Bestemmelse af vindressourcerne i Danmark

Målet med projektet var at forbedre og videreudvikle et modelsystem der kan analysere og forudsige vindenergi potentialet i Danmark.
Projektbeskrivelse
Videreudvikle et numerisk modelsystem der kan analysere og forudsige specielt vindhastighed og vindenergi potentiale. Modelsystemet er det internationalt anerkendte HIRLAM (HIgh Resolution Limited Area Model) der er et omfattende meteorologisk system som anvendes af Danmarks Meteorologiske Institut til en række formål. Et af disse formål er prognoser af vinden i forbindelse med bl.a. vindenergi. Modellen kan også analysere alle relevante meteorologiske data og levere information om vinden med en meget høj detaljeringsgrad. Ved at sammenkæde modelkomponenter fra WASP modellen, som er udviklet ved afdelingen for Vindenergi og Atmosfærefysik på Risø, med HIRLAM der indeholder et nyt turbulensskema, vil det være muligt at forbedre beregningen af vinden. En udbygning af modelsystemet med en eksplicit beskrivelse af overfladebølger over hav vil give yderligere forbedringer. Det forbedrede system vil blive brugt til at beregne en retrospektiv analyse af vindforholdene. Denne analyse kan efter en omfattende validering danne grundlag for et forbedret vindatlas. Gennem de seneste år er HIRLAM analyse og prognosesystemet blevet forbedret på en række punkter. Af disse er specielt introduktionen af en forbedret beskrivelse af de fysiske forhold ved landoverfladerne samt introduktionen af en ny beskrivelse af den vertikale transport af impuls af betydning for bestemmelse af vinden i den nedre del af atmosfæren. Som led i disse forbedringer er der tillige indført en beregning af den turbulente kinetiske energi i HIRLAM. Over hav kan transport af impuls mellem overfladen og atmosfæren forbedres ved at koble en version af bølgemodellen WAM til HIRLAM. HIRLAM beregner analyser og prognoser med en relativ grov opløsning. Der er således omkring 10 kilometer mellem beregningspunkterne. For at tilpasse beregningerne til det lokale terræn, udviklede Risø en model der ud fra en sammenhæng mellem tidligere prognoser og observationer, minimerer prognosefejlen ved observationsstedet. Denne model kan med fordel udvides og sammenkædes med HIRLAM for at forbedre analyser og prognoser yderligere. Det integrerede system anvendes til en retrospektiv analyse af vindforholdene i og omkring Danmark
Resultater

Modelsystemet er HIRLAM som DMI anvender til sine meteorologiske prognoser. Ved en sammenkobling med en model af havets overfladebølger er der etableret et koblet modelsystem, der bedre er i stand til at beskrive udvekslingen of impuls mellem havet og atmosfæren. I projektet er det gennemført en omfattende undersøgelse of forskellige metoder til at koble bølger og atmosfærens nederste lag. I denne forbindelse er det blevet fastslået at det er nødvendigt at operere det koblede modelsystem på et ret stort geografisk område for at få en synlig forbedring, og dette betyder at modelsystemet er blevet mere beregningskrævende end oprindeligt forventet. Derfor er omfanget af de retrospektive analyser af vindforholdene blevet noget mindre end oprindeligt planlagt. Imidlertid er der lagt mere vægt på at gennemregne en række forhold vedrørende model systemets kvalitet i forbindelse med prognoser af vindenergi potentialet. Det viser sig, at vindprognosernes kvalitet er mere påvirket af en øget horisontal opløsning end af en ændring af den vertikale opløsning. Desuden er det konstateret at prognosekvaliteten er yderst påvirkelig af den præcise formulering af beskrivelsen af turbulensen på lille skala i modellen. Det koblede modelsystem giver prognoser af en bedre kvalitet end tilsvarende prognoser beregnet med en ukoblet version af HIRLAM, og denne kvalitetsforbedring er of en sådan størrelse, at det vil være hensigtsmæssigt at bruge den koblede model i fremtiden. I projektet er det ligeledes blevet undersøgt om energiproduktionen fra vindmølleparker kan bruges til at forbedre forudsigelsen af vinde nær jord/hav - overfladen. En ny metode baseret på anvendelse af betingede sandsynligheder er blevet udviklet til dette formål. En betinget vindhastighedsfordeling fastlægges ved Baye's regel, idet sandsynlighedsfunktionen for den forventede energiproduktion som funktion af vinden anvendes. Undersøgelsen, der er gennemført med data fra Abild vindmøllepark, har bekræftet, at det er muligt at forbedre en a priori vindprognose ved anvendelse af kendskabet til den løbende energiproduktion fra møllerne. Projektets resultater er dokumenteret i en afsluttende rapport, og det ventes at videre arbejde med de opnåede resultater fra dette projekt vil medvirke til forbedrede systemer til prognose- og kortlægningsformål

Key figures

Periode:
2000 - 2002
Bevillingsår:
2000
Egen finansiering:
1,76 mio.
Støttebeløb:
1,87 mio.
Støtteprocent:
52 %
Projektbudget:
3,63 mio.

Kategori

Oprindelig title
Forbedret beskrivelse af vindklimaet i Danmark med henblik på bestemmelse af vindressourcerne
Program
EFP
Fælles overordnet teknologiområde
Vind
Projekttype
Forskning
Journalnummer
1363/00-0020

Deltagere

Danmarks Meteorologiske Institut (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Danmarks Tekniske Universitet (DTU)
I/S Eltra

Kontakt

Kontakperson
Laursen, Leif
Adresse
Danmarks Meteorologiske Institut. Sektion for Meteorologi
Lyngbyvej 100
DK-2100 København Ø, Denmark
Laursen, Leif (forskningsleder), 39157420, ll@dmi.dk
Øvr. Partnere: Forskningscenter Risø; I/S Eltra

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk