Lokale vindressourcer, vindforhold og potentiale for de små vindmøller

Transkript

1 Lokale vindressourcer, vindforhold og potentiale for de små vindmøller Per Nielsen International A/S (Ltd.), 1

2 Vind ressourcen i Danmark er kortlagt detaljeret og beregnet for højderne 25, 45, 70 og 100m over terræn. MEN, lokal lævirkning er IKKE indregnet denne er afgørende for fx 10m højde. 2

3 VIND o Beregningsmetode for VIND: Vindatlas En vindstatistik*) fælles for hele DK er kalibreret, senest opdateret i 2007 (landsdels korrektion) *) se næste side TERRÆN (i parentes data krav for beregning af små vindmøller < 20m) o Ruhed i 20 km radius (5000 m) o Bakker i ca. 5 km radius (1000 m) o Lokale lægivere i ca. 1 km radius (500 m) 3

4 Vindstatistikken tilpasses til konkret placering ud fra terræn: Vindstatistikken indeholder information om vindhastigheden som funktion af højden over terræn for hver vindretningssektor (12 retningssektorer), for hver ruhedsklasse (4-5 stk.) 0 Vand 1- Meget åbent land 2- normalt landbrugsland 3 landbrugsland med mange læhegn, by og skov 4 Større byer, større skove ruhedsvinden findes groft sagt ved tabelopslag, bakker og lægivere modelberegnes. 4

5 Energiproduktions beregning: Vind fordeling (fra vindatlas beregning) X (ganges for hvert vindhastigheds interval med) EFFEKTKURVE (værdier summeres) = Årlig energi produktion 5

6 Brutto potentiale kan IKKE overskrides! Middelvind (m/s) Ruhed: Højde over terræn Brutto Energi (kwh/m^2/år) 10 7,14 5,02 4,37 3, ,80 5,97 5,37 4, ,37 6,85 6,26 5, ,03 8,02 7,38 6, ,80 9,72 8,92 7,82 Ruhed: Højde over terræn Nøgle tal for Danmark, i Nordvestjylland op til 20% højere energi, i Nordsjælland 15% lavere (landsdels korrektion) Af brutto energien omsætter en vindmølle % til el energi på årsbasis afhængig af møllens konstruktion (forhold mellem rotorareal og generatoreffekt) effektivitet, samt placeringens middelvindhastighed. Eksempel: Ruhed 2 (meget god!) 10m høj 3,6 m rotor diameter = 10 m2 x 810 x 25% = 2000 kwh/år 6

7 Beregningsresultater relateret til store vindmøller 7

8 Beregningsresultater relateret til store vindmøller med lokal lægiver 8

9 DELKONKLUSION: Små husstands vindmøller (5 m høje) vil typisk producere 10% pr kw i forhold til store vindmøller da de samtidig koster omkring 4 x mere pr. kw i forhold til store vindmøller, bliver kwh prisen 40 x højere. Med store husstands vindmøller, 18m, på den rette placering, er kwh prisen kun ca. 5 x højere. Det er derfor vigtigt at husstands vindmøller har stor rotor/kw OG stor navhøjde OG en placering uden væsentlige lokale lægivere i hovedvindretninger. 9

10 Særlig kritisk for små vindmøller: En lægiver af samme højde som vindmøllen i en afstand 10 x højden reducerer vindhastighed fra denne retning med 50%. Denne beregning er MEGET usikker. Lokale lægivere Er møllen 2 x lægiver højde er reduktion kun 10% (30% på Energiproduktion) Er afstanden < 4 gange læ højden er model beregning EKSTREM usikker. Er afstanden få m så kan man kun gætte! 10

11 Et eksempel (1) Inddatering af ruhed, bakke og lokal lævirkning kan ske grafisk på baggrundskort i WindPRO beregningsværktøj. Efterfølgende kan projekt vises i Google Earth og es som.kmz fil til kunde, så kan han selv se projekt visualiseret fra alle vinkler. 11

12 Et eksempel (2) 12

13 Beregning af Gaia 11 kw mølle et tilfældigt sted I Danmark Eksempel på vind og energiproduktion i forskellige højder 13

14 Om effektkurve/specifik effekt Afgørende for effektkurven, og dermed energiproduktionen er rotorareal i forhold til generator effekt. Gaia 11 kw har 83 W/m 2. Proven 6 kw har 253 W/m 2. Nedenfor et eksempel for 1 kw mølle med 3,5 m rotor diameter. Spec. Effekt: (W/m^2 rotor) Effekt (kw) Rotor diameter (m) 0,2 1,8 1,4 0,9 0,7 0,5 2,9 2,3 1,5 1,1 1 4,1 3,2 2,1 1,6 2,5 6,5 5,0 3,3 2,5 5 9,2 7,1 4,6 3,6 5,5 9,7 7,5 4,8 3, ,0 10,1 6,5 5, ,7 10,6 6,8 5, ,4 14,3 9,2 7,

15 Beregnet prodution pr kw Lokal lævirknings reduktion kan være alt fra 0 100% - det er en MEGET afgørende faktor i produktionsvurderingen. 15

16 Potentiale? Hvis x 25 kw møller opstilles, er der 2500 MW. Produceres 2000 kwh/kw, er produktion MWh/år det er 14% af det årlige elforbrug i Danmark. Men er mange, relativt store husstands vindmøller. Men glem ikke Svend Jensen effekten! Gode råd: Det der æder en vindmølles levetid: Ekstremvinde læg møllen ned, når der varsles storm af orkanstyrke Høj turbulens Undgå placeringer hvor der åbenlyst synes at skabes meget mekanisk turbulens grundet bygninger/træer test evt. med drager eller røg! 16