26.07.2013 Views

Simulering af energiforsyningen i Sarfannguaq - Clim-ATIC

Simulering af energiforsyningen i Sarfannguaq - Clim-ATIC

Simulering af energiforsyningen i Sarfannguaq - Clim-ATIC

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

<strong>Simulering</strong> <strong>af</strong><br />

<strong>energiforsyningen</strong> i<br />

<strong>Sarfannguaq</strong><br />

Implementering <strong>af</strong> vindkr<strong>af</strong>t i isolerede energisystemer<br />

<strong>af</strong> Kasper Rønnow Jakobsen, s061711<br />

Danmarks Tekniske Universitet<br />

Institut for Mekanisk Teknoligi<br />

Eksamensprojekt 2009<br />

Vejledere: Martin L.O. Hansen & Brian Elmegård<br />

20. maj 2009


Forord<br />

Denne rapport er resultatet <strong>af</strong> eksamensprojektet „<strong>Simulering</strong> <strong>af</strong> <strong>energiforsyningen</strong><br />

i <strong>Sarfannguaq</strong>“. Projektet er fastsat til 30 ETCS-point og er gennemført<br />

i perioden november 2008 - april 2009. Projektet er gennemført ved Sektion<br />

for Fluid Mekanik under Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske<br />

Universitet. Arbejdet er gennemført under vejledning <strong>af</strong>:<br />

• Martin Otto Laver Hansen, Sektion for Fluid Mekanik, Institut for Mekanisk<br />

Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet<br />

• Brian Elmegaard, Sektion for Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk<br />

Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet<br />

En stor tak til de to vejledere for råd og assistance undervejs. Udover<br />

vejlederne vil jeg gerne takke de mange virksomheder og institutioner, der har<br />

støttet projektet med data og informationer. Det drejer sig især om:<br />

• ASIAQ - Grønlands Forundersøgelser<br />

• Nukissiorfiit - Grønlands energiselskab<br />

• Mittarfeqarfiit - Grønlands Lufthavnsvæsen<br />

• Grønlandsstatistik<br />

• Sisimiut Kommune<br />

• Sisimiut FISH<br />

• Megacon Danmark<br />

• Kort- og Matrikelstyrelsen<br />

• KNI- Grønlands handelsselskab<br />

• SRI - Kangerlussuaq<br />

• DTU Space<br />

• Center for Arktisk Teknologi ved Byg DTU<br />

i


ii FORORD<br />

Da dette projekt kun omfatter det indledende arbejde med opdateringen<br />

<strong>af</strong> <strong>energiforsyningen</strong> i <strong>Sarfannguaq</strong>, ser jeg meget frem til et fortsat godt samarbejde.


Abstract (English)<br />

This study investigates the potential of implementing renewable energy in<br />

small isolated systems in Greenland. The project dealing with the energy system<br />

in a small village called <strong>Sarfannguaq</strong>, in the western Greenland. The work<br />

is based on remote measurements of electricity consumption for all consumers<br />

in the village and measurements from different climate stations in the area.<br />

Based on information’s about the system and investigations in the village a<br />

simulation program is build.<br />

The program is used to investigate the impact on the system and the<br />

economical effects.<br />

The results of low (0-20 %) and medium (20-50 %) penetration of wind<br />

power is presented in this report. For the low penetration case, very small<br />

turbines are used (6-15kW) and it makes it uneconomical compared to the<br />

existing system. For the medium penetration bigger turbines are used and it<br />

gives a more cost-effective solution. For all the calculations the generators are<br />

operating constantly and it puts a limitation on the amount of oil that can be<br />

saved. Another limitation is that all the electricity consumption is considered<br />

to be autonomous and it cause big waste of energy when the penetration is<br />

increased.<br />

The simulations show that the optimal amount of wind power in the system,<br />

with out energy storage and regulation of the consumption, is around<br />

50 kW. It gives a penetration at 28 %.<br />

Suggestions for further work, on this project is:<br />

• Implement variable consumption, based on the potential in the village.<br />

• Implement energy storages and find the optimal storage size<br />

• Further measurements and verification of the wind resources<br />

• Include hydro power in the model<br />

iii


Resume<br />

Denne rapport omhandler de indledende undersøgelse <strong>af</strong> mulighederne for at<br />

udnytte vedvarende energi (VE) i isolerede energisystemer på Grønland. Der<br />

er taget udgangspunkt i bygden <strong>Sarfannguaq</strong> med 130 indbyggere. Projektet<br />

indledes med en undersøgelse <strong>af</strong> el, varme og vandforbrug, de overordnede<br />

variationer og udviklingen i forbruget. Der er opbygget og valideret en simuleringsmodel<br />

<strong>af</strong> det nuværende forsyningssystem. Modellen er derefter udvidet<br />

til at omfatte vindkr<strong>af</strong>t. Vindproduktionen beregnes ud fra en normaliseret<br />

dataserie, der er repræsentativ for vindresurserne på udvalgte placeringer i<br />

området.<br />

Med simuleringsmodellen undersøges effekterne på systemet og ikke mindst<br />

systemets økonomi ved VE-andele op til 20 %.<br />

Det videre arbejde består i fastlæggelse <strong>af</strong> de variable forbrug, implementering<br />

<strong>af</strong> et energilager, udarbejdelse <strong>af</strong> en overordnet styring og undersøgelse<br />

<strong>af</strong> mulighederne for højere andele <strong>af</strong> VE.<br />

v


Indhold<br />

Forord i<br />

Abstract (English) iii<br />

Resume v<br />

Indhold vii<br />

Figurer ix<br />

Tabeller xiii<br />

1 <strong>Sarfannguaq</strong> 1<br />

2 Forbrug 5<br />

2.1 Fjern<strong>af</strong>læst elforbrug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />

2.2 Storforbrugere og variable elforbrug . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />

2.3 Varmeforbrug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />

2.4 Vandforbrug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />

3 Model <strong>af</strong> nuværende system 25<br />

3.1 Kr<strong>af</strong>tværket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />

3.2 Statisk model <strong>af</strong> nuværende system . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />

4 Vindklimaet i området 29<br />

5 Vindresurser i <strong>Sarfannguaq</strong> 31<br />

5.1 <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31<br />

5.2 Sisimiut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33<br />

5.3 MCP beregninger for sites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />

5.4 Vindresurser omkring <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . 43<br />

5.5 Udarbejdelse <strong>af</strong> vinddata for simulering . . . . . . . . . . . . . 44<br />

5.6 WAsP analyse <strong>af</strong> vindresurserne i området . . . . . . . . . . . . 50<br />

6 Vindkr<strong>af</strong>t i <strong>Sarfannguaq</strong> 61<br />

vii


viii INDHOLD<br />

6.1 Andel vindenergi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62<br />

6.2 <strong>Simulering</strong>smodel for lav andel vindkr<strong>af</strong>t . . . . . . . . . . . . . 63<br />

6.3 Middel andel vindkr<strong>af</strong>t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75<br />

6.4 Høj andel vindkr<strong>af</strong>t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82<br />

6.5 Energilagring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85<br />

7 Diskussion 87<br />

8 Konklusion 91<br />

Litteratur 93<br />

A Kontakter 95<br />

B Kortlægning <strong>af</strong> elforbruget hos de store forbrugere 99<br />

C Datagrundlag 109<br />

D Opbygning <strong>af</strong> model, eksisterende system 113<br />

D.1 Input til modellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113<br />

D.2 Opbygning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114<br />

D.3 Verificering <strong>af</strong> model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123<br />

E Vinddata og statistik 125<br />

E.1 Vinddata for <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125<br />

E.2 Lufthavnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126<br />

E.3 Dumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131<br />

E.4 MCP beregninger for sites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133<br />

E.5 Relation imellem Dumpen og masten på Teleøen . . . . . . . . 148<br />

E.6 Relationerne imellem Lufthavnen og Teleøen . . . . . . . . . . 148<br />

F Klimastation på Teleøen vest for Sisimiut 163<br />

F.1 Statistik for Teleøen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168<br />

G Anvendte vindmøller 171


Figurer<br />

1.1 <strong>Sarfannguaq</strong>’s geogr<strong>af</strong>iske placering . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1<br />

1.2 Befolkningsudviklingen og kønsfordelingen . . . . . . . . . . . . . . 2<br />

1.3 Arbejdsstyrkens fordeling i 1998 og 2003 . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />

1.4 Havnen i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />

2.1 Fjern<strong>af</strong>læste data, månedsopdelt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />

2.2 Fordelingen <strong>af</strong> det samlede årlige elforbrug . . . . . . . . . . . . . . 7<br />

2.3 FFT-analyse <strong>af</strong> 15 min. middelværdier . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />

2.4 Varighedskurve og hyppighedsfordeling . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />

2.5 Elforbrug og fordelingen <strong>af</strong> forbruget 1999-2007 . . . . . . . . . . . 9<br />

2.6 Estimering <strong>af</strong> det fremtidige elforbrug . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />

2.7 Forbruget fordelt på <strong>af</strong>læsningsmålere i den fjern<strong>af</strong>læste periode . . 12<br />

2.8 Fordelingen <strong>af</strong> elforbruget i den fjern<strong>af</strong>læste periode . . . . . . . . 13<br />

2.9 Ugentlig statistik for de fem største forbrugere . . . . . . . . . . . 14<br />

2.10 Månedlig produktionsdata for kr<strong>af</strong>tværket i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . 15<br />

2.11 Sammenligning <strong>af</strong> produktion og forbrug . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />

2.12 Produktionsdata for 07-08 målt manuelt og med PLC . . . . . . . 17<br />

2.13 Gennemsnitlig el-virkningsgrad for kr<strong>af</strong>tværket i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . 18<br />

