vindkraft - teknik och prektering 2010-11-24 · vindkraft - teknik och prektering 2010-11-24 henrik...

63
Vindkraft - Teknik och projektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB [email protected] +46 703 75 55 56

Upload: lycong

Post on 11-Jul-2019

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Vindkraft - Teknik och projektering2010-11-24

Henrik MalmbergGruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige [email protected]+46 703 75 55 56

Page 2: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Agenda

1. E.ON

2. E. ON Climate & Renewables Nordic

3. Vindkraftens tillväxt och utformning

4. Vindkraftsteknik4. Vindkraftsteknik5. Projektering

Page 3: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

E.ON i världen

� Privatägt börsnoterat energiföretag

� Fokus på el och gas på våra största marknader; Europa, USA och Ryssland

� Ca. 90 000 anställda� Ca. 90 000 anställda� 30 miljoner kunder� Huvudkontor i Düsseldorf,

Tyskland

Page 4: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

E.ON i Norden

� Ett av Nordens största privata energiföretag

� El, gas och värme är kärnverksamhet

� Omsättning 2009: Ca. 36 miljarder krmiljarder kr

� Anställda 2009: Ca. 5 800� 1 300 000 el- och gaskunder i

Sverige, Danmark och Finland� 1 055 000 nätkunder

Page 5: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Sollefteå

Sundsvall

Fokusområden i Sverige

Page 5

Malmö

Oskarshamn

Göteborg

Stockholm

Norrköping

Örebro

Kalmar

Page 6: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Elproduktion

Elproduktion i Nordic (i huvud-sak svensk)

Värme

Värmeproduk-tion i Sverige, Danmark, Finland och Polen

Distribution

El-, gas- och värme-distribution i Sverige

Försäljning

Elförsäljning i Sverige, Danmark och Finland samt gasförsäljning

Services

Services och entreprenader

Ledande aktör på den nordiska marknaden

Kapacitet 6,8 GWProduktion 19 TWh(45% kärnkraft, 43% vattenkraft, 12% övrigt)

#4

Cirka 7 TWh

#3

1 059 000 kunder

#3

gasförsäljning i Sverige och Danmark

966 000 kunder

#3 #3-4Marknadsposition

Källa; Strategy and Key Fiigures MU Nordic 2009

Page 7: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Produktionsmix

86 procent av vår el- och värmeproduktion

kommer från energikällor som inte bidrar till

växthuseffekten.

2009 producerade vi 30 987 GWh el

och värme:

Page 7

och värme:

� 45 procent förnybart (vatten,

vind, biobränsle m.m)

� 41 procent kärnkraftverk

� 8 procent naturgas

� 6 procent övrigt fossilt

Källa: E.ON Sverige-koncernen i Norden. Klimatbokslut 2009

Page 8: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

E.ONs verksamhet i Norden täcker hela värdekedjan för el, gas och värmeE.ONs affärsverksamhet i Norden

Kraftproduktion(incl systemtjänster)

Biogasproduktion

Upstream

Page 8

Värmeproduktion ochdistribution

Biogasproduktion

Distribution av el och gas

Försäljning av el, biogas, gas och värme

Downstream

Page 9: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

E.ONs klimatmål: Halvera våra koldioxodutsläpp per kWh till 2030 genom satsning på förnybart och fasa ut fossila bränslen

i ton/MWh

1990 2006 2030

mål

0.72

- 50 %

0.49

~ 0.36

Page 10: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Agenda

1. E.ON2. E. ON Climate & Renewables

Nordic

3. Vindkraftens tillväxt och utformning

4. Vindkraftsteknik4. Vindkraftsteknik5. Projektering

Page 11: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

E.ON deltar aktivt i utveckling av nya energikällor

TestanläggningarKommersiell teknikDemonstrations-

anläggningar

Vindkraft

� Vindkraft

� Landbaserad

� Havsbaserad

11

Biogas / värme

Vindkraft

Solkraft

Vågkraft,

Tidvattenkraft

Vindkraft

till havs

CSP

� Havsbaserad

� Biogas

� Solkraft

� Solceller

� Koncentreradsolenergi, CSP

� Vågkraft

� Vågkraft

� Tidvattenkraft

Vertikal vindkraft

Page 12: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Befintlig EC&R kapacitet: 3,142 MW* och en projektportfölj på över 20 GW

