Titel: Meteorologi för vindkraft Underlag till Vindforsks syntesrapport Vindforsk teknikrapport 8:08
Författare: Hans Bergström
Utgivare: Elforsk, Vindforsk
Årtal: 2008
Ämnesord: Vindmeteorologi
Sökord: meteorologi, mesoskalemodell, turbulens, skog, nedisning, vakeffekter, vindparker, vindmätning, ljud.
Rapport (Pdf)
Sammanfattning: I rapporten ges en kortfattad redogörelse över de viktigaste delarna inom vindkraftsforskningen med stark koppling till meteorologi. Dessa har under senare år inkluderat områden som berör kartering av vindresursen, vind- och turbulens över skog, nedisning samt vakeffekter från vindparker. Tydlig koppling till meteorologi finns även när det gäller frågor rörande ljudutbredning, korttidsprognoser av vind, normalårskorrigering av vindmätningar, generellt mätning av vind samt analys och statistisk bearbetning av vindmätningar.
Avseende vindkartering är nedskalning av resultaten i fokus. Syftet är att få hög rumslig upplösning av vindarna över t.ex. en vindpark. Detta kan göras med olika typer av modeller men oftast saknas i rummet högupplösande vindmätningar för att verifiera resultaten.
Över skog kan det atmosfäriska gränsskiktet inte beskrivas med samma enkla samband som över lägre vegetation. Den kunskap som finns om vinden över en skog behöver fördjupas. Osäkerhet finns avseende hur trädens höjd och inbördes avstånd påverkar vindarna via nollplansförskjutning och skrovlighetslängd. Speciellt avseende hur en regional bedömning kan göras i heterogena skogsområden.
Produktionsberäkningar baserade enbart på vinden i navhöjd har visat sig ge osäkra värden beroende på inflytande av både turbulens och vindgradient. Behov finns att i vind-effektsambanden inkludera dessa beroenden.
Is på bladen utgör ett allvarligt problem i vissa områden och kan ge kraftigt försämrad produktion. En noggrannare kartläggning av nedisningsklimatet behöver göras.
Produktionen från en vindpark påverkas av vakeffekter. I och med utbyggnad i områden med mycket olika klimat, som hav-skog eller slätt-berg, ökar vikten av att de modeller som beskriver vakarna inkluderar de meteorologiska effekterna av atmosfärens stabilitet och turbulens.
Ljudutbredning i atmosfären är starkt kopplad till gradienter av temperatur och vind, vilket de modeller som används idag för beräkning av ljudutbredning inte inkluderar på ett bra sätt. Man bör inte heller enbart beräkna medelnivåer utan även hur ofta och när olika ljudnivåer inträffar. Detta kan göras utgående från den meteorologiska databas som finns tillgängliga efter den nationella vindkarteringen.
Extrema vindhändelser utgör viktiga lastunderlag. Sannolikheter kan beräknas med teoretiska extremvärdesfördelningar, men resultaten är svåra att veri-fiera p.g.a. av bristen på observationer med hör tidsupplösning under lång tid.
Behovet av lokala vind- och produktionsprognoser ökar i takt med att andelen vindkraftsel ökar. Tillgängliga lokalprognoser baserar idag till stor del på statistisk analys av tidigare utfall. Möjligheter finns till förbättringar om de lokala prognoserna baseras på högupplösta resultat från en mesoskalemodell.
Vindmätningar i sig behöver inte alltid ge det säkraste vindunderlaget. Osäkerheter i samband med normalårskorrektioner kan vara lika stora som osäkerheterna i modellberäkningar. Kombination modell-mätning ger det säkraste underlaget.