Radarsystem fra Dong skal øge havmøllers strømproduktion
more_vert
close
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Radarsystem fra Dong skal øge havmøllers strømproduktion

Et billede af vindhastigheden i navhøjde i en hel havmøllepark – målt for hver 15'ende meter hvert eneste minut.

Det er, hvad et nyt radarbaseret målesystem kan og skal levere, når det til næste år bliver installeret på kysten ud for Dong Energys Westermost Rough Havmøllepark ud for den britiske østkyst, som sættes i drift i løbet af 2015.

Læs også: Så er den første af Siemens' kæmpemøller rejst til havs

Det banebrydende Dual Doppler-radarsystem, der har en rækkevidde på 30 kilometer, er udviklet af virksomheden SmartWind Technologies, og nu har Dong Energy tegnet kontrakt med firmaet om at opbygge systemet og køre målinger på Westermost Rough havmølleparken i en periode på 18 måneder.

Hos Dong Energy er man sikker på, at en sådan detaljeret, ny viden om vindforholdene minut for minut i en havmøllepark vil kunne give signifikante besparelser i både drifts- og anlægsfasen for offshorevindkraft:

»Målingerne fortæller os for eksempel om vindmøllernes skyggeeffekt på hinanden. Ved at sammenholde dem med produktionsdata kan vi optimere driftsmønstret i en park og dermed øge den samlede produktion,« forklarer Jesper Skov Gretlund, der er projektleder for BEACon-projektet hos Dong Energy.

Læs også: Dong: Vi skærer prisen på strøm fra havmøller ned til 75 øre per kWh

I anlægsfasen vil man kunne bruge den ny viden til at sikre et optimalt layout på fremtidige havmølleparker, hvor hver eneste vindmølle placeres efter en kombination af fundamentspris og vindforhold/skyggevirkninger på den pågældende placering.

»Westermost Rough er den første havmøllepark, hvor vi bruger Siemens nye 6 MW Direct drive vindmøller, så derfor vil vi også kunne bruge målingerne til at eftervise effektkurven på vindmøllen,« siger Jesper Skov Gretlund.

Målingerne vil også kunne anvendes til at validere modeller for vindbelastningen på vindmøllerne i forskellige situationer.

Jesper Skov Gretlund ser Dual Doppler-radarsystemet som næste generation inden for vindmålingsteknologi, fordi den netop giver mulighed for at scanne vindstrømmen i og omkring en hel havmøllepark med hidtil uset rækkevidde og opløsning.

Det er et klart fremskridt i forhold til en målemast eller en lidar-baseret målestation, som Dong Energy også har nogle stykker af, og som måler vindhastighed og vindretning på et specifikt sted.

Det findes Lidar-baserede tredimensionale målesystemer, men ifølge Jesper Skov Gretlund er deres rækkevidde mindre og scan-hastigheden langt lavere.

Læs også: Laserscanner gør Risø til leder af europæisk vindforskning

Det nye radar system er led i et større forsknings- og udviklingsprojekt hos Dong Energy, der skal danne grundstenen for at reducere cost-of-energy ved offshore vindkraft gennem bedre vinddata.

Det er selvfølgelig godt at kende vindforholdene, men dette detaljerede kendskab?
"Hos Dong Energy er man sikker på, at en sådan detaljeret, ny viden om vindforholdene minut for minut i en havmøllepark vil kunne give signifikante besparelser i både drifts- og anlægsfasen for offshorevindkraft:"

»Målingerne fortæller os for eksempel om vindmøllernes skyggeeffekt på hinanden. Ved at sammenholde dem med produktionsdata kan vi optimere driftsmønstret i en park og dermed øge den samlede produktion,«
Kan man vinde noget ved at køre visse møller under maks, mod at man får mere ind fra de andre?
Det er faktisk den eneste måde hvorpå man kunne opnå noget, så vidt jeg kan se.
Det rejser så spørgsmålet om vindmøllers egen styring ikke altid prøver at optimere produktionen, eller kan man udefra ændre dette.