UK

1,720

429

Nordic

51

46

France

13

Poland

* E.ON Equity MW (avrundat), exkluderat storskalig vattenkraft

North America 208

279

Italy

396

Iberia Germany

FrancePoland

Global projekt portfölj har ökat

signifikant (GW)

3,049 MW Vind

93 MW Andra Förnyelsebara

3,142 MW

Page 13: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

EC&R Nordic

• MalmöHuvudkontor

• ~60Antal anställda

• ~800MSEK Omsättning • ~800MSEK Omsättning

• ~845 GWhProduktion

• On- & offshore vindkraft i SkandinavienMarknader

Page 14: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Mark Porter

CEO

Finance & Business

Control

Anna Bergenudd

Controlling

Gity YahooCaroline Olausson

Johansson

Procurement

Göran Cederberg

EC&R Nordic Organisation

Buiness dev.

Johan Larsson

Andreas HammarFredrik AnderssonMatilda Carlsson

Martin NorlundCamilla Rasmusson

Stina AlbingLise Toll

Project dev.

Henrik Malmberg

O&M

Karin Jönsson

O&M onshore

Thomas LindkvistJennie Sönefors-Ljunggren

O&M offshore (Rödsand)

Bjarne HaxgartNN Offshore ops coord

New Technology

Martin Lindholm

Wind assessment

Anton AnderssonFrancesco Sottini

Construction

Magnus Axelsson

Construction onshoreChristofer Åslund

Construction offshoreMats Egard

Anders BoklundStaffan Sjölander

Functional manager

Team Leader

Technology

Kristian Höy Thomsen

Origination and Project Development

Marcus Landelin

CEO Functions

CEO Assistant

Barbro Edholm

HSSE

Magnus Ohlsson

Göran Cederberg

Internal Processes

Marie Landin tf Paul Gaskell Brown

ITMarie Landin tf Paul

Gaskell Brown

Strategy

Sven Muller

Human Resources

Management

Roland Flaig

Lise Toll

Offshore developmentMårten Larsson

NN Offshore ops coordNN Maint techn ass

NN Service techNN Service techNN Service techNN Service tech

Techn mgmt

SCADA

Håkan Bernström

Project Rödsand 2

Anders Ljungman

Page 15: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

� 207 MW� 90 Vindkraftverk� Uppskattad årlig produktion 800 GWh� 2% av den danska elförbrukningen� Förnybar el till 200 000 danska bostäder �

Rödsand 2 – En av världens största vindkraftparker till havs

� I drift 2010� Projektet styrt från Malmö

Page 16: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Agenda

1. E.ON Globalt2. E. ON Climate & Renewables

Nordic3. Vindkraftens tillväxt och

utformning

4. Vindkraftsteknik4. Vindkraftsteknik5. Projektering

Page 17: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Vindkraft – Branschen går från att vara nischad till en industriell verksamhet

� 25% per år, världen över

� Internationella leverantörer och

samarbeten

Sedan 2000

� Blygsam, lokalt begränsad

� Liten bransch och nishade leverantörer

1980 till2000

Growth:

Market participants:

Project size:

Global vind

kapacitet

(GW)600

400

200

1.000

800

02020201520101980 20052000

Tillväxt 1980-2000+18 GW

Förväntad tillväxt2010-2020+700 GW

Tillväxt 2000-2010+170 GW

� GW skala

� € ~160 miljarder (2008); € ~400

miljarder (2020e) annually

� KW skala

� < € 10 Miljarder årligen

Project size:

Market size:

