Vindkraft för framtiden
Intresset för vindkraft ökar. I Sverige är det den tredje största elproduktionsformen. Men det finns några utmaningar för forskningen: Hur interagerar turbiner med varandra och hur undviker man att näraliggande vindkraftparker ”stjäl” energi från varandra?
I en vindkraftpark är det den första raden turbiner som genererar mest energi, därefter minskar energiuttaget kraftigt. Det bildas så kallade vakar där vinden är svagare.
– Vi forskar om hur olika turbiner interagerar med varandra och utvecklar modeller för hur man kan ta ut energin på ett klokare sätt och samtidigt minska lasterna på turbinerna så att de håller längre, säger universitetslektor Stefan Ivanell.
Han leder forskningen på avdelningen för vindkraft på Campus Gotland, som numera hör till institutionen för geovetenskaper vid Uppsala universitet.
Beräkningar i större skala
Medan kollegerna i Uppsala gör vädermodeller i stor skala, arbetar forskarna i Visby med modeller som visar det detaljerade flödet i en vindkraftspark. Kopplar man ihop dessa två typer av modeller kan man göra beräkningar i större skala. Det kallas mikro-mesoskaleberäkningar och kan till exempel användas för att se var det är bäst att bygga en vindkraftspark.
– När vi studerar interaktionen mellan vindkraftparker tar beräkningen flera dagar eller veckor på en superdator, så det är ganska tunga beräkningar. Därför behöver vi komplettera med grövre beräkningsmetoder, säger Stefan Ivanell.
Metoden används också i ett stort europeiskt projekt, New European Wind Atlas (NEWA), som ska kartlägga vindresurserna i hela Europa. Stefan Ivanell är projektledare för den svenska delen av projektet med 14 miljoner i anslag.
Väldigt konkurrenskraftigt
Intresset ökar för vindkraft i hela världen, men i Sverige står det just nu still.
– Just nu är energipriset så lågt i Sverige så man satsar inte på nyproduktion överhuvudtaget. Men ska man bygga ny energiproduktion så är vindkraft väldigt konkurrenskraftigt, säger Stefan Ivanell.
Han är föreståndare för StandUp for Wind, en nationell satsning på vindkraft där flera svenska universitet ingår. I början av oktober hålls konferensen Vindkraftsforskning i fokus i Uppsala.
– Vi jobbar med projektering av vindkraft ur olika aspekter, allt ifrån hur man kopplar in vindkraften på elnätet och balanserar elnätet till var det blåser bäst och hur det påverkar ljudet. Acceptansfrågor är också viktiga – hur hanteras det motstånd som finns? Gör man på rätt sätt är ofta lokalbefolkningen mycket mer positiv.
Vindtunnelexperiment visar flödet
En stor utmaning är placeringen av vindkraftverk och hur turbinerna – men också hela vindkraftparker – interagerar med varandra. För att förstå detta gör forskarna simuleringar och vindtunnelexperiment som visar hur det påverkar vilken typ av flöde turbinen står i och hur stor turbulensen är.
Forskarna samarbetar med industrin och får verkliga mätdata från vindkraftparker.
– Vi använder numeriska beräkningsmodeller som representerar vindturbinerna och jämför med riktiga parker. Har vi rätt vindriktning, turbulensnivå och vindhastighet så kan vi idag räkna ganska detaljerat på hur det ser ut i en park för vissa fall men mer forskning krävs för mer avancerade fall, säger Stefan Ivanell.
---------
FAKTA:
Stand up for wind är ett forskningscentra profilerat mot projektering och etablering av vindenergi i Sverige, i samarbete mellan KTH och Uppsala universitet inom ramen för regeringens strategiska forskningsområde STandUP for Energy. Forskningscentret har en omsättning på ca 40 miljoner svenska kronor för forskning, utbildning och samverkan samt involverar ca 50 personer.
Konferensen Vindkraftsforskning i fokus hålls den 6-7 oktober i Uppsala och organiseras i samarbete mellan StandUpforWind, VindForsk, Energimyndigheten-programmet för kallt klimat, SWPTC och Vindval.
Annica Hulth