Tuulimittaukset osa ”Hybridienergian avaimet   käteen -palvelukonseptin      pilotointi” projektia Feodor Gurvits, 15.12.2...
SISÄLTÖ•   Tuulen käyttäytyminen•   Voimalan tuotanto•   Tuuliatlas•   Tuuliatlas-arvio•   FMI laskenta•   Lyhyt SODAR-mit...
SELVITYKSEN TAVOITE• Selvitys on tehty osana ”Hybridienergian avaimet käteen  -palvelukonseptin pilotointi” projektia elo-...
TUULEN KÄYTTÄYTYMINEN
TUULEN KÄYTTÄYTYMINEN
TUULEN KÄYTTÄYTYMINEN• Tuuli muodostuu isoista virtauksista (ennustettavissa  mallinnuksella ja säähavainnoilla) sekä paik...
VOIMALAN TUOTANTO
VOIMALAN TUOTANTO          Enercon E82 E 3
VOIMALAN TUOTANTO
VOIMALAN TUOTANTO        14 nykyaikaisen voimalan keskiarvo:5.0 => 6.0 m/s:        +86%            0,46 MW6.0 => 7.0 m/s: ...
VOIMALAN TUOTANTO
VOIMALAN TUOTANTO• Huipunkäyttöaika• Käytettävyys• Merkittäviä häviöitä:   – Omakäyttö n. 0,2 – 1,0 %   – Siirtohäviöt n. ...
TUULIATLAS• www.tuuliatlas.fi•   TEM:n tilaama, MOTIVA:n koordinoima sekä Ilmatieteenlaitoksen    toteuttama palvelu jolla...
TUULIATLAKSEN TIEDOILLA”LASKETTU” VOIMALAN TUOTANTO
WASP LASKENTA            TUULIATLAKSEN TIEDOILLA• Tuuliatlaksen tiedot voidaan siirtää WASP malliin ja laskea tuotanto sen...
TUULITARKENNUSIlmatieteenlaitos tarjoaa maksullisena palveluna tuulitarkennusta jossa   numeerisen mallin tiedot sovelleta...
LYHYT SODAR MITTAUS• Äänipulssimittaukseen perustuva SODAR-  mittaus tehdään siirrettävällä mittalaitteella,  joka tallent...
LYHYT SODAR MITTAUSSODARin mittauslaatu huononee ylöspäin mentäessä, lisäksi tuulen  nopeusmittausten tarkkuus on vähemmän...
LYHYT SODAR MITTAUSJos 3 kk:n mittaamisen jälkeen oletetaan, että tuulisuus on koko ajan sama ja   lasketaan tuotantoarvio...
PITKÄN AJAN DATAN                  KORRELAATIOTuulisuus kuitenkin vaihtelee eri vuoden aikoina sekä eri vuosina:
PITKÄN AJAN DATAN                  KORRELAATIOJolloin tarkastellaan pitkän ajan mittausdatan sekä tehdyn mittauksen    kes...
PITKÄN AJAN DATAN                  KORRELAATIOMikäli korrelaatio on riittävän hyvä, tehdään lyhyen ajan dataan korjaus   j...
VERTAILUMenetelmä       Kustannustaso   Kesto    Tuotantoarvio   Tarkkuus”Amatööri”      50 Eur          1h       4 400 MW...
PITKÄN AJAN DATAN               KORRELAATIO• Iso tuulivoimala on miljoonaluokan investointi, eikä sitä saa  perustaa “muil...
Tervetuloa tuulivoma-alalle!
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Feodor Gurvits 15.12.2011: Tuulimittaukset

625
-1

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
625
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
3
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Feodor Gurvits 15.12.2011: Tuulimittaukset