Page 18: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Sedan1980 har storleken och kapaciteten på vindturbinerna signifikant ökat

Industriell skala

• Kapacitet

• Rotor diameter

• Navhöjd

• Kostnad per kWh

30 kW

15 m

30 m

1.20€

“Boutique“

standard

1980

1,500-7,500 kW

90-120 m

80- 140 m

0.06-0.09€

2009

Page 19: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Vindresursen i Europa och Sverige

� Kartan visar vindhastigheten på 50 meters höjd över en öppen slätt

� En vinddensitet på: ~400 W/m2 = OK~400 W/m2 = OK>700 W/ m2 = Bra

Page 20: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

MIUU-modellen

En vindkartering framtagen av Hans Bergström vid Uppsala Universitet som

beskriver vindtillgången över hela Sverige med en upplösning på 1 km

Numerisk modell som använder följande indata:� Horisontell luftgradient� Horisontell luftgradient� Solstrålning� Ytråhet – markfriktion (hav, slätt, skog, städer…)� Topografi� Molntäckning� Mark- och vattentemperatur

Fördelar:� Hanterar komplex topografi� Hanterar temperaturstabiliteten i luften

Page 21: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Hämtat från Energimyndigheten, www.energimyndigheten.se

Page 22: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Vindens effekt

Effekten i vinden beskrivs med:

22

32Avvm

==&

ρ

A = arean i vindröretv = vindhastigheten

= densitetenm = massflödet

Vindhastigheten på en plats är den absolut viktigaste faktorn när man projekterar för vindkraft. En fördubbling av vindhastigheten leder till 8 gånger mer energi eftersom vindhastigheten är i kubik.

m = massflödet

Page 23: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

En vindturbin bromsar upp vinden när den tar ut rörelseenergi, så vindhastigheten är långsammare bakom turbinen än framför. Vindrörets area kommer därför att utvidgas eftersom det fortfarande är samma mängd luft som passerar (massflödet är konstant)

Bild från Stefan Ivanell, Högskolan på Gotland

Page 24: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Betz lag

Hur mycket ska då vind-hastigheten bromsas upp för att man ska utvinna vindens effekt så effektivt som möjligt?som möjligt?

Bild från Stefan Ivanell, Högskolan på Gotland

Page 25: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Den ideala uppbromsningen enligt Betz lag är

� Vid rotorn

� Efter rotorn

13

2VVR =

123

1VV =

Vinden bromsas till 2/3 vid rotornoch till 1/3 efter rotorn

13

2VVR =

3

123

1VV =1V 1VV =

Bild från Stefan Ivanell, Högskolan på Gotland

Page 26: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Teoretiskt maximala effektuttaget i rotorn enligt Betz

%3,5927

16===

vind

turbinp

P

PC

Cp är vindkraftverkets effektkoefficient. I själva verket är denna mindre än 59% p.g.a. aerodynamiska och mekaniska förluster i turbinen. Hur effektiv en turbin är beror mycket på hur bladen är utformade.

27vindP

Page 27: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Frekvensfördelningen

Man kan inte använda medelvinden över året rakt av i produktions-beräkningarna. Istället behövs en fördelning som beskriver hur stor del av tiden det blåser en viss vindhastighet.

Vindens hastighetsfördelning Vindens hastighetsfördelning över året stämmer i de flesta fallväl överens med en Raileigh eller Weibullfördelning.

I praktiken får man ut ca 45% av den tillgängliga vindenergin.

Page 28: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Agenda

1. E.ON2. E. ON Climate & Renewables

Nordic3. Vindkraftens tillväxt och

utformning4. Vindkraftsteknik4. Vindkraftsteknik

5. Projektering

Page 29: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Utformning av blad och rotor

Aerodynamik

När en luftström passerar bladets framkant går en del av luften ovanför och en del under bladet.Beroende på anblåsningsvinkeln skapas en lyftkraft som får rotorn att börja Beroende på anblåsningsvinkeln skapas en lyftkraft som får rotorn att börja rotera.