2.14 Petroleumsforbrugene og temperaturvariationerne for perioden 2004-<br />

2007 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />

2.15 Gasolieforbrug for perioden 2004-2007 . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />

2.16 Gennemsnitlig gasolieforbrug og estimering <strong>af</strong> opvarmningsandelen 21<br />

2.17 Estimeret energiforbrug til opvarmning i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . 22<br />

2.18 Samlet vandforbrug i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />

3.1 Kr<strong>af</strong>tværkets placering ned til vandet . . . . . . . . . . . . . . . . 26<br />

3.2 Opbygning <strong>af</strong> model for nuværende system . . . . . . . . . . . . . 27<br />

3.3 Resultat <strong>af</strong> simuliering for januar 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . 28<br />

5.1 Placering <strong>af</strong> målemasten i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . 32<br />

5.2 Data indsamlet for masten i <strong>Sarfannguaq</strong> 01.02.2009 . . . . . . . . 33<br />

5.3 Placeringen <strong>af</strong> masterne i Sisimiut . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34<br />

5.4 Placering <strong>af</strong> målemasten ved Dumpen uden for Sisimiut, set fra vest 35<br />

5.5 Data indsamlet for masten ved Dumpen 01.02.2009 . . . . . . . . . 36<br />

ix


x Figurer<br />

5.6 Placeringen <strong>af</strong> masten på teleøen i Sisimiut, set fra nord . . . . . . 36<br />

5.7 Vindhastighederne for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen . . . . . . . . . . . 38<br />

5.8 Retningsdataene for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen . . . . . . . . . . . . 38<br />

5.9 Korrigerede retningsdata for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen . . . . . . . . 39<br />

5.10 Hastighedsdata for Dumpen og Teleøen . . . . . . . . . . . . . . . 40<br />

5.11 Retnings histogram for <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . 41<br />

5.12 Retningskorrelation ved offset <strong>af</strong> date for perioden 2003-2008 . . . 42<br />

5.13 Fordeling <strong>af</strong> data efter endelig korrektion til nord . . . . . . . . . . 42<br />

5.14 Kort over <strong>Sarfannguaq</strong>området . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43<br />

5.15 Hastighedsfordeling for <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . 43<br />

5.16 Histogram for dataserie genereret ud fra månedsfordelinger . . . . 46<br />

5.17 Perioden i august med manglende målinger . . . . . . . . . . . . . 47<br />

5.18 Histogrammer for udvalgte kombinationer <strong>af</strong> dataserier . . . . . . . 49<br />

5.19 Kort med orogr<strong>af</strong>i og ruhedsdata til WAsPanalyserne . . . . . . . . 52<br />

5.20 Placering <strong>af</strong> objekter omkring referencemasten . . . . . . . . . . . 53<br />

5.21 Den overordnede fordeling <strong>af</strong> middelvinden i området . . . . . . . 54<br />

5.22 Overordnet fordeling <strong>af</strong> middelvinden i området . . . . . . . . . . . 54<br />

5.23 Middelvinden i nærområdet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55<br />

5.24 Terrænelevation og dens påvirkning <strong>af</strong> referencemasten . . . . . . . 56<br />

5.25 Indstrømningens RIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57<br />

5.26 Delta-RIX fordelingen i området . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58<br />

5.27 Vindresurserne i 36 meters højde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59<br />

5.28 Delta-RIX for 36 meters estimeringerne . . . . . . . . . . . . . . . 60<br />

6.1 Belastningsfordelingen for kr<strong>af</strong>tværket . . . . . . . . . . . . . . . . 63<br />

6.2 <strong>Simulering</strong>smodel med vindkr<strong>af</strong>tmodul . . . . . . . . . . . . . . . . 66<br />

6.3 Eksempel på simuleringsresultater . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72<br />

6.4 Sensitivitet for vindresurse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73<br />

6.5 Sensitivitet for mølleprisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73<br />

6.6 Sensitivitet for møllernes andel <strong>af</strong> anlægsudgifterne . . . . . . . . . 74<br />

6.7 Sensitivitet for de faste udgifter til kr<strong>af</strong>tværket . . . . . . . . . . . 74<br />

6.8 Sensitivitet for olieprisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75<br />

6.9 Udvalgte effektkurver for møller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76<br />

6.10 Eksempel på parametervariationerne under simuleringen . . . . . . 83<br />

6.11 Eksempel på opbygning <strong>af</strong> vind-diesel system . . . . . . . . . . . . 84<br />

B.1 Fordelingen <strong>af</strong> elforbruget i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . 100<br />

B.2 Effektforbruget for KNI i uge 46 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . 102<br />

B.3 Taphuse i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104<br />

D.1 Modul til indlæsning <strong>af</strong> statistiske data . . . . . . . . . . . . . . . 115<br />

D.2 Simpel model for transmissionsnettet . . . . . . . . . . . . . . . . . 116<br />

D.3 Model for nuværende kr<strong>af</strong>tværk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116<br />

D.4 Virkningsgrader for de to generatortyper . . . . . . . . . . . . . . . 117


Figurer xi<br />

D.5 Estimering <strong>af</strong> brændstofforbrug for motorer . . . . . . . . . . . . . 118<br />

D.6 Akkumuleret lastfordeling for 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119<br />

D.7 Generatorsættenes samlede virkningsgrad som funktion <strong>af</strong> belastningen<br />

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121<br />

D.8 Produktionsprisen per kWh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122<br />

D.9 Økonomisk model for kr<strong>af</strong>tværket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123<br />

D.10 Model for nuværende system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124<br />

E.1 Fordelingsrose og hastighedshistogram for raw 10 minuttersdata<br />

fra <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126<br />

E.2 Fordelingsrose og hastighedshistogram for korrigerede 10 minuttersdata<br />

fra <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127<br />

E.3 Fordelingsrose og hastighedshistogram for nord korrigerede 10 minuttersdata<br />

fra <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128<br />

E.4 Fordelingsrose og estimering <strong>af</strong> 50 års ekstrem vinde for <strong>Sarfannguaq</strong>128<br />

E.5 Fordelingsrose og hastighedshistogram for Teleøen 10 minuttersdata129<br />

E.6 Estimat <strong>af</strong> ekstremhastigheder og fordeling i sektorer på baggrund<br />

<strong>af</strong> 10 minuttersdata for Teleøen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129<br />

E.7 Estimat <strong>af</strong> ekstremhastigheder og fordeling i sektorer på baggrund<br />

<strong>af</strong> 60 minuttersdata for Teleøen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132<br />

E.8 Estimat <strong>af</strong> fordeling på sektorer på baggrund <strong>af</strong> 10 minuttersdata<br />

for Lufthavnen, øst øverst og vest nederst . . . . . . . . . . . . . . 133<br />

E.9 Estimat <strong>af</strong> fordeling på sektorer på baggrund <strong>af</strong> 10 minutters data<br />

for Dumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135<br />

E.10 Samtidige vinddata for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen . . . . . . . . . . . 136<br />

E.11 Korrelation <strong>af</strong> vinddata 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137<br />

E.12 Retningsdata for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen . . . . . . . . . . . . . . 138<br />

E.13 Retningsdata for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen . . . . . . . . . . . . . . 139<br />

E.14 Månedvise korrelationer imellem <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen . . . . . 140<br />

E.15 Korrelationen som funktion <strong>af</strong> offset . . . . . . . . . . . . . . . . . 141<br />

E.16 Korrelationen som funktion <strong>af</strong> offset . . . . . . . . . . . . . . . . . 141<br />

E.17 Retningsdata efter korrektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143<br />

E.18 Sektorvise hastighedsdata for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen . . . . . . . 144<br />

E.19 Retningsdata efter korrektion og U>3 m/s . . . . . . . . . . . . . . 145<br />

E.20 Korregeret sektorvise hastighedsdata for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen . 146<br />

E.21 Sektorvise retningsdata for Teleøen og <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . 147<br />

E.22 Sektorvise retningsdata for Teleøen og <strong>Sarfannguaq</strong>, døgnmiddel . 149<br />

E.23 Samtidige vinddata for Dumpen og Teleøen . . . . . . . . . . . . . 150<br />

E.24 Retningsdata for Dumpen og Teleøen . . . . . . . . . . . . . . . . 151<br />

E.25 Månedvise korrelationer imellem hastighederne for Dumpen og Teleøen<br />

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152<br />

E.26 Månedvise korrelationer imellem retningsdata for Dumpen og Teleøen153<br />

E.27 Sektorvise hastighedsdata for Dumpen og Teleøen . . . . . . . . . 154<br />

E.28 Sektorvise retningsdata for Teleøen og Dumpen . . . . . . . . . . . 155


xii Figurer<br />

E.29 Samtidige vinddata for Lufthavnen og Teleøen . . . . . . . . . . . 156<br />

E.30 Retningsdata for Lufthavnen NV og Teleøen . . . . . . . . . . . . 157<br />

E.31 Månedvise korrelationer imellem hastighederne for Lufthavnen NV<br />

og Teleøen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158<br />

E.32 Månedvise korrelationer imellem retnings for Lufthavnen NV og<br />

Teleøen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159<br />

E.33 Sektorvise hastighedsdata for Lufthavnen NV og Teleøen . . . . . 160<br />

E.34 Sektorvise retningsdata for Teleøen og Lufthavnen NV . . . . . . . 161


Tabeller<br />

5.1 Vinddata for <strong>Sarfannguaq</strong> metode 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 44<br />

5.2 Vinddata for <strong>Sarfannguaq</strong> metode 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 45<br />

5.3 Korrektionsfaktorer og resulterende middelhastigheder for <strong>Sarfannguaq</strong><br />

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48<br />

6.1 Andel vedvarende energi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62<br />

6.2 Normal udgiftsfordeling for vindmøllepark, kilde: BWEA . . . . . 64<br />

6.3 Estimeret udgiftsfordeling for <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . 64<br />

6.4 Klassificeringstabel for IEC 61400 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66<br />

6.5 Priser på undersøgte møller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67<br />

6.6 Priser på undersøgte invertere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68<br />

6.7 Pris for 6 kW system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68<br />

6.8 Pris for 12 kW system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69<br />

6.9 Pris for 15 kW system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69<br />

6.10 Pris for 21 kW system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69<br />

6.11 Pris for 30 kW system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70<br />

6.12 <strong>Simulering</strong>sresultater for lav andel vindkr<strong>af</strong>t . . . . . . . . . . . . . 70<br />

6.13 Eksempel på fordelingen <strong>af</strong> omkostningerne ved 30 kw . . . . . . . 70<br />

6.14 <strong>Simulering</strong>sresultater for lav andel vindkr<strong>af</strong>t . . . . . . . . . . . . . 71<br />

6.15 <strong>Simulering</strong>sresultater for middel andel vindkr<strong>af</strong>t . . . . . . . . . . 78<br />

6.16 <strong>Simulering</strong>sresultater for middel andel vindkr<strong>af</strong>t,A . . . . . . . . . 80<br />

6.17 <strong>Simulering</strong>sresultater for middel andel vindkr<strong>af</strong>t,B . . . . . . . . . 80<br />

6.18 Effekten <strong>af</strong> middel andel vindkr<strong>af</strong>t . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81<br />

6.19 Foreslag til møller for høj andel vindkr<strong>af</strong>t . . . . . . . . . . . . . . 85<br />

A.1 Kontakter for simuleringsprojekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96<br />

A.2 Kontakter for simuleringsprojekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97<br />

A.3 Kontakter for simuleringsprojekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98<br />

B.1 Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i KNI’s butik . . . . . . . . . . . . . 101<br />

B.2 Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i fiskefabrikken . . . . . . . . . . . . 102<br />

B.3 Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget på Vandværket 1316 . . . . . . . . . 103<br />

