umu.sePublications
Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Vindkraft-Drift under nordiskt klimat
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2016 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Vindkraft har blivit en allt viktigare del av svensk elproduktion i arbetet med att minska användningen av fossila bränslen. För att veta vilka platser som är lämpade för vindbruk har vindkarteringar tagits fram. Dessa innehåller ett flertal platser i norra Sverige med gynnsamma vindlägen. Ett problem med att etablera vindkraft på de norra breddgraderna är kylan. Då temperaturen är kring och under 0°C tenderar det att bildas is på rotorbladen. Detta medför att vindkraftverken stoppas med ekonomiska förluster som följd. Predikteringsmöjligheter av isbildning är därför ett önskvärt verktyg då det skulle ge vindkraftsägarna bättre möjligheter att planera produktion och försäljning av el. Målet med detta arbete var att ta fram ramverk för en prognosmodell för isbildning.

Under arbetet genomfördes dels en förstudie som beskriver när atmosfärisk isbildning sker samt en analys av olika meteorologiska parametrar med betydelse för isbildning. De parametrar som analyserades var temperatur, vindriktning, vindhastighet, relativ luftfuktighet och nederbörd. Vid alla analyser studerades både hur värdena generellt har varit under mätperioden samt hur de har varit då det har rapporterats islarm, detta för att kunna se eventuella skillnader. Analyserna genomfördes enskilt för varje parameter samt genom att de olika parametrarna ställdes emot varandra för att se om det fanns något samband mellan olika parametrar. Utöver detta genomfördes även analyser för sex enskilda isperioder, det vill säga mätperioder där givare indikerat islarm. Dessa perioder användes även för beräkningar av ekonomiska förluster på grund av is.

Arbetet har visat att atmosfärisk isbildning i stor grad beror på temperatur, relativ luftfuktighet, antal vattendroppar i luften samt storleken på vattendropparna. De två sista parametrarna är dock mycket komplicerade att kvantifiera och mäta. En generell approximation säger att atmosfärisk isbildning sker då temperaturen är under 0°C samtidigt som den relativa luftfuktigheten är 95 % eller högre. Men att prediktera isbildning genom att enbart studera dessa parametrar är inte helt korrekt då det är svårt att mäta den relativa luftfuktigheten vid låga temperaturer. Att studera vindriktningen kan också vara ett sätt att prediktera isbildning. I Sverige sker atmosfärisk isbildning främst vid sydöstlig vindriktning, förutsatt att den relativa luftfuktigheten är hög, och det är framförallt vid temperaturer mellan -5-0°C som de svåra isbildningarna uppträder. En annan parameter som kan studeras för att prediktera isbildning är nederbörd. Då det är nederbörd vid lägre temperaturer finns en risk att rotorbladen blir nedisade. Analyserna av vindhastigheten visade att denna parameter inte hade lika stor betydelse som de övriga parametrarna. Även om den inte har betydelse för att atmosfärisk isbildning ska inträffa har den betydelse för hastigheten på istillväxten.    

Poängteras bör att mätdata inte uteslutande har varit parkdata och består därför av en viss osäkerhet. För att kunna ta fram mer kvalitativa prognosverktyg för att prediktera isbildning bör längre mätperioder användas i analyserna. En annan viktig åtgärd för att kunna förfina analyserna är att installera givare som ger korrekta värden i de vindparker som ska analyseras.  

Under arbetet har det konstaterats att nedisning kan medföra stora ekonomiska förluster för ägarna. Detta motiverar definitivt en fortsättning på arbetet med att ta fram kvalitativa verktyg för att förutse och i ett tidigt skede detektera isbildning. En effektiv hantering av isproblematiken ökar lönsamheten, minskar slitage samt ger en mer effektiv planering av underhåll.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 88 p.
Keyword [sv]
Vindkraft, Isbildning
National Category
Energy Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-121725OAI: oai:DiVA.org:umu-121725DiVA: diva2:933980
Subject / course
Energiteknik
Educational program
Master of Science Programme in Energy Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-06-08 Created: 2016-06-07 Last updated: 2016-06-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Energy Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 21 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link