  • 1
  • 4

Hej Svend,

en mølle vil til ethvert tidspunkt optimere dens egen produktion, ud fra den vind den oplever. En overordnet farm controller kan i princippet indgrebe i styresystemet af en enkelt mølle og nedregulere den, ved at give møllen en setpoint for sin produktion. En farm controller til optimering af den samlede farm produktion er dog kun i udvikling.
For et andet projekt (PossPOW, se posspow.dtu.dk) er vi faktisk lige nu i færd med at lave et eksperiment i Horns Rev, hvor vi nedregulerer en enkelt mølle for at finde ud af hvad dens wake effekt er på de møller bag. Det bliver f.x. rapporteret på den kommende Offshore konference i Bella Centret. DONG er også projektpartner, men med de eksperimenter er det især Vattenfall som understøtter os.

For nogle år siden havde vi på DTU også et projekt med en simpel radar, som vi havde kørende nogle år på Horns Rev platformen og som kunne bestemme vinden når der var regn, et såkaldt Local Area Weather Radar udviklet hos DHI. Se f.eks. her: pierrepinson.com/?page_id=354. Men de radarer her (som er udviklet på Texas Tech University) er markant dyrere. Interesssant at DONG nu vurderer at det kan betale sig.

  • 6
  • 0

Det er faktisk den eneste måde hvorpå man kunne opnå noget, så vidt jeg kan se.

@ Svend: Det står også jo højt og tydeligt at det netop er det man vil. At se parken som en helhed hvis produktion kan optimeres ved at overvåge de enkelte møllers påvirkning af de andre møller - i stedet for som nu at den enkelte møller optimerer sin egen produktion på bekostning af helheden.

Det minder svært meget om noget jeg har hørt om i anden sammenhæng.

  • 3
  • 2

Kan man vinde noget ved at køre visse møller under maks, mod at man får mere ind fra de andre?

Ja, det kan man faktisk.

Fremgangsmåden er kun relevant ved vindhastigheder under den, hvor møllen når sin mærkeeffekt, Over 11-12 m/s er der groft sagt vind nok, og fra den vindhastighed og op begrænser møllen aktivt sin effektydelse til mærkeeffekten. Her giver det ikke mening at nedregulere foranstående møller..

I lavere vind kan der imidlertid godt være noget at hente. Forklaringen er den, at man ved en forholdsvis beskeden begrænsning af ydelsen opnår en noget større begrænsning af lævirkningen. I runde tal kan man opnå 2.5% mindre lævirkning for hver procent, man giver køb på effekten fra den foranstående mølle.

Til lands aftager lævirkningen bag møller forholdsvis hurtigt på grund af indblanding af uforstyrret luft i slipstrømmen bag møllen, men til havs står slipstrømmen meget længere, fordi den omgivende turbulens er mindre. Derfor er et arrangement, hvor man giver lidt køb på effekten fra en foranstående mølle for at opnå en større gevinst fra en bagvedstående, mest relevant til havs.

I praksis er det imidlertid ikke så let at lave et reguleringsssytem, som kan udnytte dette koncept. Årsagen er den, at den foranstående mølle ikke med sikkerhed kan vide, om dens slipstrøm rammer en mølle bagved. Man skulle tro, at det bare kunne beregnes ud fra møllernes koordinater, men så nemt går det ikke. Slipstrømmen har det nemlig med at vandre noget fra side til side, og somme tider får den også en mere permanent drejning til den ene eller den anden side. Og så kan der opstå den situation, at den forreste mølle nedregulerer, uden at nogen mølle bagved får gavn af det.

Det er til dette formål, at de nye doppler-radarsystemer, som kommer frem i disse år, navnlig har deres berettigelse. De kan ganske enkelt danne beslutningsgrundlag for, om en foranstående mølle bør nedregulere, og i givet fald hvor meget.

Det bliver spændende at høre mere om DONG's forsøg i de kommende år!

  • 8
  • 0

Kan man ikke se det på ydelsen?
Sammenholdt med vindretning og koordinater.
Man kunne tilføje, at hvis det ikke fremgår af ydelsen (forskellen), er der næppe meget at hente.

Nej, uden ekstra information kan man faktisk ikke se det på ydelsen.

Den forreste mølle, som skal reguleres, mærker ikke noget til møllerne bagved, dertil er afstanden for stor. Og på møllerne i wake er det ikke ligetil at afgøre, om variationer i ydelsen skyldes almindelig turbulens eller slipstrøm fra foranstående møller. Så selv om man kan se en forskel, er oprindelsen og dermed de nødvendige reguleringsmæssige beslutninger ikke indlysende. Det medvirker til at gøre det vanskeligt, at slipstrømmen ikke er stationær. Derfor er en beregning baseret på ren geometri (koordinater og vindretning) sjældent præcis nok.