B.4 Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Servicehuset 1289 . . . . . . . . . 104<br />

B.5 Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Bygdekontoret 1289 . . . . . . . . 105<br />

xiii


xiv Tabeller<br />

B.6 Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Taphus 5 1302 . . . . . . . . . . . 105<br />

B.7 Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Taphus 3 1406 . . . . . . . . . . . 105<br />

B.8 Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Taphus 6 1303 . . . . . . . . . . . 106<br />

B.9 Rør anvendt i vandforsyningssystemet . . . . . . . . . . . . . . . . 107<br />

C.1 Elforbruget i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109<br />

C.2 Kr<strong>af</strong>tværket i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109<br />

C.3 Vandforbruget i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109<br />

C.4 Brændstofforbruget i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109<br />

C.5 Kort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110<br />

C.6 Vinddata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110<br />

C.7 Temperaturdata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110<br />

C.8 Nedbørsdata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110<br />

C.9 Indstrålingsdata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111<br />

C.10 Fugtighedsdata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111<br />

C.11 Lufttryk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111<br />

D.1 Driftdata for 2008 og estimeret indkoblingsniveau . . . . . . . . . . 120<br />

D.2 Produktionsprisen i <strong>Sarfannguaq</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121<br />

E.1 10 minutters middelværdidata for Teleøen i Sisimiut . . . . . . . . 130<br />

E.2 60 minutters middelværdidata for Teleøen i Sisimiut . . . . . . . . 131<br />

E.3 Observeret vindklima for Teleøen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132<br />

E.4 Observeret vindklima for Lufthavnen . . . . . . . . . . . . . . . . . 134<br />

E.5 Observeret vindklima ved Dumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134<br />

F.1 Vinddatastatistik for Teleøen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169<br />

F.2 Klimanormaler for Sisimiut og Kangerlussuaq [Cappelen(2004)] . . 170


Kapitel 1<br />

<strong>Sarfannguaq</strong><br />

<strong>Sarfannguaq</strong> eller Sarfannguit betyder "de små strømsteder"og henviser til de<br />

strømme der løber sammen for enden <strong>af</strong> øen Sarfannguit Nunataat (Sarfannguitland).<br />

Bygden <strong>Sarfannguaq</strong> er placeret på øen, som deler fjordene Amerloq og<br />

Ikertooq. Øen er kun <strong>af</strong>skåret fra fastlandet ved et smalt stræde. <strong>Sarfannguaq</strong><br />

(66.54N,52.52S) ligger 35 km øst for Sisimiut i det vestlige Grønland og er en<br />

del <strong>af</strong> Sisimiut Kommune. Bygden blev i 1843 oprettet som landanlæg for torskefiskeri,<br />

og i 1850 blev den omdannet til et såkaldt udsted med opbevaringsog<br />

mandskabshuse. Som ordet udsted antyder, var bygden tidligere <strong>af</strong>sondret<br />

fra omverdenen, men nu er <strong>Sarfannguaq</strong> som Grønlands andre bygder en del<br />

<strong>af</strong> samfundet med jævnlig forbindelse til omverdenen. Forbindelsen foregår<br />

primært med skib, men der er også indrettet en helikopterlandingsplads ved<br />

bygden, der beflyves efter behov <strong>af</strong> Air Greenland. Bygden ligger på en relativ<br />

Figur 1.1: <strong>Sarfannguaq</strong>’s geogr<strong>af</strong>iske placering<br />

1


2 KAPITEL 1. SARFANNGUAQ<br />

Figur 1.2: befolkningsudviklingen og kønsfordelingen<br />

stejl fjeldside ned mod vandet og består hovedsageligt <strong>af</strong> små huse placeret i<br />

forskellige niveauer op <strong>af</strong> fjeldsiden. Der findes 39 husstande i bygden med et<br />

gennemsnitligt areal på 49 m 2 . Derudover er der en fiskeforarbejdningsfabrik<br />

og en række servicebygninger. I bygden lever befolkningen stadig hovedsagelig<br />

<strong>af</strong> fiskeri og forarbejdning <strong>af</strong> fisk på den lokale fabrik. Der fanges hovedsageligt<br />

torsk, men også havkat, stenbiderrogn og rødfisk landes i bygden. Udover at<br />

forsyne bygden eksporteres hovedparten <strong>af</strong> fangsten via Royal Greenland.<br />

Bygden har omkring 130 beboere med en svag stigende tendens siden 2001,<br />

se figur 1.2. Befolkningstallet i bygderne er meget <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> indtjeningsmulighederne<br />

og udgifterne ved at bo i sådanne samfund. I nogle bygder har<br />

fiskeindustrien <strong>af</strong>viklet deres aktiviteter, og det har en meget negativ indflydelse<br />

på bygdernes mulighed for at overleve. De fleste større virksomheder i<br />

Grønland er helt eller delvist eget <strong>af</strong> hjemmestyret og er derfor ofte styret<br />

<strong>af</strong> politiske interesser. Ledelsesmæssigt har det medført store problemer for<br />

disse virksomheder, da de ikke har kunne styre frit efter markedet. Virksomhederne<br />

har derfor meget svært ved at klare sig og har kun overlevet i kr<strong>af</strong>t<br />

<strong>af</strong> en lang række indirekte og direkte støtteordninger, hvilket igen er med til<br />

at fastholde de irrationelle strukturer. Bygderne har igennem mange år været<br />

præget <strong>af</strong> massiv arbejdsløshed, og dette har også været tilfældet i <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

Arbejdsløshedstallene er blevet væsentlig bedre for de fleste bygder, og det<br />

skyldes ikke mindst, at det offentlige har ansat en stor del <strong>af</strong> de arbejdsløse,<br />

se figur 1.3. Tallene kan ikke helt sammenlignes med andre lande, idet man<br />

medtager personer ned til 6-års alderen som en del <strong>af</strong> arbejdsstyrken, hvilket<br />

forskubber billedet en smule.


Figur 1.3: Arbejdsstyrkens fordeling<br />

Indtil 2007 har det grønlandske samfund været præget <strong>af</strong> en fordelingspolitik,<br />

der ligestillede alle forbrugere, idet hjemmestyret regulerede priserne i<br />

deres butikker og forsyningsselskaber, så prisen var ens over hele Grønland.<br />

Denne fordelingspolitik har været med til at holde liv i mange <strong>af</strong> de små<br />

bygder, men hjemmestyret har fra 2007 fjernet denne fordeling på en række<br />

områder og erstattet den <strong>af</strong> en maksimum- og en minimumspris. Det er tanken,<br />

at dette system skal være en overgangsordning, hvor man bevæger sig i retning<br />

<strong>af</strong> markedspriser og dermed nedsætter den nødvendige statsstøtte. Den nye<br />

politik skal blandt andet være med til at sikre et incitament til at nedbringe<br />

omkostningerne, da det nu direkte påvirker priserne og dermed kunderne. Set<br />

fra bygdernes side kan dette skabe store udfordringer, da de store byer får<br />

store vandkr<strong>af</strong>tværker og kr<strong>af</strong>tvarmeværker hvorved strømmen bliver betydelig<br />

billigere, mens den vil stige i de små samfund. Denne udvikling kan have<br />

en række uheldige konsekvenser ikke bare for bygderne men også for Nukissiorfiit,<br />

da fiskefabrikkerne måske vil begynde at flytte efter de laveste priser<br />

og dermed flytte forbruget. Flere <strong>af</strong> fabrikkerne er forpagtet ud til private <strong>af</strong><br />

Royal Greenland som har overtaget dem efter sammenlægningen <strong>af</strong> de hjemmestyreejede<br />

selskaber Nuka A/S og Arctic Green Food A/S. Fiskefabrikken<br />

og de fiskerelaterede aktiviteter i <strong>Sarfannguaq</strong> <strong>af</strong>tager op imod halvdelen <strong>af</strong><br />

elproduktionen, og den usikre fremtid kan være med til at nedsætte incitamentet<br />

til at investere i vedvarende energi, da grundlaget for forrentningen kan<br />

forsvinde med fabrikken. I februar 2009 blev fabrikken overtaget <strong>af</strong> det private<br />

selvskab „Sisimiut FISH ApS“ ved Hanseeraq Enoksen. Jeg har igennem hele<br />

projektforløbet h<strong>af</strong>t løbende kontakt til Hanseeraq, og efter hans oplysninger<br />

er det planen at udvide aktiviterne på fabrikken.<br />

KNI - Pilersuisoq driver en butik i bygden, hvor lokale og turister kan købe<br />

det meste fra dagligvarer til brændstof. Udover butikken ejer KNI et lager,<br />

3


4 KAPITEL 1. SARFANNGUAQ<br />

et pakhus, en kontorbygning, tankanlæg og en forvalterbolig i bygden. Derudover<br />

ejer og driver hjemmestyret et fælleshus med badeanstalt, systue og<br />

husflidsværksted. Bygden har også et sundhedshus med tilknyttet sygehjælper.<br />

Bygdens folkeskole har 23 elever fordelt på fire klasser og beskæftiger en<br />

lærer og et par timelærere. Uddannelsesniveauet er generelt meget lavt, og<br />

kun seks <strong>af</strong> bygdens beboer har en kompetencegivende uddannelse. Det lave<br />

uddannelsesniveau og de begrænsede indtægtsmuligheder betyder også, at den<br />

gennemsnitlige årsindkomst per person kun lå på 87.961 kr netto i 2003. Det<br />

betyder at den gennemsnitlige årlige husstandsindkomst kun lå på 167.312 kr<br />

netto.<br />

<strong>Sarfannguaq</strong> er selvforsynende med fisk, sæl, rensdyr og moskusokser. Udover<br />

eget forbrug landes der store mængder torsk (234.810 kg i 2003) til eksport.<br />

Værdien <strong>af</strong> de landede fisk er 1,789 mio.kr. Bygdens samlede indtægter<br />

er på 8,651 mio.kr, hvor en del stammer fra eksporten <strong>af</strong> de forarbejdede<br />

fisk, men hovedparten stammer fra forskellige former for løn eller tilskud fra<br />

hjemmestyret.<br />

Figur 1.4: Havnen i <strong>Sarfannguaq</strong>. Den blå bygning til venstre er fiskefabrikken<br />

og den røde bygning til højre er KNI’s butik og lager


Kapitel 2<br />

Forbrug<br />

I <strong>Sarfannguaq</strong> står Nukissiorfiit for el- og vandforsyningen. En stor del <strong>af</strong> de<br />

nødvendige data for vand og elforbrug hentes derfor ved Nukissiorfiit. Bygden<br />

forsynes med ferskvand fra en nærliggende sø. Søen ligger på fastlandet i 50<br />

meters højde og er forbundet til bygden via et rør, der ligger på bunden <strong>af</strong><br />

det smalle stræde, som <strong>af</strong>skærer bygden fra fastlandet. For varmeforbruget,<br />

er problemet, at der ikke findes nogle målinger <strong>af</strong> varmeforbruget, da husene<br />

opvarmes med forskellige former for oliefyr. Olien købes ved KNI’s tankanlæg<br />

i bygden og salgstallene herfra er derfor vores bedste udgangspunkt.<br />

2.1 Fjern<strong>af</strong>læst elforbrug<br />

Frem til september 2007 var hver forbruger udstyret med en analogmåler, som<br />

