Supernøjagtig måling kan øge vindproduktion markant
En forsker på Risø-DTU har udviklet en anderledes og mere nøjagtig måde at måle vindretningen på. Den kan sikre, at vindmøllen står 100 pct. rigtigt i vinden, hvilket kan forbedre møllens ydelse med mellem 1 og 5 procent
Multimedia
Video:
Se: Risøs nye instrument hjælper møller med at finde vinden
Læs også
-
Kinesere lover havmøller, der skal give Vestas og Siemens baghjul
Læs mere om
Dokumentation
Grundig viden om vinden og måling af effektkurver på vindmøller var bagagen for forskningsspecialist på Risø DTU, Troels Friis Pedersen, da han for snart seks år siden begyndte at fundere over, om man ikke kunne forbedre vindretningsmålingerne på vindmøllerne.
Traditionelt sidder vindretningsmålerne på møllehatten bagved vingerne og rammes således at meget turbulent luft. Det betyder, at møllens krøjesystem ikke altid får rigtig besked om vindens retning, og at vindmøllen derfor risikerer at stå en smule ude af vinden - og derfor ikke udnytter den optimalt:
»Det er ikke noget, man snakker så meget om i vindbranchen. Men hvis man kører en tur gennem et landskab med mange vindmøller i grupper, vil man garanteret kunne se fænomenet – nemlig at ikke alle rotorerne peger i helt den samme retning,« forklarer Troels Friis Pedersen.
Han tilføjer, at efter hans opfattelse har alle vindmølletyper disse problemer med at styre krøjningen nøjagtigt.
Snuden kommer først
I stedet fik han så ideen til at anbringe målere på selve spinderen, der er møllens æggeformede snude. Spinderen er en tynd glasfiber-skal, der er placeret uden om navet af kosmetiske og aerodynamiske årsager.
Ideen blev så til et patent, og i praksis omfatter systemet tre sonic sensorer, som hver for sig og ved hjælp af lydbølger registrerer den lokale vindhastighed. Og fordi der er tre sensorer, placeret med samme indbyrdes afstand rundt om spinder-næsen, vil de tilsammen kunne give et meget nøjagtigt og uforstyrret billede af vindforholdene omkring spinderen. Målinger fra de tre sonic sensorer omsættes til vindhastighed, krøjefejl og hældning af vinden ved hjælp af nogle specielle algoritmer i instrumentet.
På grund af at spinderen roterer, kan bare én af sonic sensorerne give de samme værdier, blot midlet over lidt længere tid, og det gør instrumentet meget robust.
»De tre målere sidder aerodynamisk dér på spinderen, hvor simuleringer og vindtunnel-forsøg har vist, at vinden er mest uspoleret. Samtidig har vi udviklet et montage-system til sensorerne, så det hverken kan monteres eller justeres forkert. Det gør at vi sikrer at de sidder nøjagtigt og at de også kan eftermonteres på eksisterende møller,« siger han.
Samarbejde med producenterne
I 2005 indledte Risø DTU og Troels Friis Pedersen et samarbejde med Siemens i Brande og med en tysk producent af sensorerne – og siden er det gået slag i slag med tests i vindtunnel, på en Siemens 3,6 MW vindmølle og med sammenligning med andre måleinstrumenter med den første prototype. Siden er en andengenerations prototype kommet til, og den er testet på en del flere kommercielle vindmøller.
Tester, som ifølge Troels Friis Pedersen har mere end bekræftet ideens bæredygtighed.
I dag er der ingen vindmøllefabrikanter direkte med i udviklingen af spinder-anemometret, men Risø-DTU har fået EUDP-midler, og til sommer skal systemet demonstrere krøjefejlsmålinger og effektforbedringer på ti vindmøller ude på Horns Rev 1 mølleparken i samarbejde med Vattenfall og Vestas.
Her vil man nøjagtigt kunne se, hvor meget ekstra produktion den nye metode kan give.
»Det er min fornemmelse, at fabrikanterne lurepasser lidt og vil være helt sikre på, at systemet virker 100 procent fejlfrit og er robust i drift, før de melder sig som kunder,« siger Troels Friis Pedersen.
Han erkender dog også, at projektet her i elvte time har været ramt af nogle måletekniske fejl, som den tyske fabrikant tegner sig for, men som nu skulle være elimineret.
Vattenfall tror på systemet
Hos Vattenfall forklarer projektleder og Senior R&D Engineer Jesper Runge Khristoffersen, at Vattenfall forventer, at Spinder Anemometret vil kunne øge produktionen fra Horns Rev:
»Nu skal vi have testet præcis hvor meget produktionen øges og ud fra det vil vi tage stilling til, om vi eventuelt skal eftermontere dette system og måske også bede fabrikanterne bruge det fremover,« siger han.
Han peger på, at Horns Rev er velegnet til netop denne test, fordi man har målt rigtig meget på denne park og derfor kender møllerne og deres produktion og derfor har en god reference.
Tjener sig hurtigt ind
Ifølge en nyere lov kan forskere selv patentere deres opfindelser og at de og deres ansættelsessted kan tjene penge på licenserne. Derfor går Troels Friis – godt støttet af DTUs innovationsenhed – også efter at få solgt licenser til fabrikanter verden over:
»Det samlede system kommer til at koste cirka 25.000 kroner pr sæt, og ifølge vores beregninger kan systemet øge energiproduktionen mellem 1 og fem procent – mest i turbulente områder på land og mindst i en havmøllepark,« forklarer han.
For en 2 MW mølle vil systemet kunne øge fortjenesten på mellem 12.000 kroner og 36.000 kroner om året – alt efter møllens placering. Afregningsprisen er her sat til 30 øre pr kWh.
Spinner-anonometret, som opfindelsen hedder, er nu færdig udviklet og klar til salg gennem den tyske fabrikant, Metek.
