Foredrag om vindmøllers levetid Vindtræf 2014 på DTU Campus Risø Peter Hjuler Jensen Institut for Vindenergi, DTU
Stikord fra programmet. En vindmølle ved næppe, den er designet og godkendt til at holde et antal år. Den kører bare videre. Hvor lang tid? Hvorfor et særligt tilsyn med alle møller der er mere end 20 år gamle? Hvor længe holder nye vindmøller? 2 04.11.2014
DTU s Mission DTU skal udvikle og nyttiggøre naturvidenskab og teknisk videnskab til gavn for samfundet. 3 04.11.2014
DTU s Mission DTU skal udvikle og nyttiggøre naturvidenskab og teknisk videnskab til gavn for samfundet. Uddannelse F&U Viden Forståelse Standarder Koncept ideer -teori -eksperimenter Modeller Beregningsværktøjer Validering & test Rådgivning & analyse Innovation 4 04.11.2014
DTU Wind Energy Start: 2012 Antal ansatte 240 Nye langsigtede forskningsområder Strategisk forskning, undervisning og innovation 5 04.11.2014
Teknologiudvikling af vindenergi fra pionerer (1978) til industri (2014) 1978 til 1990 1990 til 2000 2000-2010 2010 Konceptudvikling Formelt design dokumentation udvikles Forskning integreres i designproces Langsigtet forskning på nye områder Pionerer og mindre virksomheder Risø og DTU start 1976 med vindenergi Systemvurdering og Systemgodkendelse Typegodkendelse Sammenhængende designgrundlag System afprøvning af vindmøller og komponenter Ingen standarder ved start 1979 Standardisering-IEC Start på anvendelse Vingeafprøvning 1982 af forskning ved Vindmølleafprøvning fra 1982 design af vindmøller og til standardisering og kvalitetssikr. Krav om levetid på 20 år og luftbremser Marked: DK og US Marked: DK, D, Sp, US Forskning anvendes til udvikling af nye design af vindmøller samt til udvikling af mere avancerede interna. standarder Designproces sammenhængende og eksplicit Marked: globalt Langsigtet strategisk forskning f.eks. Aerodynamik for 20 MW vindmøller, nano skala materialeforskning, superledning, Nye infrastrukturer (tests) på mange skalaer Teknologi moden og konkurrence vha. resultater fra langsigtet f&u
Aeroelastisk design af vindmøller Vindpåvirkning og grænselag CFD/structure coupling turbulent inflow aero-servo-elasticity large deflections wake tip aerodynamics rotor aerodynamics 3D airfoil data root aerodynamics nacelle aerodynamics grid-integration rotor-tower interaction aeroacustics terrain induced wind terain roughness wave loads
Teknologiudviklingen indenfor vindenergi teoretisk modelling og empirisk verifikation Teoretisk model Systemer, komponenter delelementer og mere komplekse lasttilfælde Fuld skala komponenttest Shear fractures High shear strain Store komponenter Faile d Store emner Små emner Nano skala
Validering og Test F&U og test faciliteter 105m/s, Test section 2.2 x 3.3m
Østerild Test Centre Prototype Wind Turbines 7 Wind Turbines Max. 16 MW each Max. height 250 m 1 EDF / Alstom 2 Vestas 3 Vestas 4 Vestas 5 Envision 6 Siemens 7 Siemens
Den danske godkendelsesordning for vindmøller Myndigheder Serviceordning EGV-sekretariatet for Vindmøller Energistyrelsen Regler Rådgivende udvalg VE Loven Lov om el-forsyning Fagekspertise Energistyrelsens Bekendtgørelse og Vejleding om Teknisk Godkendelsesordning DS Standarder, EU og IEC Rekommandationer Standardiseringsudvalg DS S588 og IEC TC88 Certificerende virksomheder -Type og projektgodkendelser -Forsøgs- og demonstrations godk. -Godkendelser til ombygning flytning og anvendelse efter udløb af godkendelser til forsøg og demonstration -Målinger og test - Småmøllegodkendelser Brugerne - Fabrikanter, - Leverandører, - Konsulenter - Vindmølle ejere, - Investorer - Elselskaber - Forsikring - Myndigheder m.fl.
IEC TC88: IEC 61400 standarder IEC 61400-1 Design requirements IEC 61400-2 Small wind turbines IEC 61400-3 Design requirements for offshore wind turbines IEC 61400-4 Gears for wind turbines IEC 61400-(5) Wind Turbine Rotor Blades IEC 61400-11, Acoustic noise measurement techniques IEC 61400-12-1 Power performance measurements IEC 61400-13 Measurement of mechanical loads IEC 61400-14 TS Declaration of sound power level and tonality IEC 61400-21 Measurement of power quality characteristics IEC 61400-22 Conformity Testing and Certification of wind turbines IEC 61400-23 TR Full scale structural blade testing IEC 61400-24 TR Lightning protection IEC 61400-25-(1-6) Communication IEC 61400-26 TS Availability IEC 61400-27 Electrical simulation models for wind power generation IEC 60076-16: Transformers for wind turbines applications 12
Afsluttende kommentarer En vindmølle ved næppe, den er designet og godkendt til at holde et antal år. Den kører bare videre. Hvor lang tid? Mange vindmøller har længere levetid end 20 år med de svagheder der viser sig undervejs 90 % af vindmøllen har forhåbentlig en levetid > 20 år Hvorfor et særligt tilsyn med alle møller der er mere end 20 år gamle? Når den formelle levetid er overskredet skal der ske en formel godkendelse af levetidsforlængelse for at sikre at vindmøllen har den formelle sikkerhed i orden Dette er aktuelt for mange danske vindmøller Hvor længe holder nye vindmøller? Designmetoder bliver mere og mere forfinede og der sker en løbende optimering med fastholdelse af sikkerhedsniveauet Nye vindmøller er formelt designet til 20 til 25 år og må forventes at have en levetid der svarer til dette med eksempler på svagheder som Strange Skriver har/vil præsentere men med større og større viden i designprocessen 13 4 November 2014
Spørgsmål 14 Colourbox