Nukissoirfiit kontrol<strong>af</strong>læste en gang årligt. Udover det årlige forbrug findes der<br />

også produktionsdata for kr<strong>af</strong>tværket der viser, hvor meget der er produceret<br />

hver måned siden 1999. Udover produktionen kendes olieforbruget til elproduktion<br />

siden 2004. I september 2007 blev der installeret fjern<strong>af</strong>læsningsmålere<br />

i bygden og samplingsfrekvensen blev valgt til 1/900 Hz.<br />

De fjern<strong>af</strong>læste data, der dækker perioden 15. september 2007 til 10. september<br />

2008, fremgår <strong>af</strong> figur 2.1. Dataserien er sorteret, så den første del<br />

består <strong>af</strong> data fra 01.01.2008-10.09.2008 og resten <strong>af</strong> året er dækket <strong>af</strong> 2007<br />

data. Middelværdien for perioden er 61 kW varierende fra 50 kW i september<br />

og oktober til 70kW i januar. De årlige maks og minimumsværdier er hhv. 134<br />

og 24kW. Studeres varationer ydeligere, kan man se, at forbruget er højest i de<br />

mørke og kolde vintermåneder, mens det er mindst i de lyse og varme måneder<br />

september og oktober. Da en stor del <strong>af</strong> forbruget er tilknyttet fiskeindustrien,<br />

er det usikkert, om det direkte er temperaturen og lyset, der påvirker<br />

forbruget, idet der også kan være andre faktorer der påvirker forbruget.<br />

Ser vi på fordelingen <strong>af</strong> det årlige forbrug, er der nogle klare mønstre jf.<br />

figur 2.2. Det første tydelige mønster er dagsvariationen. Der er et lavt forbrug<br />

indtil kl. 7.30, så stiger forbruget brat for så at falde lidt igen. Imellem<br />

5


6 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

Figur 2.1: Fjern<strong>af</strong>læste data, månedsopdelt<br />

kl. 11.30 og 12.30 er forbruget markant lavere for så igen at stige. Kl. 17.30<br />

falder forbruget igen voldsomt for at gå ned imod natniveauet. Variationerne<br />

er domineret <strong>af</strong> det industrielle forbrug. Helligdage ses tydeligt, og der arbejdes<br />

ofte til middag om lørdagen. Det lave forbrug både nat og dag i september<br />

og oktober kan udover det førnævnte naturlige grunde også have en teknisk<br />

begrundelse. Nikissiorfiit har oplyst, at der har været en del indkøringsvanskeligheder<br />

for de nye fjern<strong>af</strong>læsningsmålere. Indkøringsperioden fra starten<br />

<strong>af</strong> august til 15. september er klippet fra, da der kun er logger om natten i<br />

denne periode. En <strong>af</strong> forklaringerne kan være, at enkelte <strong>af</strong> målerene ikke har<br />

fungeret korrekt og derfor mangler i det samlede forbrug. En anden mulighed<br />

er, at stigningen er reel og dermed <strong>af</strong>spejler et stigende forbrug. Senere undersøges<br />

derfor de største <strong>af</strong>tageres forbrugsmønstre, udviklingen i det samlede<br />

forbrug og udviklingen i den industrielle produktion.<br />

For at identificere de overordnede variationer laves en Fourier transformation<br />

<strong>af</strong> dataene, og derved findes frekvensspektrummet <strong>af</strong> signalet. Som det<br />

kan ses <strong>af</strong> resultatet i figur 2.3, er døgnvariationen den klart mest fremtrædende.<br />

Det logoritmiske plot skjuler lidt, hvor store forskelle der er på de enkelte<br />

frekvenser, men de daglige og ugentlige variationer er klart de mest dominerende.<br />

Der findes derudover en række underfrekvenser <strong>af</strong> de nævnte (den halve,<br />

kvarte osv.) Analysen kan kun vise resultatet inden for det viste interval, da<br />

antallet <strong>af</strong> data er for lille til at identificere lavere frekvenser, og samplingsfrekvensen<br />

begrænser de høje frekvenser. Der kunne anvendes forskellige former<br />

for filtre, men det er ikke nødvendigt i dette tilfælde.<br />

For at skabe et overblik over belastningerne og varigheden <strong>af</strong> disse sorteres<br />

forbrugsdataene efter forbrugets størrelse. Ud fra samplingsfrekvensen


2.1. FJERNAFLÆST ELFORBRUG 7<br />

Figur 2.2: Fordelingen <strong>af</strong> det samlede årlige elforbrug. X-akasen er dage i<br />

målerperioden, Y-aksen er målinger den pågældende dag og farverne angiver<br />

middeleffekten i den pågældende måleperiode


8 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

Figur 2.3: FFT-analyse <strong>af</strong> 15 min. middelværdier<br />

Figur 2.4: Varighedskurve og hyppighedsfordeling<br />

kendes antallet <strong>af</strong> målinger per time, og derved kan tidsaksen beregnes som<br />

placeringen i den numeriske række multipliceret med frekvensen. Derved kan<br />

en varighedskurve tegnes, jf. figur 2.4 øverst. Varighedkurven giver et godt<br />

billede <strong>af</strong> hvor mange timer forbruget er over eller under et vist niveau, og<br />

dette skal anvende senere, når driften skal undersøges.<br />

Ud fra varighedkurven kan det være besværligt at <strong>af</strong>læse fordelingen <strong>af</strong><br />

belastningen, så derfor vises hyppighedsfordelingen også, jf. figur 2.4 nederst.<br />

Hyppigheden er plottet ved antallet <strong>af</strong> timer inden for hvert 5kW’s interval.<br />

Hver søjle repræsenterer antallet <strong>af</strong> timer belastningen er imellem søjlens x-


2.1. FJERNAFLÆST ELFORBRUG 9<br />

akseværdi og op til den næste søjles x-værdi. Hyppighedsfordelingen giver et<br />

meget godt billede <strong>af</strong> forekomsten <strong>af</strong> de enkelte belastningsniveauer. Hyppighederne<br />

kan også sammen med produktionshyppighederne bruges til bestemmelse<br />

<strong>af</strong> sandsynligheden for f.eks. overproduktion.<br />

Manuel <strong>af</strong>læste elforbrug<br />

For at give et bud på det fremtidige forbrug analyseres de seneste års forbrug.<br />

De gamle analoge målere er kun blevet <strong>af</strong>læst en gang årligt, og vi kender<br />

derfor ikke variationerne <strong>af</strong> forbruget. Nukissiorfiit og Grønlandsstatistik har<br />

lagret forbruget fra 1999 og frem, hvilket kan give en ide om udviklingen. I<br />

Grønland er industrien priviligeret med særlig lave <strong>af</strong>regningspriser, og derfor<br />

er forbruget delt op i to grupper. Fra 2002 og frem har man endvidere<br />

registreret hvor stor en del <strong>af</strong> forbruget, der gik til gadebelysning. Forbrugene<br />

samt fordelingen fremgår <strong>af</strong> figur 2.5. Det samlede forbrug stiger frem til<br />

Figur 2.5: Elforbrug og fordelingen <strong>af</strong> forbruget 1999-2007<br />

2003 og falder så til 2004, hvor det igen begynder at stige. Stigningen frem til<br />

2003 skyldes primært stigningen i det industrielle forbrug. Fra 2004 og frem<br />

til 2007 er det industrielle forbrug konstant, mens det øvrige forbrug stiger<br />

kr<strong>af</strong>tigt. 2007 er lidt specielt for det industrielle forbrug, som dækker over<br />

fiskefabrikkens forbrug, da fabrikken har ligget stille en periode i forbindelse<br />

med ejerskifte. Det samlede forbrug steg på trods <strong>af</strong> en halvering <strong>af</strong> det<br />

industrielle forbrug. Om ændringen i forbrugssammensætningen også kan have<br />

noget med opsætning <strong>af</strong> de nye målere at gøre, har ikke været muligt <strong>af</strong><br />

bestemme.<br />

Udviklingen i det private forbrug ser ikke ud til at være påvirket <strong>af</strong> forandringerne,<br />

som har giver nedgangen i det industrielle forbug. Ved estimering


10 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

<strong>af</strong> det fremtidige forbrug behandles de to forbrug derfor hver for sig.<br />

Figur 2.6: Estimering <strong>af</strong> det fremtidige elforbrug<br />

Undersøges først det ikke industrielle forbrug jf. figur 2.6, findes en udvikling,<br />

der symboliseres <strong>af</strong> den stiplede røde tendenslinje. Undersøges det<br />

industrielle forbrug, er forbruget konstant alle år undtagen 2007. Det giver<br />

problemer når det fremtidige forbrug skal bestemmes, og derfor forsøges 2008<br />

forbruget bestemt. For at undersøge hvorledes forbruget vil blive i 2008, undersøges<br />

de fjern<strong>af</strong>læste forbrug. Ud fra de fjern<strong>af</strong>læste forbrug kendes forbrugsvariationerne,<br />

men kun for en et-årig periode september 2007-oktober<br />

2008. Ud fra forbrugsfordelingen over året og det foreløbige forbrug i 2008<br />

kan forbruget for hele 2008 estimeres. Anvendes det estimerede forbrug for<br />

2008 også som grundlag for tendenslinjen fås den sorte kurve (Formlen under<br />

forklaringsboksen). Det estimerede industrielle forbrug for 2008 ligger på det<br />

samme niveau, som perioden 2004-2006, og der forventes derfor ikke en stigning<br />

i dette forbrug med mindre, at fiskekvoterne øges, eller fiskemønstrene<br />

ændres. Forbruget kan således forventes at udvikle sig efter den sorte kurve<br />

plus de ca. 100.000 kWh i industrielforbrug, hvis ikke udviklingen påvirkes <strong>af</strong><br />

højere priser eller andet, der kan give incitament til at spare på energien. Direktøren<br />

for Sisimiut FISH, Hanseraq Enokson, der ejer fabrikken, oplyste ved<br />

besøget på fabrikken, at der var planer om at øge produktionen på fabrikken<br />

og i følge ham er der ingen udsigt til, at aktivitetsniveauet vil falde.<br />

Ved projektets <strong>af</strong>slutning er de resterende data for 2008 frigivet, og de<br />

viser, at det industrielle forbrug blev på 128.655 kWh, det resterende 441.625<br />

kWh ialt 570.280 kwh. Det er omkring 65.000 kWh mere end forventet, og<br />

som det kan ses, er det både det industrielle og det øvrige forbrug, der stiger<br />

mere end forventet. Oven i de fjern<strong>af</strong>læste forbrug kommer forbruget til ga-


2.2. STORFORBRUGERE OG VARIABLE ELFORBRUG 11<br />

debelysning 6956 kWh (2008) og kr<strong>af</strong>tværkets eget forbrug 14889 kWh. Disse<br />

forbrug bliver <strong>af</strong>læst dagligt, men er kun lagret som månedlige værdier. Det<br />

giver problemer med hensyn til forbrugsvariationerne, da det ikke er muligt at<br />

fastlægge forbrugsmønstrene. En del <strong>af</strong> kr<strong>af</strong>tværksforbruget vil gå til styringen<br />

og belysning, men hvor meget der er direkte knyttet til produktionen kan<br />

ikke fastslås. For vejbelysningen er den samlede effekt ukendt, men det må<br />

forventes at størstedelen <strong>af</strong> forbruget ligger i de mørke timer, hvor resten <strong>af</strong><br />

forbrugene er lave. For at få disse forbrug med i det samlede forbrug, tilføjes<br />

den månedlige middelværdi det fjern<strong>af</strong>læste forbrug.<br />

2.2 Storforbrugere og variable elforbrug<br />

For at undersøge mulighederne for variabel forbrug og hvor stor en del <strong>af</strong> forbruget<br />

det er realistisk at gøre variabelt, er det væsentligt at identificere, hvem<br />

og hvad der anvender energien. I forbindelse med implementering <strong>af</strong> VE og<br />

optimering <strong>af</strong> driften er det væsentligt at undersøge, hvor stor en andel <strong>af</strong> forbruget,<br />

der vil kunne forskydes <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> resurserne og resten <strong>af</strong> forbruget.<br />

De fleste forbrugere ligger i intervallet 1.000-10.000 kWh/år, men fem forbrugere<br />

bruger over 10.000kWh/år og to bruger over 100.000kWh/år figur 2.7.<br />

De almindelige forbrugere med et forbrug i intervallet 0-10.000kWh/år er ikke<br />

så interessante, når det gælder et variabelt forbrug. For det første er deres andel<br />

<strong>af</strong> det samlede forbrug relativt begrænset, og det vil kræve forholdsvis store<br />

indgreb i forbrugerenes dagligdag at flytte en væsentlig del <strong>af</strong> deres forbrug.<br />

Der fokuseres på storforbrugerne i forsøget på at identificere mulighederne for<br />

variabelt forbrug.<br />

Ser vi på fordelingen <strong>af</strong> elforbruget jf. figur 2.8 er det KNI’s bygning 1376,<br />

der <strong>af</strong>tager størstedelen <strong>af</strong> energien. Fiskefabrikken <strong>af</strong>tager noget mindre og<br />

derefter følger forskellige fælles servicebygninger. De to store forbrugeres forbrug<br />

udgør 58 % <strong>af</strong> det samlede forbrug og samtidig forventes de bedste muligheder<br />

for variabel forbrug hos disse to forbrugere. Det undersøges derfor,<br />

hvor stor en del <strong>af</strong> deres forbrug, det er muligt at lave variabelt.<br />

Forbrugsmønstre ved de største elforbrugere<br />

For at få et bedre billed <strong>af</strong> forbrugsmønstret hos de fem største forbrugere laves<br />

først en fourier transformation <strong>af</strong> signalerne. Resultatet viser en høj energi<br />

i døgnvariationerne for alle fem. Derudover har Servicehuset, Vandværket og<br />

KNI’s lager en tydelig ugevariation. Produktionsanlægget har en tydelig fem<br />

dages variation, mens det er svært at finde klare variationer, ud over døgnvariationen<br />

for Taphus 5. Ud fra resultaterne <strong>af</strong> frekvensanalysen splittes dataene<br />

op i uger og middel, max, min og standard<strong>af</strong>vigelsen for hver uge jf. figur 2.9.<br />

Den første figur viser tydeligt, at forbruget i Taphus 5 er sæson<strong>af</strong>hængig.<br />

Det kan skyldes variation i aktiviteterne, eller at noget <strong>af</strong> forbruget kan rela-


12 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

Figur 2.7: Elforbruget fordelt på <strong>af</strong>læsningsmålere i den fjern<strong>af</strong>læste periode


2.2. STORFORBRUGERE OG VARIABLE ELFORBRUG 13<br />

Figur 2.8: Fordelingen <strong>af</strong> elforbruget i den fjern<strong>af</strong>læste periode<br />

teres til opvarmning. Standard<strong>af</strong>vigelsen viser, at fluktuationerne i forbruget<br />

også varierer en del. Man kan naturligvis ikke sige noget om fluktuationer under<br />

samplingsfrekvensen, så standard<strong>af</strong>vigelsen er i denne situation et udtryk<br />

for de overordnede variationer.<br />

På figuren for Servicehuset kan det <strong>af</strong>læses, at middel- og minimumsforbrugene<br />

er lave i forhold til maksforbrugene. Sammenholdes dette med den<br />

forholdsvis lave standard<strong>af</strong>vigelse betyder det, at forbruget må være relativt<br />

konstant over længere perioder med enkelte peaks, der giver de høje maksværdier.<br />

For Vandværket er forbruget meget stabilt over vinteren og foråret med<br />

et forbrug imellem fire og otte kilowatt og middelværdien midt imellem. Der<br />

er en væsentlig nedgang i forbruget hen over sommeren, men stadig med et<br />

spænd på omkring fire kilowatt.<br />

Produktionsanlægget havde et stabilt middel- og minimumsforbrug hen<br />

over vinteren og foråret. Maksforbruget og standardvariationen er stigende<br />

hen mod sommeren, og fra uge 22 stiger middelforbruget også en smule. Fra<br />

uge 36 til uge 45 er forbruget unormalt på grund <strong>af</strong> den tidligere omtalte


14 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

Figur 2.9: Ugentlig statistik for de fem største forbrugere<br />

overdragelse <strong>af</strong> produktionsanlægget. Det korrekte forbrug i denne del <strong>af</strong> året<br />

kan først undersøges når forbruget for perioden 2008 er frigivet. De resterende<br />

data for 2008 viser, at denne lave periode ikke optræder i 2008 og dermed som<br />

forventet er et resultat <strong>af</strong> overdragelsen og ikke en reel variation i produktionen.<br />

Generelt er middel og minimums forbruget stabilt, men variationerne i<br />

forbruget er relativt store. Målerne der anvendes til produktionsanlægget og<br />

KNIs lager anvender spring på 1 kWh/kvarter, hvor resten <strong>af</strong> målerne anvender<br />

spring på 0,01kWh/kvarter, hvilket betyder at små variationer i forbruget<br />

forsvinder. Middelforbruget på KNIs lager er næsten konstant over året og<br />

det samme gælder maks.- og minimumsniveauerne. Maksværdierne ligger næsten<br />

konstant 50 kW over minimumsniveauet og sammen med niveauet for<br />

standardvariationen indikerer det, at der er få store spring og en del mindre<br />

variationer i forbruget.<br />

Produktion<br />

Nukissiorfiit har udleveret produktionsdata for kr<strong>af</strong>tværket i <strong>Sarfannguaq</strong>. Dataene<br />

indeholder den månedlige produktion og det månedlige forbrug <strong>af</strong> gasolie.<br />

Der findes i Nukissiorfitts system produktionsdata tilbage til november<br />

1999 jf. figur 2.10. De årlige variationer er meget tydeligt med en høj produktion<br />

om vinteren og en lav om sommeren. Ud over variationerne er der også<br />

en svag gennemsnitlig stigning i den årlige produktion. Alle data er manuelt


2.2. STORFORBRUGERE OG VARIABLE ELFORBRUG 15<br />

Figur 2.10: Månedlig produktionsdata for kr<strong>af</strong>tværket i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

<strong>af</strong>læste og og kommer fra de daglige <strong>af</strong>læsninger, der foretages på kr<strong>af</strong>tværket.<br />

Det giver en vis usikkerhed, da der kan være variationer i <strong>af</strong>læsningstidspunktet<br />

på grund <strong>af</strong> f.eks. weekender, hvilket kunne være årsag til den ekstra store<br />

produktion i februar 2002.<br />

Ud over produktionen findes der også gasolie-forbrugsdata for kr<strong>af</strong>tværket.<br />

Disse data er for størstedelens vedkommende fremkommet ved pejling i<br />

tankene sammenholdt med olieleverancerne, men i 2007 blevet der installeret<br />

en flowmåler til måling <strong>af</strong> forbruget. For at undersøge dette sammenholdes<br />

produktionen med forbruget, og det undersøges, om der er en realistisk sammenhæng.<br />

Kurverne følges som forventet ikke fuldstændig ad, fordi virkningsgraden<br />

på generatorsættet varierer med belastningssammensætningen i den pågældende<br />

måned. Ser man på februar og marts 2005 virker det som om, at der<br />

opstået en fejl. Produktionen i februar er væsentlig højere end i marts, men<br />

forbruget er mindre. Det tyder altså på, at der er målt for lidt ved februar<br />

målingen, hvilket giver det høje forbrug i marts.<br />

Det er muligt at kontrollere de udleverede data ved at sammenholde <strong>af</strong>gangen<br />

fra kr<strong>af</strong>tværket med forbruget, for den fjern<strong>af</strong>læste periode. Grunden til<br />

at den fjern<strong>af</strong>læste periode anvendes som reference er, at de nye målere er <strong>af</strong><br />

en højere målerklasse og væsentlig mere præcise, derudover er de kontrolleret<br />

inden opsætning. De nye målere er digitale frem for de gamle analoge, hvilket<br />

giver den bedste sikkerhed for korrekte resultater. Der må forventes et vist tab<br />

i nettet <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> belastningen, og hvor i nettet forbruget er lokaliseret. Det


16 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

Figur 2.11: Sammenligning <strong>af</strong> produktion og forbrug<br />

forventes derfor at produktionen ligger højere end forbruget, men ikke med en<br />

konstant difference. Hvordan det faktisk forholder sig for 2008 kan ses i figur<br />

2.11. Det viser sig, at de udleverede data ikke lever op til forventningerne.<br />

Men ser man over hele 2008, er der sendt 1749 kWh mere ud i nettet end der<br />

er solgt, svarende til et nettab på 0, 31%.<br />

Nukissiofiit’s sectionsleder for produktion og distribution (Peter Egede<br />

Jeppesen) er kontaktet for at høre, om de kunne forklare denne <strong>af</strong>vigelse.<br />

Umiddelbart havde de ikke mulighed for at kontrollere, hvad <strong>af</strong>vigelsen kunne<br />

skyldes. For at klarlægge de mulige årsager blev Peter Jeppesen bedt om at<br />

undersøge:<br />

• Kan der mangle produktion fra en generator eller lignende?<br />

• Er der andre produktionsenheder tilsluttet nettet, f.eks. nødstrømsanlæg?<br />

• Kan der være fejl på målerne?<br />

Peter Jeppesen havde følgende svar på de tre spørgsmål:<br />

• Nej, de har et hovedelværk med 3 generatorsæt. Der er ikke registreret<br />

transportable nødelværker i bygden.<br />

• Vi tillader typisk ikke, at andre firmaer leverer strøm til nettet, så det<br />

tvivler jeg på er sket i dette tilfælde. Vi skal kunne garantere en spændingskvalitet,<br />

og det får vi svært ved, når der er produktionsenheder<br />

udenfor vores kontrol, men også når der skal arbejdes på nettet, kan det<br />

blive en farlig situation, hvis der var andre produktionsenheder.


