Tema 3: Tekniske problemstillinger omkring vindkraft Tove Risberg Kjeller Vindteknikk AS
Agenda Metoder for vindressurskartlegging Verifikasjon av metodene Nytteverdi av vind- og isingskart Eksempler for Rogaland fylke i Norge Oppsummering 03.12.2008 NordVind 2008 2
Metoder for vindressurskartlegging Vindkart Isingskart Potensial for turbulens Helning av terrenget Avstand til bebyggelse (støy og skyggekast) 03.12.2008 NordVind 2008 3
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
03.12.2008 NordVind 2008 5
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. 03.12.2008 NordVind 2008 6
03.12.2008 NordVind 2008 7
03.12.2008 NordVind 2008 8
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%
Iskartlegging Bilde: Kjeller Vindteknikk med tillatelse fra StatoilHydro Bilde: Kjeller Vindteknikk med tillatelse fra norsk kraftselskap
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
Hyppighet Sola Haugesund
Ising 03.12.2008 NordVind 2008 14
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. 03.12.2008 NordVind 2008 15
Terrengkompleksitet Potensial for turbulens
03.12.2008 NordVind 2008 17
03.12.2008 NordVind 2008 18
Årsmiddelvind > 7.5 m/s Helning < 10 03.12.2008 NordVind 2008 19
Årsmiddelvind > 7.5 m/s Helning < 10 Ising < 10% Avstand til bebyggelse > 1 km 03.12.2008 NordVind 2008 20
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. 03.12.2008 NordVind 2008 21
Validering av vindkart Site WRF deviation (%) WRF/WAsP RIX-corrected deviation (%) RIX-value (r=2 km) 1-13 % - 1% 2.0 % 2-8 % 0 0.3 % 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
Wind map Calculation from Wasp Kilde: Lyse Energis konsesjonssøknad til NVE 03.12.2008 NordVind 2008 23
Eksempel Støyberegninger Kilde: Lyse Energis konsesjonssøknad til NVE 03.12.2008 NordVind 2008 24
Eksempel Skyggekastberegninger Kilde: Lyse Energis konsesjonssøknad til NVE 03.12.2008 NordVind 2008 25
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 03.12.2008 NordVind 2008 26
Takk for oppmerksomheten!