Ressurskartlegging av vindkraftlokasjoner

Abstract

Formålet med denne masteroppgaven er å dokumentere arbeidsoppgaver som gjennomføres under ressurskartleggingsprosessen for et potensielt vindparkområde. Det er lagt spesiell stor vekt på problemstillinger som reiser seg ved langtidskorrelasjon og bruk av programvare for modellering av vindforhold innad i vindparken. Fokuset for resultatene i oppgaven er rettet mot en planlagt vindpark lokalisert i Rogaland fylke i regi av Agder Energi. Resultatene viser at det er knyttet stor usikkerhet til disse delene av ressurskartleggingsprosessen. Det innebærer at beslutningen hvorvidt parken skal realiseres eller ikke, vanskelig lar seg fatte på det grunnlaget en skulle ønske. I arbeidet er det vist at nærliggende meteorologiske værstasjoner har måledata som ikke tilfredsstiller kravene til kvaliteten som er nødvendig ved langtidskorrelering. Det er også påvist beskjedne homogenitetsbrudd for modelldata, men at disse likevel viser god korrespondanse i kraft som langtidsreferanse. Matematisk kan langtidskorrelasjon gjøres ved mange forskjellige metoder. Ved valg av korrelasjonsmetode, må man vite hva slags resultat og hva slags dataform man ønsker resultatet på. For energiberegninger er en av de undersøkte metodene best egnet, men dersom gjennomsnittlig vindhastighet eller vindretningsfordeling er det ønskelige resultatet, er andre metoder bedre egnet. Undersøkelser viser at usikkerhet rundt 15 % i energiproduksjon kan forekomme. Derimot viser resultatene at langtidskorrelering som oftest reduserer usikkerheten i motsetning til å kun bruke lokale korttids måledata for ressursberegninger. Ved kontrollmålinger viser modellverktøyene WAsP og WindSim en usikkerhet på 6 8 % i gjennomsnittlig vindhastighet ved målehøyde. WindSim viser seg å være marginalt bedre enn WAsP i tilfellene kontrollert i denne rapporten, men forskjellene er for tilfeldige til å trekke noen generell konklusjon. Modellverktøyene viser i gjennomsnitt relativt like vindressursestimater ved samme høyde som måledataene representerer. Derimot viser modellene forskjeller i det mest komplekse terrenget, spesielt i lesiden av høydedrag hvor WAsP ikke tar hensyn til separasjon og resirkulasjon av vindmasser. Forskjellene blir spesielt fremtredende når ekstrapolering er nødvendig. Ved en spesifikk parkdesign overestimerer WAsP resultatene til WindSim med 15 % i årlig energi. Dette indikerer en forskjell i årlig energiinntekt på 20 millioner kroner. Resultatene i denne oppgaven demonstrerer at vindressursgrunnlaget er avhengig av svært mange variabler. Flere av variablene har kun et rent empirisk grunnlag, andre er utsatt for subjektive og stedsavhengige vurderinger. De aller fleste matematiske metodene som anvendes er også tilnærmelser av de reelle forhold. Akilleshælen i arbeidet er likevel at det ikke er mulig å anslå hvor tett fremgangsmåtene i kartleggingsprosessen kommer de faktiske vindforholdene. Ved å gjennomføre en identisk studie for et område hvor det foreligger et mer omfattende datagrunnlag, vil resultater og konklusjoner kunne anses mer slagkraftige, og kildene til usikkerhet vil lettere la seg adressere.