2.2. STORFORBRUGERE OG VARIABLE ELFORBRUG 17<br />

Figur 2.12: Produktionsdata for 07-08 målt manuelt og med PLC<br />

• Eneste forklaring må være, at det er nogle gamle ABB målere, der sidder<br />

på elværket, som måler lidt forkert - eller fordi der har været <strong>af</strong>læsningsfejl.<br />

De har ikke samme måler-klasse og er formodentlig slidte.<br />

Disse målere bruges ikke til andet end at give en retningsvisende måling<br />

på produktionen. Fjern<strong>af</strong>læsningsmålerene har en høj målerklasse, da<br />

dette er <strong>af</strong>regningsmålere, samtidig er de nyproducerede, mere effektive<br />

og elektronisk <strong>af</strong>læste.<br />

Ud fra resultaterne og Peter Jeppesens forklaringer må <strong>af</strong>vigelserne tilskrives,<br />

at måleren på elværket ikke har sammen kvalitet som fjern<strong>af</strong>læsningsmålerne.<br />

Med hensyn til målernes alder er det på turen til <strong>Sarfannguaq</strong> undersøgt,<br />

og det viser sig, at de er installeret i 2006. Det er derfor sandsynligvis en kombination<br />

<strong>af</strong> lav målerpræcision og upræcis <strong>af</strong>læsningstidspunkter, der giver de<br />

varierende resultater. Dette betyder, at der nu ikke længere er mulighed for<br />

at beregne tabet i nettet, da inputdataene ikke er korrekte. Men det er stadig<br />

muligt at bestemme kr<strong>af</strong>tværkets middelvirkningsgrad på baggrund <strong>af</strong> forbruget<br />

og produktionsmålingerne. Der findes to direkte produktsmålinger, én<br />

måling foretaget <strong>af</strong> PLC-styringen og en standard elmåler. PLC-målingerne<br />

er baseret på samplede målinger <strong>af</strong> spænding og strøm i hovedskinnerne. De<br />

månedlige produktionsdata målt med henholdsvis PLC og klasse 2 elmåler<br />

kan ses i figur 2.12. Som figuren viser, giver de to målinger ikke helt de samme<br />

resultater. En <strong>af</strong> grundene er, som tidligere nævnt, at de manuelle måle<br />

kun <strong>af</strong>læses på hverdage og ikke altid på sammen tidspunkt. En anden kan<br />

være måleusikkerhederne, som er svære at vurdere. Ser man på kravne til en


18 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

Figur 2.13: Gennemsnitlig el-virkningsgrad for kr<strong>af</strong>tværket i <strong>Sarfannguaq</strong> 2008<br />

Virkningsgraden er beregnet på baggrund <strong>af</strong> en brændværdi på 35.868 MJ/L<br />

klasse 2 måler er de: maks. 1,2% <strong>af</strong>vigelse ved 0, 3Pmax og ±3, 0% ved Pmax<br />

[Klarup(2004)]. Måleusikkerheden for PLC-målingerne er mere usikkre. Megacon,<br />

som har leveret styringen har ikke kunne oplyse noget om systemets<br />

opbygning, men kun at samplingstiden er 30 ms, og derfor kan der ikke siges<br />

noget om kvaliteten <strong>af</strong> disse målinger. Ser man på de to viste år, er den samlede<br />

<strong>af</strong>vigelse imellem PLC-målingeren og den manuelle måler 5316 kWh eller<br />

0,53 % <strong>af</strong> produktionen i forhold til de manuelle målinger.<br />

Problemet med <strong>af</strong>læsningstidspunkterne for de manuelt <strong>af</strong>læste data er <strong>af</strong><br />

mindre betydning for beregning <strong>af</strong> generatorsættets virkningsgrad da olieforbruget<br />

også <strong>af</strong>læses manuelt i samme arbejdsgang. Olieforbruget måles med<br />

en flowmåler, leveret <strong>af</strong> Bopp og Reuther i Tyskland 1 . I følge databladet er<br />

måleusikkerheden på målerdelen ±0, 2−±1% og på signalbehandlingsenheden<br />

±0, 05%, hvilket giver en samlet usikkerhed på oliemålingerne på ±1, 0505%.<br />

Ud fra de kendte usikkerheder på de to måleinstrumenter er det nu muligt at<br />

beregne kr<strong>af</strong>tværkets øvre og nedre middelvirkningsgrad jf. figur 2.13.<br />

2.3 Varmeforbrug<br />

Opvarmning i <strong>Sarfannguaq</strong> består <strong>af</strong> oliefyr og petroleumsovne, placeret i de<br />

enkelte huse. Olien hentes på KNIs tankanlæg i dunke, da der ikke er nogen<br />

1 http://www.burmt.de/BURMTWWW/Dokumentation/D/P401_005_Ovalradzaehler.pdf


2.3. VARMEFORBRUG 19<br />

Figur 2.14: Petroleumsforbrugene og temperaturvariationerne for perioden<br />

2004-2007<br />

form for distribution. På grund <strong>af</strong> den lokale opvarmning er der ikke noget<br />

overblik over, hvor meget energi der anvendes til opvarmning i <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

Den optimale metode ville naturligvis være at iværksætte en registrering <strong>af</strong>,<br />

hvor meget brændstof de enkelte forbrugere anvender til opvarmning, men det<br />

vil være urealistisk at gennemføre i praksis, da den tid det vil kræve ikke vil stå<br />

mål med værdien <strong>af</strong> oplysningerne. Man ville også ud fra NiN-data, tegninger,<br />

udetemperaturer, indetemperaturer og erfaringer fra energiberegninger i lignende<br />

bygder kunne beregne det forventede energiforbrug i bygningsmassen.<br />

Det vil være et omfattende arbejde og resultaterne vil være usikre pga. <strong>af</strong> de<br />

mange usikre parametre. Den bedste metode til estimering <strong>af</strong> varmeforbruget<br />

vurderes derfor at være en estimering <strong>af</strong>, hvor stor en del <strong>af</strong> det solgte brændstof,<br />

der anvendes til opvarmning. Der er i den forbindelse rettet henvendelse<br />

til KNI 2 , og efter deres vurdering anvendes alt den solgte petroleum i til opvarmning.<br />

Det er mere usikkert med gasolie, som anvendes til opvarmning <strong>af</strong><br />

omkring halvdelen <strong>af</strong> bygningerne.<br />

Petroleum<br />

Undersøgelsen indledes med petroleumsforbruget jf. figur 2.14. For at verificere<br />

KNIs påstand om, at alt den solgte petroleum går til opvarmning, holdes de<br />

månedlige forbrug sammen med de månedlige udetemperaturer.<br />

2 Tage Lindegaard


20 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

Figur 2.15: Gasolieforbrug for perioden 2004-2007<br />

Der ses en god overordnet overensstemmelse imellem temperaturen og petroleumsforbruget.<br />

Temperaturdyk som i marts 2004 og 2007 <strong>af</strong>spejles også i<br />

petroleumssalget i de pågældende måneder. Dette bekræfter også teorien om,<br />

at de enkelte forbrugere ikke opbevarer større mængder, men henter brændstoffet<br />

løbende. Beregnes den gennemsnitlige korrelation imellem de to dataserier<br />

fås -0,944. Benyttes en liniær tendenskurve til at repræsentere sammenhængen,<br />

bliver forskriften -332x, hvilket betyder, at for hver grad temperaturen<br />

ændres, stiger/falder det månedlige petroleumsforbrug gennemsnitlig<br />

med 332 liter. Det betyder også, at forbruget skulle være nul ved en månedlig<br />

gennemsnitstemperatur på 14 grader. På baggrund <strong>af</strong> petroleums brændværdi<br />

på 43, 5GJ/ton 3 og en massefylde på 0, 8kg/L kan energiindholdet beregnes<br />

til 34, 8MJ/L.<br />

Gasolie<br />

Andelen <strong>af</strong> gasolie, der anvendes til opvarmning er vanskeligere at bestemme,<br />

da den også anvendes som brændstof på kutterne. KNI vurderer at mere end<br />

halvdelen <strong>af</strong> gasolien anvendes til opvarmning, men den præcise andel kendes<br />

ikke. Det er svært at identificere, hvilke forbrugsmønstrer der medfører de<br />

mere eller mindre tilfældige variationer i forbruget. Tages der udgangspunkt i<br />

simpel varmestrømsteori og en relativ konstant indetemperatur, vil energitabet<br />

gennem bygningernes overflade variere lineært med udetemperaturen. Ud<br />

fra denne viden kendes variationen <strong>af</strong> forbruget. Det er nu muligt at beregne<br />

korrelationen imellem udetemperaturen og gasolieforbruget for de enkelte år<br />

3 Energistatistik 2007 <strong>af</strong> Energistyrelsen www.ens.dk


2.3. VARMEFORBRUG 21<br />

Figur 2.16: Gennemsnitlig gasolieforbrug og estimering <strong>af</strong> opvarmningsandelen<br />

og anvende lineær regression til at finde det bedste fit. Det bedste fit er fundet<br />

for 2005, beskrevet ved formlen −354x + 101255, hvor x er udetemperaturen i<br />

kelvin. Formlen kan nu anvendes sammen med de månedlige middeltemperature<br />

til at estimere forbruget jf. figur 2.16. Som det fremgår <strong>af</strong> figuren medfører<br />

fordelingen, at forbruget til opvarmning vil overgå det samlede forbrug i enkelte<br />

måneder. Dette kan skyldes, at der kun ligger fire års forbrug til grund<br />

for middelforbruget, men for sikre at andelen ikke overestimeres reduceres den<br />

til 80% <strong>af</strong> det estimerede forbrugt. Af bygdestatikken 4 fremgår det, at havnen<br />

i <strong>Sarfannguaq</strong> er tilfrosset i februar og dele <strong>af</strong> marts, derfor vil hovedparten<br />

