obs. frekvens W(2.4; 1.1) 2% % % 4 1 U(ms-1 ) U(ms-1 ) Weibul- par amet re er ber gnet ved 'maximum likeness' met oden. Ved Weibul- par amet r e er bergnet ved ' maximum likeness' met oden. Ved ret ningsberegninger er ant all st ille og skif t. f or delt over alle sekt or er α slik f ordelingen er i lavest e (akt uelle) hast. klasse. α W (α ; β ) = αβ U U α 1 β e ret ningsber egninger er ant all st ille og skif t. f or delt over alle sekt or er slik f or delingen er i lavest e ( akt uelle) hast. klasse.

10 VINDKLIMA Vindressurskartlegging Vindroser (Vindstatistikk fordelt på 8 sektorer) for utvalgte metno - stasjoner er fordelt i terrenget ved hjelp av et CFD program (windsim). Utført av Vector i samarbeid med met.no. Resultater: Middelvind fordelt i terrenget Vindressurskart for ytre strøk av fylkene fra Vest-Agder til Finnmark finnes på

11

12

13 Datakvalitet av 1 m bakkedataserier Utsira: 9 z 78 98; Sammmenligning avav årlig fra innsamlet dataserie pådataserie Sola og på Sammmenligning avmiddelvind årlig middelvind fra innsamlet på Sammmenligning årlig middelvind frafuess innsamlet dataserie Vaisala Utsira Sola Utsiradigital fra 99 Sola ogog Utsira Utsira: DM til Utsira: Fuess 82 a Middelvind, Um [m/s] 1.8 Middelvind, Um [m/s] Middelvind, Um [m/s] Sola: Fuess 9 z 58 87; Vaisala fra 87 (digital fra 97) Um(Sola)/Um(Utsira) Sola Sola Utsira Utsira Utsira Sola/Utsira ÅrÅr År

14 Speed-up og homogenitet Fugløykalven Torsvåg

15 Speed up og skala jul.87. jul.89 jul.91 jul.93 jul.95 jul.97 jul.99 U(Fu) U(To) U(Fu)/U(/To) jul.1 U(Fu)/U(To) U(m/s) Sammenligning av månedsmidlede vindobservasjoner på Torsvåg og Fugløykalven fyr jul.3 Installering av vindmåler ved fyret

16 FUGLØYKALVEN FYR - SKALA

17 Skyis på en observasjonsmast, 79 moh, Gamlemsveten, Feb. 24 Using Metar Data to Calculate In-cloud Icing on anorwegian Mountain Site Near by the Airport Meteorological Institute met.no

18 Skyising på en eksponert fjelltopp Modelled Modelledice icefrom frombergen Bergenairport, airport,flesland Fleslandat Modelled ice from Bergen airport, Flesland at 4 4to to Modelled ice12 frommbergen airport, Flesland at 4 to 12 m mabove aboveairport airportlevel level 12 above airport level 12 m above airport level kg/m kg/m kg/m kg/m Old clouds Fresh clouds T= C Z - Hc 11 1 U S Hc Mountain m 4m6 mm8 8 m 1 m m4m 6m1 m 4 m 4 m 6 m 6 8 m 12 m Using Metar Data to Calculate In-cloud Icing on anorwegian Mountain Site Near by the Airport Meteorological Institute met.no

19 Langtidstrend Årlige vindfartspersentiler og utglattede 5-års verdier på Sola U [m/s] 16

20 Langtidstrend Årlige vindfartspersentiler og utglattede 5-års verdier på Ørland U [m/s] 18

21 Langtidstrend Årlige vindfartspersentiler og utglattede 5-års verdier på Bjørnøya U [m/s] 2

22 Langtidstrend Årlige vindfartspersentiler og utglattede 5-års verdier på Mike U [m/s] 2

23 Hindcastarkivet - vind Består av tidsrekker av U [m/s] og DD [ ] 4 ganger pr døgn fra re-analyserte værkart/modeller, Dette betyr at gradientvinden er omregnet til vindhastighet 1 m over havoverflaten ved hjelp av anerkjente grenselagsmodeller over hav. Kalibrert på en del punkter. Vinden synes tilnærmet homogen, selv om det har vært overgang fra manuelt re-analyserte værkart til automatiske modellkart over trykkmønsteret. Ca 75 x 75 km ruter, representerer ca. 1 times midler Nær kysten, særlig ved røff topografi vil det være feilkilder. Over flatt land blir det en verdi som representerer en tenkt havflate

24 Analyserte Hindcastpunkter (fra sukkertareprosjektet)

25 Ingen tydelig trend i Økende SW vind i nordvestlig perioden SW ogkomponent NW - komponenter

26 Perioder med vedvarende vind fra SW Årlig variasjon langs kysten [SW:18-27; N=5 døgn; p>=.8; Umid>=6 m/s] 3 -års glidende middel Vestlandet 8 Lindesnes 9 Grimstad 2 21 Fredrikstad

27 Middlevind

28 Klimaendringer Regclims analyse av vinden i i relasjon til normalen

29 Konklusjon Kysten Lindesnes til Øst-Finnmark, særlig eksponerte høydedrag har best vindforhold. Finnmark kommer best ut fordi det er store områder med jevne høydedrag og skogløst terreng. Østlandet er lite egnet I fjellet vil skyising ofte skape problemer Ved bruk av langtidsdata må det gjøres datakvalitetsanalyser Det har ikke vært påvist endring i vindfartsklima siste 5 år, utover svigninger på 5 til 1 år, men: Vi har sett en viss sirkulasjonsendring med økende sørvestlig komponent Det er foreløpig ingen indikasjoner på at vindfartsklimaet i våre områder vil endre seg i fremtidig klima, men forskningen pågår