Page 30: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Bladprofilen

Bladen ser inte lika ut över hela ytan. De är tjockare vid basen och vrider sig sedan runt sin egen axel ut mot spetsen - de är torderade.Förr användes blad som var lika över hela ytan, men utvecklingen har gått framåt och nu kan en större del av effekten i vinden tillvaratas p.g.a. av denna utveckling.denna utveckling.

Page 31: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Effektreglering används för att ta bort endel av energin i vinden (vid märkvind) så att inte vindkraftverket skadas när det blåser mycket. Detta kan göras på olika sätt:

StallStallreglering har främst använts på äldre verk. Bladets geometri är då fast utformat så att det bildas mer och mer turbulens ju högre vindhastigheten blir - > Lyftkraften minskar och motståndet ökar

PitchPå ett pitchreglerat verk ändras bladvinkeln (alfa) så att man släpper förbi en del av vinden när vindhastigheten ökar. För att kunna göra detta krävs ett aktivt kontrollsystem som reglerar bladvinkeln i förhållande till vindhastigheten

Page 32: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Variabelt varvtal

Tidigare användes ett fast varvtal på vindkraftverken. Detta har att göra med hur generatorn är utformad. Ett fast varvtal garanterar att man får rätt frekvens på elektriciteten som går ut på elnätet.

För variabelt varvtal krävs kraftelektronik som omformar AC till DC och sen För variabelt varvtal krävs kraftelektronik som omformar AC till DC och sen tillbaks igen, så man får rätt frekvens.

Fördelen med variabelt varvtal är att effekten i vinden tas tillvara på ett bättre sätt. När det blåser mer vill man att rotorn ska kunna rotera fortare. Detta har att göra med den optimala spetshastigheten…

Page 33: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Spetshastighet och löptal

Man vill hålla ett visst förhållande mellan spetshastigheten och den ostörda vindhastigheten för att rotorn ska vara så effektiv som möjligt.

Detta förhållande kallas Löptal:

Det optimala löptalet varierar beroende på antalet blad. För turbiner med tre blad ligger det runt 7. När det blåser mer behöver alltså rotorn rotera snabbare för att hålla kvoten konstant.

vind

spets

v

v=λ

Bild från boken ”Vindkraft i teori och praktik”, Tore Wizelius

Page 34: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Hur många blad är då mest effektivt?

Teoretiskt sett är oändligt många och oändligt smala blad mest effektivt.

I praktiken är det en fråga om kostnad.Tre blad ger 3% mer energi än två blad, men två blad ger mindre vikt och mindre materialåtgång, och är därmed billigare att tillverka.mindre materialåtgång, och är därmed billigare att tillverka.

Idag är tre blad absolut vanligast.

Page 35: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Olika typer av vindturbiner

Vertikalaxlad turbin – Darreius turbin

� Behöver starthjälp

� Svårt att skydda från extremvindar � Svårt att skydda från extremvindar som kan skada turbinen

� Teoretiskt sett lika effektiv som ”vanliga” turbiner vid konstant vindhastighet

Page 36: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Horisontalaxlad turbin

� Huvudaxeln går horisontellt och sitter uppe i ett maskinhus vid navhöjd

� Rotorn sitter nästan alltidframför maskinhuset, mot framför maskinhuset, mot vinden

� Olika tekniska lösningar- med växellåda- med kraftelektronik- direktdriven generator- hybrider

Page 37: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Med växellåda

� Asynkron generator med fast varvtal

� Trestegs växellåda� Robust konstruktion� Rotorn är ”hårt” kopplad till

a)

En asynkron generator MÅSTE vara ansluten till elnätet för att fungera

� Rotorn är ”hårt” kopplad till generatorn som i sin tur är kopplad till elnätet, vilket gör att frekvensens 50 Hz måste hållas och rotorn kan bara gå med en bestämd hastighet