<strong>af</strong> forbruget her gå til opvarmning. Med denne reduktion kommer andelen til<br />

opvarmning ned på 50% <strong>af</strong> det samlede forbrug. Under opholdet i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

blev dette under og efter en samtale med tankpasseren, købmanden og direktøren<br />

for fiskefabrikken var konklusionen at for februar, marts og størstedelen<br />

<strong>af</strong> april bliver der ikke tanket kuttere i <strong>Sarfannguaq</strong>, da fiskeriet ligger stille.<br />

Efter deres vurdering går langt hovedparten <strong>af</strong> gasolien i denne periode til<br />

opvarmning.<br />

Samlet energiforbrug til opvarmning<br />

Virkningsgraden på de anvendte ovne og oliefyr er ukendt, men erfaringsmæssigt<br />

ligger virkningsgraden i intervallet 65-95% alt efter alderen. Der antages<br />

en gennemsnitlig virkningsgrad på 85% ud fra bygningernes alder 5 . Det sam-<br />

4 Tal om grønlandske bygder 2003 Grønlandsstatistik<br />

5 NIN-data <strong>Sarfannguaq</strong> fra Asiaq


22 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

Figur 2.17: Estimeret energiforbrug til opvarmning i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

lede energiforbrug til opvarmning måned for måned kan således beregnes 6 jf.<br />

figur 2.17.<br />

Det månedlige energiforbrug kan være lidt svært at forholde sig til, derfor<br />

er den gennemsnitlige effekt også angivet i figuren. Den gennemsnitlige<br />

månedlige effekt varierer fra 33 kW i august til 190 kW i februar måned. Det<br />

samlede forbrug er størst i januar, men på grund <strong>af</strong> at februar er kortere, bliver<br />

de gennemsnitlige effekter større. Det årlige nettovarmeforbrug i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

bliver 3.494.401 MJ eller ca. 3,5 TJ, hvilket giver en gennemsnitlig netto<br />

effekt på 111 kW. Den tidligere beregning [Iversen and Kristensen(2003)] <strong>af</strong><br />

varmeforbruget viste et årligt forbrug på 6,048 TJ, men det skal bemærkes at<br />

beregningen kun er foretaget ud fra forbruget i 2002. Ved gennemgang <strong>af</strong> Bilag<br />

B i den pågældende rapport viser årsagen til den store <strong>af</strong>vigelse sig hurtigtVed<br />

beregning <strong>af</strong> brændværdien for petroleum en der divideret med massefylden i<br />

stedet for at multiplicere. Rettes denne fejl fås 3,87TJ, men det er beregnet<br />

ud fra petroleumsforbruget multipliceret med to, hvilket giver en lille <strong>af</strong>vigelse<br />

i forhold til den anvendte metode. Udover Gasolie og Petroleum anvendes der<br />

også el til opvarmning. Ved gennemgangen <strong>af</strong> Nukissiorfiit installationer i bygden<br />

blev der foruden kr<strong>af</strong>tværket fundet elpaneler i de fleste taphuse samt i<br />

vandværksbygningen. Elpanelerne i taphusene samt vandværksbygningen udgør<br />

en effekt på sammenlagt 6 kW bilag B og flere <strong>af</strong> dem var termostaten<br />

stillet så højt at de sandsynligvis varmer det meste <strong>af</strong> tiden. For de undersøgte<br />

installationer var der foruden elpanelerne også tilsluttet frostsikringskabler<br />

6 Gasolie: Vægtfylde 0,8 og Brændværdi 42,7 MJ/kg


2.4. VANDFORBRUG 23<br />

Figur 2.18: Samlet vandforbrug i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

med en samlet effekt på 6,7 kW. De fleste <strong>af</strong> kablerne var indstillet til en temperatur<br />

på 7 ◦ C, men hos KNI var enkelte zoner slået over på manuel, alt-så<br />

konstant varme. Se mere om de gennemgåede installationer bilag B.<br />

2.4 Vandforbrug<br />

I <strong>Sarfannguaq</strong> er der ikke indlagt vand i alle huse, og til forsyning <strong>af</strong> husene<br />

uden vand er der bygget en række taphuse. Vandforsyningen i området er kompliceret<br />

<strong>af</strong> det kolde vejr, som betyder, at alle rørledninger og tapsteder skal<br />

designes, så der ikke opstår rørsprængninger mm. Man løser dette dels ved at<br />

sikre, at der altid er et tilstrækkeligt flow i rørerne, og hvis dette ikke er muligt,<br />

er man tvunget til at opvarme rørerne. Bygden forsynes med vand fra en<br />

ferskvandssø inde på fastlandet. Søen ligger i 50 meters højde, og vandet løber<br />

herfra under det smalle stræde og ned til pumpehuset. I pumpehuset er der en<br />

lagertank som sikrer, at der altid er en vis reserve, hvis forsyningen fra søen<br />

svigter. Inden vandet sendes ud i vandledningerne, UV-behandles det for at<br />

reducere bakterievæksten og sikre en høj vandkvalitet. Rørledningen fra søen<br />

og ned til bygden udnytter det naturlige fald til at opretholde et tilstrækkelig<br />

flow. Det betyder, at der ledes meget mere vand ned end der forbruges. Det<br />

overskydende vand ledes ud i fjorden på en sådan måde, at tilfrysning undgås.<br />

Til og med 2007 findes der kun data for det samlede årlige forbrug, men vandforsyningen<br />

er, som elforsyningen, blevet udstyret med fjern<strong>af</strong>læsningsmålere.<br />

De nye målere <strong>af</strong>læser forbruger en gang pr. måned og sender det direkte til<br />

Nukissiorfiit. Der findes årlige data tilbage fra 2001 og det industrielle forbrug<br />

er blevet opgjort særskilt siden 2004 jf. figur 2.18. Ud fra dette datagrundlag


24 KAPITEL 2. FORBRUG<br />

er det svært at lave en sikker fremskrivning <strong>af</strong> forbruget, men det almindelige<br />

forbrug ligger rimelig konstant på 1300 − 1500m 3 /år. Det industrielle forbrug<br />

er reduceret kr<strong>af</strong>tigt sammenlignet med 2004, men det kan skyldes, at der<br />

blev indført forbrugs<strong>af</strong>regning. Det industrielle forbrug for 2007 er som tidligere<br />

beskrevet påvirket <strong>af</strong> ejerskiftet, og det er derfor ikke repræsentativ for<br />

udviklingen. Med fiskefabrikkens udmelding om, at produktionen vil stige vil<br />

vandforbruget sandsynligvis også stige.


Kapitel 3<br />

Model <strong>af</strong> nuværende system<br />

<strong>Sarfannguaq</strong>s elsystem består <strong>af</strong> et 400V tre-fase net med et kr<strong>af</strong>tværk og<br />

omkring 70 forbrugere. De korte <strong>af</strong>stande imellem kr<strong>af</strong>tværket og forbrugerene<br />

betyder, at der udelukkende anvendes lavspænding. Det betyder, at systemet<br />

består <strong>af</strong> kr<strong>af</strong>tværket, som regulerer produktionen efter netspændingen og<br />

frekvensen, et vekselspændingsnet og nogle forbrugere.<br />

3.1 Kr<strong>af</strong>tværket<br />

<strong>Sarfannguaq</strong> forsynes med elektricitet fra bygdens eget kr<strong>af</strong>tværk, som består<br />

<strong>af</strong> tre generatorer. Der er en lille generator(1) og to større generatorer(2+3).<br />

Alle forsynes med gasolie, via en dagstank i bygningen, fra tre store tanke<br />

placeret ved elværket. Tankene skal ved det nuværende forbrug fyldes ca.tre<br />

gange årligt. Dette foregår med et fragtskib, der sejler olien fra Sisimiut eller<br />

Nuuk til elværket, som er placeret ved kysten neden for resten <strong>af</strong> bygden jf.<br />

figur 3.1.<br />

I 2006 blev bygdens to gamle generatorer udskiftet med to nye 250 kVA<br />

New Stamford generatorer, drevet <strong>af</strong> to scania 197kW turbo diesel motorer.<br />

1. Scania D9 95M 0355 med New Stamford UCI274F2 116kW installeret i<br />

2002<br />

2. Scania D9-95M 10-40 med Newage Stamford HCI 4xxC 184kW installeret<br />

i 2006<br />

3. Scania D9-95M 10-40 med Newage Stamford HCI 4xxC 184kW installeret<br />

i 2006<br />

Generatorne er udstyret med varmevekslere og et fælles køle/varme system<br />

som sikrer, at alle motorer har en vis minimumstemperatur, selvom de<br />

ikke har kørt i en længere periode. Overskudsvarmen bruges til opvarmning<br />

<strong>af</strong> kr<strong>af</strong>tværksbygningen og resten sendes ud <strong>af</strong> bygningen igennen nogle udluftningsspjæld.<br />

Generatorene styres <strong>af</strong> en PLC, der både kan styres direkte<br />

25


26 KAPITEL 3. MODEL AF NUVÆRENDE SYSTEM<br />

Figur 3.1: Kr<strong>af</strong>tværket, den blå bygning til venstre, set fra nordvest med målemasten<br />

oppe til højre<br />

på frontpanelet og via et modem. Selve styreprogrammet har det ikke været<br />

muligt at få adgang til, men der reguleres efter spændingen og frekvensen.<br />

Opstartstiden har det ikke været mulig at finde, men stoptiden var instillet til<br />

240 s, og den efterfølgende køletid er indstillet til 180 s. Ved et givet belastningsniveau<br />

startes ydeligere en generator og modsat, når belastningen falder.<br />

Efter leverandørens oplysninger køres der med en fast startlast, men med en<br />

varierende stoplast alt efter belastningshistorikken i en periode. Der er beregnet<br />

et middel start/stop niveau på 98 kW, men det var ikke muligt at fastslå<br />

om der var forskel i værdierne alt efter generator. I følge opstillingsrapporten,<br />

som ved projektsperiodens slutning er frigivet <strong>af</strong> Nukissiorfiit, er startniveauet<br />

for generator 1 96 kW og 150 kW for generator 2+3.<br />

PLCens samplingsinterval har leverandøren oplyst til 30 ms. Under gennemgangen<br />

blev der observeret et frekvensniveau imellem 49,5 og 50,3Hz ved<br />

variationer på 15 kW i forbruget. I relation til styringen oplyste teknikeren på<br />

fiskefabrikkens køleanlæg at der ofte er problemer med, at køleanlæggets styring<br />

slår, fra når spændingsniveauet eller frekvensen bliver for lav i nettet. For<br />

at minimere disse problemer har man lavet en forbindelse imellem styringen<br />

på fiskefabrikken og PLCen, så der ikke kan kobles mere belastning på, end<br />

reservekapaciteten tillader.