  1. 1. Tuulimittaukset osa ”Hybridienergian avaimet käteen -palvelukonseptin pilotointi” projektia Feodor Gurvits, 15.12.2011
  2. 2. SISÄLTÖ• Tuulen käyttäytyminen• Voimalan tuotanto• Tuuliatlas• Tuuliatlas-arvio• FMI laskenta• Lyhyt SODAR-mittaus• Pitkän ajan datan korrelaatio• Kokonaisvaikutus
  3. 3. SELVITYKSEN TAVOITE• Selvitys on tehty osana ”Hybridienergian avaimet käteen -palvelukonseptin pilotointi” projektia elo-joulukuussa 2011• Tavoitteena on selvittää tuulimittausten tarkkuden vaikutusta tuulivoimaa sisältäviin hybridiprojekteihin• Lyhyellä jaksolla suoritettu mittaussarja ei riitä antamaan lopullista arviota asennettavan voimalan tuotannosta, mutta auttaa määrittämään vaadittavan tarkkuustason todellisissa hankkeissa• Laskennoissa on käytetty yhtä konkreettista kohdetta, jossain muussa kohteessa eri laskentatapojen keskinäisvertailu voi tuottaa eriävät tulokset!
  4. 4. TUULEN KÄYTTÄYTYMINEN
  5. 5. TUULEN KÄYTTÄYTYMINEN
  6. 6. TUULEN KÄYTTÄYTYMINEN• Tuuli muodostuu isoista virtauksista (ennustettavissa mallinnuksella ja säähavainnoilla) sekä paikallisvirtauksista (riippuvat maastosta, lämpötilaeroista, teksturista jne)• Noudattaa tilastollisia lainalaisuuksia, määriteltävissä Weibull-käyrällä (keskiarvo, kerroin)• Tärkeitä arvoja: keskimääräinen nopeus, maksiminopeus, puuskaisuus, suunta, vaakatason poikkeama, tiheys• Tuulisuus vaihtelee voimakkaasti vuosittain, mittaukset aina täytyy suhteuttaa pitkän ajan dataan
  7. 7. VOIMALAN TUOTANTO
  8. 8. VOIMALAN TUOTANTO Enercon E82 E 3
  9. 9. VOIMALAN TUOTANTO
  10. 10. VOIMALAN TUOTANTO 14 nykyaikaisen voimalan keskiarvo:5.0 => 6.0 m/s: +86% 0,46 MW6.0 => 7.0 m/s: +68% 0,77 MW7.0 => 8.0 m/s: +52% 1,16 MW8.0 => 9.0 m/s: +44% 1,67 MW9.0 => 10.0 m/s: +34% 2,23 MW10.0 => 11.0 m/s: +22% 2,73 MW11.0 => 12.0 m/s: +12% 3,05 MW
  11. 11. VOIMALAN TUOTANTO
  12. 12. VOIMALAN TUOTANTO• Huipunkäyttöaika• Käytettävyys• Merkittäviä häviöitä: – Omakäyttö n. 0,2 – 1,0 % – Siirtohäviöt n. 0,2 – 1,0 % – Pysäytykset (verkon käytettävyys, rajoitukset, jään muodostuminen, myrskyt...)
  13. 13. TUULIATLAS• www.tuuliatlas.fi• TEM:n tilaama, MOTIVA:n koordinoima sekä Ilmatieteenlaitoksen toteuttama palvelu jolla pystytään tarkastelemaan keskimääräistä tuulisuutta ympäri Suomea• Perustuu sääennustusmalliin. Mallilla on tehty ennusteet uudelleen usean vuoden ajalta ja ennusteista on laskettu yleinen tuuliklimatologia jokaiseen hilaan (eli perustuu sääennustukseen, ei todelliseen tuulimittaukseen. Itse tuulimittauksia on käytetty ennen sääennustusmallin ajon aloitusta lähtötilan määrittämiseen, eli prosessin edellisessä askeleessa)• “suositut alueet” on mallinnettu 250x250 m hilalla, muut 2,5x2,5 km ruuduin• Jokainen ruutu huomioi korkeuserot ja peitteisyyden keskiarvoina• Taulukkomuodossa tiedot 50 – 400 m korkeudelta, karttaliittymässä 50, 100 sekä 200 m
  14. 14. TUULIATLAKSEN TIEDOILLA”LASKETTU” VOIMALAN TUOTANTO
  15. 15. WASP LASKENTA TUULIATLAKSEN TIEDOILLA• Tuuliatlaksen tiedot voidaan siirtää WASP malliin ja laskea tuotanto sen avulla:
  16. 16. TUULITARKENNUSIlmatieteenlaitos tarjoaa maksullisena palveluna tuulitarkennusta jossa numeerisen mallin tiedot sovelletaan karttatiedostoon:
  17. 17. LYHYT SODAR MITTAUS• Äänipulssimittaukseen perustuva SODAR- mittaus tehdään siirrettävällä mittalaitteella, joka tallentaa 10 min keskiarvot ja siirtää ne myös palvelimelle• Normaali mittausjakso käsittää n. 12 kk, yksittäisvoimalan tapauksessa joskus käytetään lyhyempiä jaksoja• Laitteen vuokra on 3000 - 5000 eur/kk• Muita vaihtoehtoja ovat LIDAR-mittaus (kalliimpi) sekä mastoihin kiinnitettävät kuppimittarit (vaativat vähintään 70 m mastoa lähialueella)• Lisäksi datan analysointi kustantaa laajuudesta riippuen 3000 – 15000 eur
  18. 18. LYHYT SODAR MITTAUSSODARin mittauslaatu huononee ylöspäin mentäessä, lisäksi tuulen nopeusmittausten tarkkuus on vähemmän tarkka kuin kalibroiduilla kuppimittareilla:
  19. 19. LYHYT SODAR MITTAUSJos 3 kk:n mittaamisen jälkeen oletetaan, että tuulisuus on koko ajan sama ja lasketaan tuotantoarvio sen perusteella, niin saadaan:
  20. 20. PITKÄN AJAN DATAN KORRELAATIOTuulisuus kuitenkin vaihtelee eri vuoden aikoina sekä eri vuosina:
  21. 21. PITKÄN AJAN DATAN KORRELAATIOJolloin tarkastellaan pitkän ajan mittausdatan sekä tehdyn mittauksen keskinäiskorrelaatiota:
  22. 22. PITKÄN AJAN DATAN KORRELAATIOMikäli korrelaatio on riittävän hyvä, tehdään lyhyen ajan dataan korjaus joka suhteuttaa tuotantoarvion pitkän ajan dataan:
  23. 23. VERTAILUMenetelmä Kustannustaso Kesto Tuotantoarvio Tarkkuus”Amatööri” 50 Eur 1h 4 400 MWh +7%Tuuliatlas => 500 Eur 1 vko 3 900 MWh -5%WASPTuultarkennus 3 000 Eur 2–3 5 900 MWh +44% vkoSODAR 3kk 15 000 Eur 3,5 kk 5 400 MWh +31%Korrelaatio 25 000 Eur 4 kk 4 100 MWh ”100%”12 kk 70 000 Eur 13 kk ???!mmittaus
  24. 24. PITKÄN AJAN DATAN KORRELAATIO• Iso tuulivoimala on miljoonaluokan investointi, eikä sitä saa perustaa “muillakin pyörii” ajatteluun• Mittauksen laatu, kesto sekä vertailudatan laatu vaikuttaa suoraan voimalan tuotantoarvion tarkkuuteen ja siitä kautta oletettuun tuottoon• Ottaisitko kolmen miljoonan euron lainan, jos korko olisi “jotain 1,0% ja 10,0% välillä”?• Paljonko olet valmis maksamaan “lainan koron varmuudesta”?
  25. 25. Tervetuloa tuulivoma-alalle!
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×