� Stallreglering� Tillverkas nästan inte längre idag

Gearbox

Gen

Page 38: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Med växellåda och kraftomformare

� Ger en mjukare koppling mellan rotorn och generatorn, som tillåter variabelt varvtal� Ger effektivare användning av vindens effekt

Gearbox

Gen

d)

b)

vindens effekt� Ger även mindre belastning på de mekaniska delarna eftersom hastiga vindbyar tas upp av rotorn� Pitchreglering

� Exempel på tillverkare: Vestas

Gear

boxGen

Page 39: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Direktdriven generator, utan växellåda

� Mångpolig synkrongenerator med lågt varvtal

� Rotorn driver generatorn direkt� Kan gå med variabelt varvtal om

Gen

c)

kraftomformare används� Mer robust p.g.a. färre mekaniska

delar eftersom växellådan har kunnat utelämnas

� Pitchreglering

� Exempel på tillverkare: Enercon

Page 40: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Hybrider

� Flerpolig generator� Enstegs växellåda=> Blandning av de båda tidigare koncepten

� Exempel på tillverkare: WinWind

Page 41: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Effektkurvan

Ett vindkraftverks effektkurva beskriver vilken effekt som levereras vid vilken vindhastighet.

Ett vindkraftverk börjar leverera el vid vindhastigheter på 3-4 m/sel vid vindhastigheter på 3-4 m/sVid ca 10 m/s ger vindkraftverketmaximal effekt, (märkeffekt –rated power)Även om det sen blåser mer levereras inte mer uteffekt. Effektregleringen går in och håller effekten konstant.

Page 42: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Vindkraftverk - Teknikutveckling MW Rotor (m)

0.66 47

0.85 52

1.75 66

2.00 79

3.00 98

4.00 113

5.00 126

10.00 178

20.00 252 20.00 252

30.00 309

Page 43: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Vindkraftverk - modeller

Siemens 1.3 MW Vestas V52 Enercon E-48

Effekt (kW) 1300 850 800

Rotor diameter (m) 62 52 48

Svepyta (m2) 3000 2124 1810

Navhöjd 45-68 40-86 50-76

Totalhöjd 62/2+68=99 52/2+86=112 48/2+76=110Totalhöjd 62/2+68=99 52/2+86=112 48/2+76=110

Effektreglering stall pitch pitch

Varvtal 13-19 26 16-30

Startvind 4 4 2

Märkvind 13-14 16 15

Stoppvind 25 25 28-34

Page 44: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Det svenska elnätet

I Sverige tillverkas ca 140 TWh el varje år� Kärnkraft ca 65 TWh� Vattenkraft ca 61 TWh� Värmekraft ca 13 TWh� Vindkraft ca 1 TWh� Vindkraft ca 1 TWh

Kraftnätet är dimensionerat för en centraliserad kraft-produktion

Stamnät 400 kVRegionnät 130 kVLokalnät 50, 20, 10 kV

Page 45: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Vindkraften i kraftsystemet ställer andra krav.

Det byggs ofta på platser där elnätet inte är utbyggt = svaga nät och dålig kapacitet att ta emot kraften som produceras

Numera går det allt mer mot stora anläggningar, och därmed kommer inkopplingen på nätet att ske på regionnivå. Problemet kringgås.

Det måste även finnas balanskraft som kan användas de dagar vindkraften inte producerar. Vattenkraften är idealt för detta ändamål.

Page 46: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Agenda

1. E.ON2. E. ON Climate & Renewables

Nordic3. Vindkraftens tillväxt och

utformning4. Vindkraftsteknik4. Vindkraftsteknik5. Projektering

Page 47: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

E.ON Vinds arbetsprocess för projektering

Projektering

Mäta vind, behandla vindstatistik,

markundersökningar, design av

nätanslutning, utvärdering av

Upphandling:

-Vindkraftverk

För-

projektering

nätanslutning, utvärdering av

logistikmöjligheter

Miljötillstånd och bygglov

Samråda med: kommunen, myndigheter,

närboende, intresseorg. Lämna in erforderliga

ansökningshandlingar, behandling och ev.

korrigeringar. Alla tillstånd erhållna.