Det omtalte radarsystem er udviklet indenfor de senere år på Texas Tech. På deres hjemmeside er der en fin animation, hvor man kan se dynamikken i slipstrømmen (wakes):

http://www.depts.ttu.edu/nwi/research/rada...

  • 4
  • 0

Ejeren af Velux har engang sagt: "1 måling er mere værd en 1000 expertudtalelser". Derefter byggede han en vindtunnel, som de helt sikkert har haft rigtig meget fornøjelse af - lige som vindmølleindustrien I øvrigt også har.

Så målingerne med radar-udstyret handler også meget om at få be- eller afkræftet mange af de antalelser vi I dag gør omkring vindforholdene I en vindmøllepark. Målinger af denne karakter vil give et indblik I dette på et detaljeringsniveau man ikke har set tidligere, og det vil faktisk være overraskende hvis ikke vi på baggrund af sådanne målinger vil blive overraskede og få aha-oplevelser vi slet ikke havde forestillet os.

Vi har I DONG Energy en række forud-definerede målinger vi vil gennemføre, og som skal give svar på nogle konkrete spørgsmål vi I dag tumler med. Men jeg tror slet ikke vi endnu er klar over hvor langt vi kan komme med sådan noget måleudstyr I værktøjskassen.

Needless to say: Vi glæder os til dette project som små børn I December :-)

  • 3
  • 0

Og på møllerne i wake er det ikke ligetil at afgøre, om variationer i ydelsen skyldes almindelig turbulens eller slipstrøm fra foranstående møller.


Eftersom en mølle fjerner effekt fra vinden, har den jo en indvirkning på den, og i sidste ende er der en grænse for hvor meget man kan hive ud af vinden over en vis strækning.
Jeg tænker på hvordan skyggen fra en mølle ændrer sig, hvis den drejes blot en smule fra direkte mod vinden. Flytter skyggen sig med møllens krøjning? I så fald er mulighederne mangfoldige.

  • 1
  • 1

Forskel i ydelsen på en foranstående mølle, og en bagvedstående - ikke forskel i ydelse på den enkelte mølle.

Med slipstrømmen mener du da den roterende luft, der opstår omkring tippen af vingerne?
Eller skyggevirkningen i det hele taget?

Der er flere faktorer, som gør, at en konstatering af, at en mølle i anden række laver mindre en en i første, ikke nædvendigvis gør det muligt at konkludere, at årsagen til forskellen må være, at møllen i første række skygger for den i anden række. Den primære årsag er, at vinden generelt varierer en del, også til havs, faktisk ofte mere, end man skulle tro, bl.a. på grund af termisk uro forårsaget af såkaldt "upwelling" af varmere vand. Dernæst kommer det forhold, at wakes har det med at skifte retning fra tid til anden.

Når det er sagt, så vil der naturligvis jævnligt være forhold med stabil, lavturbulent vind, hvor man med rimelig sindsro kan regne med, at hvis geometrien passer, så er en vedvarende lavere produktion fra en bagvedstående mølle nok forårsaget af lævirkning fra en foranstående.

Når jeg har skrevet "slipstrøm", har det været et lidt forkølet forsøg på at fordanske det udtryk, man bruger i industrien, hvad enten det er på engelsk eller dansk - "wake". .Med udtrykket mener jeg den globale hastighedsreduktion bag møllen, ikke forhold ved tiphvirvlen. Tiphvirvlerne kan ikke skelnes, når man når ud på de afstande, som der er møllem vindmøllerne i havmølleparker.

  • 4
  • 0

Jeg tænker på hvordan skyggen fra en mølle ændrer sig, hvis den drejes blot en smule fra direkte mod vinden. Flytter skyggen sig med møllens krøjning? I så fald er mulighederne mangfoldige.

Ja, møllens vindskygge eller "wake" flytter sig til siden, hvis møllen ikke har næsen lige op i vinden. Det har jævnligt været diskuteret, om man på den baggrund kunne "skubbe" waken til side, så den ikke rammer møllen bagved.

Indtil for nylig er det mest blevet ved teorierne, men nu har man med netop den type radarsystem, som DONG anskaffer sig, mulighed for at konstatere, om det rent faktisk forholder sig, som teorien siger, og om fænomenet er stort og stabilt nok til at kunne bruges til regulering. Det er jeg sikker på indgår i rækken af forsøg, som DONG har i planlægning.

  • 5
  • 0