tumblr hit tracking tool

Naturvetenskap

Högskolan på Gotland och KTH Vindkraft

Av Mats Holmström 2013-06-27
Det blåser medvind för vindkraften! I år spås en tillväxt av vindkraftproducerad el i Sverige med hela 36%! Och de planerade vindkraftprojekt som till dags dato beviljats tillstånd har produktionskapacitet för 30 TWh el!

-Det ger oss utmaningar för att bygga ett enhetligt och tillförlitligt elenergisystem där vindkraftens ökande betydelse kan integreras på bästa sätt, uppger Stefan Ivanell som leder KTH Wind Centre på Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm. Centret har många internationella samarbetspartners, bl.a. Danmarks Tekniska Universitet. Det finns även ett nära samarbete med Högskolan Gotland och Uppsala Universitet.

Kunskapsöverföring till industrin

-Vi lyfter kunskapsnivån genom att koppla ihop alla kompetenser vi har på KTH inom bl.a. strömningsmekanik, ljud och elbalans i näten till en gemensam resurs i KTH Wind Centre. Vi samlar och integrerar de här områdena i forskningen för vindkraft. Många forskare samverkar och vi får ett kunskapsutbyte som ger oss en helhetsbild av hur olika faktorer påverkar vindkraften liksom balansen i kraftnäten. Vi höjer blicken, helt enkelt.

Forskningen går ut på att planera för en stor vindkraftintegration i Sverige och få en grundläggande förståelse för vakstrukturer i vindparker, ljudalstring och integration i kraftnäten etc, för att kunna optimera effektuttag, livslängd och balansera variationer i elnäten. Den kunskapen förs över till industrin, så att rätt förutsättningar kan byggas in redan i projekteringsstadiet av en vindpark.

Studierna görs i en kombination av grundläggande och tillämpade studier.

-Vindkraftparker tar energi från varandra. Ihop med Uppsala Universitet studerar vi vindens meteorologiska egenskaper. I havsbaserade parker ser vi genom simulering hur turbulensnivåerna varierar inom parken i förhållande till de enskilda turbinernas placering. Vi undersöker hur ljud alstras och transporteras till land. Vindkraft i skog har en komplex terräng, därför är placeringen av verken viktig. Vid kalhyggen uppstår hål i terrängen som kan riva upp turbulenta vindar. Vi kombinerar simulering med vindtunnel- och fältförsök för att se effekterna.

Projektering

I detta vindcentrum som har profil mot projektering och integration breddas och fördjupas olika angreppsområden. Med olika modeller och simuleringar beräknas bl.a. varje turbins produktionsförmåga beroende på placering i förhållande till övriga turbiner och hur det påverkar balansen i elnätet.

-Vi vill ha 230 volt i vägguttaget, inte 400 eller 50. När man trycker på kontakten ska lampan tändas, oavsett blåst eller stiltje, säger Lennart Söder, professor inom Electric Power Systems på KTH. Det bara ska fungera också när vindkraft producerar elen.

-Här har vi en teknisk utmaning. Hur kan elproduktionen styras utan stora spänningsvariationer i elnätet om vinden vänder eller mojnar eller vindkraftverk hamnar i vindskugga?

I beräkningsmodeller granskas hur hela elsystem fungerar. Hur Sveriges försörjning påverkas om det är mycket vindkraft och hur allt funkar ihop i Skandinavien. Hur frågor om balanskraft och effektutjämning kan lösas för att få stabila kraftnät.

-Ett förnybart elsystem måste klara situationer som när det blåser mycket och när det inte blåser alls. Vi kan beräkna variationernas storlek och frekvens och kompensera på olika sätt. Simuleringar från KTH visar att vattenkraften har god förmåga att balansera för skiftande vindförhållanden med 30 TWh vindkraft. Vi vill designa vindkraftverk och elnät så att de reagerar smart. Varje vindkraftverk ska veta sin plats i elnätet och hur det ska förhålla sig till hela nätet, smarta vindkraftverk och smarta elnät, det ger nya möjligheter att hantera den förnybara elens variationer.

Vindkraften ger bra förutsättningar för ett förnybart elsystem. Men det krävs genomtänkta satsningar för att det ska ske på ett kostnadseffektivt sätt. Att bygga elnät tar längre tid än att sätta upp vindkraft. KTH Wind Centre tar nu ett helhetsgrepp inom området projektering och integration för att stötta den svenska utbyggnaden av vindkraften.