-Vindkraftverk

-Fundament

-Vägar och

markarbeten

-Elanslutning

BYGGNATION

2 – 5 år

Utvärdera

område

Teckna

nyttjande-

rättsavtal

2-3 mån

Page 48: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Projektering

Vad är en lämplig plats för vindkraft?� Det ska blåsa! � Tillräckligt stor yta � Tillräckligt avstånd till närboende för att klara ljud- och skuggkrav � Kust- eller slättlandskap, men även skogslandskap är intressant med

dagens navhöjder� Det ska helst finnas befintlig infrastruktur (väg, elnät…)� Inga motstående intressen, naturskyddsområden eller liknande

Page 49: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Projekteringsgången

1. Hitta en lämplig plats enligt tidigare nämnda kriterier

2. Undersök förutsättningarna: mark, väg, elnät…

3. Produktionsberäkning3. ProduktionsberäkningWindPro – beräkningsprogram för att ta fram produktionsberäkningar, samt ljud- och

skuggberäkningar. Kräver en vindstatistik med vindhastighet, vindriktning och

frekvensfördelning.

4. Ta fram ekonomisk kalkyl => Är det lönsamt?

5. VindmätningI mast eller med SODAR

Page 50: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

6. Söka tillstånd och bygglov

7. Samråd med närboende, kommun och andra myndigheter

8. Fortsatt teknisk utvärdering av platsen

9. När tillstånd erhållits och vindmätningen avslutats kontrolleras kalkylen igen => Lönsamt?

10. Upphandling – köp in vindkraftverken och allt som behövs

11. Byggnation

12. Driftsättning

Page 51: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

MÄTMAST

Page 52: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

SODAR

Page 53: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com
Page 54: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

WindPRO

Page 55: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

ArcMap

Page 56: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Ljud

� Teoretisk ljudutbredning, enligt ”värsta fall”- principen. �Medvind åt alla håll m m

� Modellen utgår från en vindhastighet på 8 m/s på 10 m vindhastighet på 8 m/s på 10 m höjd, vilket visat sig ge starkast inverkan utan att ljudet maskeras av vindsus så som vid högre hastigheter

� Beräkningarna är gjorda med en Nordex N90LS med en uppmätt källjudnivå på 103,3 dB(A)

� Maximalt ljudnivå blir runt 39 dB för husen vid kyrkan

Page 57: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Skuggor� Skuggkastning från 145 meter

höga verk räknat med statistiska soltimmar och driftsdata

� Gränsvärdet är 8 h per år för ett � Gränsvärdet är 8 h per år för ett ”verkligt fall” och 30 h/år för ett teoretiskt maxfall (alltid sol mm)

� Maximal skuggtid blir 8:22 h för Dimmestorp.- Skuggtillfällena inträffar från maj till mitten av augusti, vid halv sex-tiden på morgonen, i snitt ungefär 20 minuter åt gången vid soliga morgnar

Page 58: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Naturmiljöintressen

� Riksintresse natur längst ner t v

� Riksintresse för älgjakt längt upp t h

� Riksintresse för yrkesfiske och � Riksintresse för yrkesfiske och Natura 2000 längst ner t h

Page 59: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Fotomontage – Nynäs

Page 60: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Fotomontage – Aspa herrgård vid jaktstugan

Page 61: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Fotomontage – Från vägen mellan Kvistviken o Norrviken

Page 62: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Fotomontage – Dimmestorp

Page 63: Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 · Vindkraft - Teknik och prektering 2010-11-24 Henrik Malmberg Gruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige AB henrik.malmberg@eon.com

Frågor eller funderingar?Frågor eller funderingar?

Henrik MalmbergGruppchef projektutveckling, E.ON Vind Sverige [email protected]+46 703 75 55 56