Transcript GE Dokument - Vindplats Göteborg

PM
1 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Skuggberäkning för Vindplats Göteborg
Innehåll
Modellering ......................................................................................................... 2
Modelldata ........................................................................................................... 4
Riktvärden för skuggtid ....................................................................................... 5
Resultat från modelleringen ................................................................................ 6
Skuggreglering .................................................................................................... 8
Diskussion om osäkerheter.................................................................................. 9
Referenser.......................................................................................................... 10
1
PM
2 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Modellering
För att utreda den planerade etableringens skuggeffekter har en beräkning av den
faktiska skuggtiden genomförts i beräkningsprogrammet WindPRO. Modellen
inkluderar en bakgrundskarta, höjdkonturer, information om vinden, vindkraftverk
och skuggsensorer. Skuggberäkningar görs för 2 stycken parklayouter, en med 14
st. Gamesa verk och en med 16 st. verk av märket Siemens. Dessa två fall kan
antas representera värsta fallen av skuggspridning. Sensorerna som registrerar
skuggtid och vindkraftsverkens placering för respektive skuggberäkning
presenteras i Figur 1 och Figur 2.
Figur 1. Placering av 14 st. Gamesa vindkraftverk samt skuggsensorer (gula
cirklar).
2
PM
3 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Figur 2 Placering av 16 st. Siemens vindkraftverk samt skuggsensorer (gula
cirklar).
Sensorerna är placerade en meter över mark och är satta i så kallat växthusläge
vilket innebär att de registrerar skuggorna i alla tänkbara riktningar. Detta
garanterar att den längsta möjliga skuggtiden kommer att erhållas vid
modelleringen.
3
PM
4 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Modelldata
Skuggor från ett vindkraftverk påverkas främst av solens position på himlen, om
det är klart väder och vindkraftverkets riktning vilken är beroende av vindens
riktning. Långa skuggor uppkommer när solen står lågt på himlen d.v.s. mestadels
under vinterhalvåret och vid soluppgång och solnedgång. Antalet soltimmar per
dag är starkt varierande med årstiden och platsen för vindkraftverken. Det
genomsnittliga antalet soltimmar per dag för Göteborg presenteras i Figur 3.
Statistiken är från SMHIs väderstation vid Skansen Lejonet åren 2002-2012 [1].
Figur 3. Antalet soltimmar per dag för Göteborg, Skansen Lejonet.
För att ta ett soligare år än normal i beaktande och det faktum att Göteborgs
skärgård är soligare än de centrala delarna, där SMHI mäter, adderas 20 % till
soltimmarna som är presenterade i Figur 3 [2].
Utöver soltimmarna är vindriktningen en viktig parameter i modelleringen då den
påverkar rotorbladens position. Den största skuggningsarean uppkommer då
bladen är parallella med bostaden. Vinddata som används i modelleringen är
uppmätt i Göteborg hamn.
4
PM
5 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Riktvärden för skuggtid
I vindkraftshandboken från Boverket anges riktvärden för skuggtid av bostad som
uppkommer från vindkraftverk [3]. Man skiljer på faktisk och teoretisk skuggtid
där den faktiska är för fallet då man känner till antalet soltimmar per dag och
vindförutsättningarna. Den teoretiska skuggtiden är för fallet då solen alltid skiner
och det blåser alltid från det håll som ger mest skuggor. Riktvärden för faktisk
skuggtid är 8 timmar/år och 30 minuter per dag. Riktvärdet för teoretisk skuggtid
är 30 timmer per år.
5
PM
6 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Resultat från modelleringen
Antalet skuggtimmar från de två modelleringarna presenteras i Tabell 1. I tabellen
kan det ses att endast en skuggsensor, Gäveskär, vid en modellering registrerar
fler än de 8 timmar per år som riktvärdet anger. Övriga sensorer ger skuggtider
lång under riktvärdet. Vidare överskrids inte riktvärdet på 30 minuter skuggtid per
dag för någon av sensorerna vid de två modelleringarna.
Tabell 1 Skuggtimmar per år vid sensorer för de två beräkningsfallen.
Skuggsensor
Gäveskär
Böttö
Strussnäs
Brännö
Rödsten
Rivö
Långholmen
Krossholmen
Nötö
Risö
14 st Gamesa
8:29
2:13
0:00
3:12
0:00
0:00
0:59
2:07
0:00
0:00
16 st Siemens
1:08
0:00
0:00
0:00
0:00
0:00
0:00
0:00
0:00
0:00
Figur 4. Skuggtid för fallet med 14 st Gamesa. Det gröna området anger
skuggtider på 8 timmar per år eller mer. Turbinen har en rotordiameter om 128 m
och en navhöjd på 120 m.
6
PM
7 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Figur 5. Skuggtid för fallet med 16 st Siemens. Det gröna området anger
skuggtider på 8 timmar per år eller mer. Turbinen har en rotordiameter om 107 m
och en navhöjd på 90 m.
7
PM
8 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Skuggreglering
Då skuggtiden vid Gäveskär, för fallet med 14 st Gamesa, överskrider riktvärdet
på 8 timmer per år undersöks när skuggreglering bör ske. Regleringen innebär att
vindkraftverket sätts ur drift de fåtal timmar per år då störst risk för skuggning
förekommer. Funktionen innefattar även solinstrålningssensor som gör att
vindkraftverket sätts ur drift under dessa timmar enbart om det är soligt väder.
Skuggtiden vid Gäveskär påverkas av vindraftverk nr 9, 11, och 14, se Figur 1.
Tidpunkter då skuggor uppkommer och skuggtid finns i Tabell 2. Från tabellen
framgår att en rad alternativ finns för att skuggtiden ska minska med ca. 30
minuter per år och alltså underskrida riktvärdet på 8 timmar per år.
Tabell 2. Tidpunkter och skuggtider då skuggor uppkommer vid Gäveskär.
Månad
Mars
April
Maj
Juli
Augusti
Dagar
10-19
13-22
2-31
13-31
1-10 och
20-30
September 25-30
Oktober
1-4
Ungefärliga
klockslag för
skuggor
17:30-17:45
19:40-20:00
20:10-20:40
20:20-20:50
20:20-20:50 och
19:45-20:00
18:10-18:25
18:10-18:20
Skuggande
verk (nr)
Skuggtid
(minuter)
11
9
14
14
9,14
35
26
203
121
93
11
11
27
6
8
PM
9 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Diskussion om osäkerheter
I alla modelleringar finns osäkerheter. Antalet soltimmar per dag är i detta fall
justerad data från SMHIs station i centrala Göteborg. Vinddata med hastigheter
och riktningar är från Göteborgs hamn (Hästholmen). Båda serierna är av god
eller mycket god kvalitet men de är inte uppmätta på exakt den plats där
vindkraftverken kommer stå. Detta inför följaktligen en osäkerhet i
modelleringen. Vidare påverkar den höjddata som använts i modellen resultaten.
Andra faktorer som är svåra att modellera (eller inte möjliga i WindPRO) är
vegetation och byggnader. Det kan ses att ett flertal av skuggsensorerna inte
påverkas av val av soldata, de visar noll timmar per år och nås således aldrig av
skuggorna från vindkraftverken. Övriga skuggsensorer är långt under riktvärdet,
mellan 1 och 3 timmar per år, på 8 timmar per år. Det är således högst osannolikt
att valet av vinddata och höjdkurvor skulle påverka resultatet så att dessa sensorer
skulle registrera mer är 8 timmar per år.
9
PM
10 (10)
2012-08-22
Jon Angelbratt
Referenser
[1] Års- och månadsstatistik, SMHI,
http://www.smhi.se/klimatdata/meteorologi/ars-och-manadsstatistik-2.1240
[2] http://www.smhi.se/polopoly_fs/1.6403!faktablad_solstralning%5B1%5D.pdf
[3] Vindkraftshandboken Planering och prövning av vindkraftverk på land
och i kustnära vattenområden, Boverket, 2009
10