3.2. STATISK MODEL AF NUVÆRENDE SYSTEM 27<br />

Figur 3.2: Opbygning <strong>af</strong> model for nuværende system<br />

3.2 Statisk model <strong>af</strong> nuværende system<br />

Inputtet til modellen er de 15minutters middelforbrug, for perioden sep. 2007jan.<br />

2009, der er udleveret <strong>af</strong> Nikissiorfiit. Disse data giver et godt billede <strong>af</strong><br />

forbruget og de overordnede variationer <strong>af</strong> dette. De kan ikke anvendes som<br />

grundlag for en dynamisk analyse <strong>af</strong> systemets stabilitet og strømkvaliteten.<br />

Målet for den statiske model, <strong>af</strong> det nuværende systemer, er at undersøge energibalancen<br />

i systemet og danne grundlag for, undersøgelse <strong>af</strong> mulighederne for<br />

implementering <strong>af</strong> alternative energikilde. Modellen består grundlæggende <strong>af</strong><br />

tre energimoduler og et økonomimodul figur 3.2. Modulet "Forbrug"indlæser<br />

og kontrollerer forbrugsdataene. Modulet "Net"lægger nettabet til forbruget.<br />

Generator modulet beregner tabet i generatoren, motorens virkningsgrad, den<br />

samlede produktion og generatorens brændstofforbrug. Ud over brændstofforbruget<br />

og den der <strong>af</strong> følgende virkningsgrad beregner økonomimodulet den<br />

samlede produktionspris og prisen per produceret kWh. Priserne beregnes på<br />

baggrund <strong>af</strong> de faste og de variable omkostninger for 2007. Et eksempel på<br />

resultater <strong>af</strong> en simulering kan ses figur 3.3 For oplysninger om opbygning og<br />

verificering, se bilag D.


28 KAPITEL 3. MODEL AF NUVÆRENDE SYSTEM<br />

Figur 3.3: Resultat <strong>af</strong> simulering for januar 2008. Gr<strong>af</strong>erne viser:<br />

1. Olieforbrug [L], 2. Elproduktion [kWh], 3. Elvirkningsgraden [ ]<br />

4. ELforbruget [kW], X-aksen simuleringstiden [s]


Kapitel 4<br />

Vindklimaet i området<br />

Vindresurserne<br />

Starter man på den store skala, er der de overordnede atmosfæriske cirkulationer.<br />

For Arktis er de overordnede atmosfæriske cirkulationer den vigtigste<br />

varmekilde. Som følge <strong>af</strong> strålingstab til rummet fra det øverste <strong>af</strong> atmosfæren<br />

og den lave indstråling som følge <strong>af</strong> jordens krumning bliver der skabt et<br />

energiunderskud i det Arktiske område. Den mest publicerede teori om disse<br />

strømninger er den såkaldte „Polarcelle“. Efter denne teori skulle den tunge<br />

og kolde luft fra et polar højtryk omkring nordpolen strømme ned mod et<br />

lavtryksbælte ved 60 − 65 ◦ N. De fremherskende vindretninger skulle som følge<br />

<strong>af</strong> denne strømning være øst og nord-øst. Ser man på de mange studier<br />

<strong>af</strong> vejret i Arktis er dette kun gældende for de arktiske områder <strong>af</strong> Atlanterog<br />

Stillehavet. Beregninger <strong>af</strong> middel vindhastighederne for hele det arktiske<br />

område har vist, at der ikke er nogle sammenhængende systemer for hele det<br />

arktiske område [Barry and Chorley(1992)].<br />

Nedre atmosfærestrømninger<br />

Går vi ned og kigger på, det som kaldes „Synoptic-scale“ cirkulationer, som<br />

dækker over cirkulationer med en udbredelse på over 1000 km. Disse strømninger<br />

er styrende for det daglige vejr i det arktiske område. Studier <strong>af</strong> disse<br />

strømninger har vist, at <strong>af</strong>vikling <strong>af</strong> vejrsystemer går cirka en halv gang hurtigere<br />

i det arktiske område sammenlignet med vores breddegrader, [Vangengeim(1952<br />

+ 1961)]. Vindene i området er et resultat <strong>af</strong> overordnede strømninger<br />

(Large scale) og de mindre „Synoptic scale“ strømninger samt påvirkningerne<br />

fra overfladen. Grønland med den høje iskappe er den væsentligste<br />

orogr<strong>af</strong>iske barriere i området og er med til at give en skarp <strong>af</strong>bøjning <strong>af</strong> strømningerne<br />

fra Stillehavet og det østlige Siberien hen over nordpolen. Middel<br />

vindhastigheden er negativ korrelerende med atmosfæretrykket og samtidig<br />

korrelerende med cyklonaktiviteterne i området. Middel vindhastighederne for<br />

det grønlandske område er ifølge [S.G.Gorshkow(1980)] 5 m/s i vintermånder-<br />

29


30 KAPITEL 4. VINDKLIMAET I OMRÅDET<br />

ne og 3 m/s resten <strong>af</strong> året. Går vi ned og ser „Mesoscale“ niveau (5-1000 km)<br />

kan lokale faktorer have en markant indflydelse på vindhastigheden og retningen<br />

ved overfladen. Det betyder, at der i mange tilfælde kun er en lille eller<br />

ingen forbindelse imellem atmosfærecirkulationerne og vinden ved overfladen.<br />

Lokale cirkulationer og andre „mesoscale“ fænomener kan have en markant<br />

indflydelse på vinden. Dette betyder, at man ofte ikke kan anvende overfladestationer<br />

til at beregne de atmosfæriske strømninger og omvendt kan der<br />

overordnede strømninger ikke anvendes til at bestemme vinden ved overfladen.<br />

Lokale strømninger<br />

En <strong>af</strong> de vigtigste lokale strømninger er de såkaldte katabatiske vinde eller<br />

faldvinde. Betegnelsen katabatiske vinde bruges om vinde, der opstår ved, at<br />

luften nær overfladen <strong>af</strong>køles og ved hjælp at gravitation glider ned <strong>af</strong> f.eks.<br />

en bjergside. I Grønland er denne type vinde meget hyppige. Den opstår når<br />

luften over indlandsisen <strong>af</strong>køles og bliver tungere end den omkringliggende<br />

luft. Luften falder så ned til overfladen, og på grund <strong>af</strong> iskappens hældning<br />

accelereres luften ydeligere ned og ud mod havet. Hastigheden <strong>af</strong> denne type<br />

vinde <strong>af</strong>hænger <strong>af</strong> hældningen og trykforskellen imellem toppen <strong>af</strong> iskappen<br />

og kysten. Ifølge målinger optræder denne type vinde op imod 3/4 <strong>af</strong> tiden<br />

[F.Loewe(1935)]. Modsat de katabatiske kan der også optræde anabatiske vinde.<br />

Det forekommer om sommeren, når solen opvarmer dale og bjergsider, og<br />

den varme luft stiger op langs bjergsiderne.<br />

Føhnvinde optræder også i Arktis. De optræder som varme og tørrer vinde<br />

på læsiden <strong>af</strong> bjerge. Den opstår på grund <strong>af</strong> adiabatisk kompremering og<br />

dekomprimering <strong>af</strong> luften hen over bjerget. Der er flere eksempler på at føhnvinde<br />

har hævet temperaturen med mere end 30 ◦ , men føhnvinde optræder<br />

normalt kun i to til fire dage <strong>af</strong> gangen.<br />

Andre typer lokale vinde som sø- og landbrise optræder kun sjældent i det<br />

Arktiske område. Søbrise optræder hovedsageligt ved kysterne op sommeren,<br />

hvor der er en stor temperaturforskel imellem den opvarmede jordoverflade og<br />

det kolde havvand. Omvendt optræder landbrise om vinteren ved kysten med<br />

åben vand, hvor havvandet er markant varmere end jordoverfladen.<br />

Blandt de lokale vinde findes også de såkaldte „polar lows“ eller polare<br />

lavtryk, der er små cykloner, som dannes over det åbne hav. De er ofte <strong>af</strong><br />

mesoskala størrelse og optræder over havet og langs kysten, som en del <strong>af</strong> et<br />

større vejrsystem. De kan være meget kr<strong>af</strong>tige, typisk med vindhastigheder på<br />

over 17 m/s ved overfladen [Przbylak(2003)].


Kapitel 5<br />

Vindresurser i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Med <strong>Sarfannguaq</strong>s placering imellem kanten <strong>af</strong> iskappen, ved Kangerlussuaq,<br />

og havet, ved Sisimiut påvirkes vinden i området <strong>af</strong> både havet og isen. De<br />

kolde faldvinde fra isen præger vejret ved kanten <strong>af</strong> iskappen, men de forsætter<br />

ud igennem fjordene imod havet. Her strømmer de forbi <strong>Sarfannguaq</strong> og<br />

har stor indflydelse på vejret. I perioder påvirkes vejret også at havet, der kan<br />

have en anden temperatur end omgivelserne. Disse temperaturforskelle er med<br />

til at drive lokale strømme i form <strong>af</strong> land- og søbriser. I sjældne tilfælde påvirkes<br />

vejret også <strong>af</strong> kr<strong>af</strong>tige lavtrykspassager. Kombineres dette med områdets<br />

orogr<strong>af</strong>i giver det nogle komplekse strømningsforhold.<br />

5.1 <strong>Sarfannguaq</strong><br />

De første målinger i <strong>Sarfannguaq</strong> blev indledt med opsætning <strong>af</strong> en 10 m målemast<br />

i 2003. Den første mast blev opsat i august 2003 <strong>af</strong> en gruppe studerende<br />

i forbindelse med <strong>af</strong>vikling <strong>af</strong> kurset "Arktisk teknologi". Der blev ansøgt om<br />

en arealtildeling for et år, og masten blev derfor fjernet igen i august 2004. En<br />

ny arealtildeling blev søgt i 2006, og en ny mast blev opstillet, august 2006<br />

og denne mast står der stadig. Masten er placeret på en lille fjeldtop sydvest<br />

for byen (N66 ◦ 53, 716 W 52 ◦ 51, 977) 79.5m.o.h. jf. figur 5.1. Masten er en<br />

sektionsdelt 10 m rørmast, <strong>af</strong>stivet med wire, som er fæstnet i klipperne. Kopanemometeret<br />

er sammen ved vindfanen monteret i toppen <strong>af</strong> masten, mens<br />

tempereturmåleren er monteret midt på masten. Masten er udstyret med en<br />

datalogger, der gemmer dataene på et kort. Dataene sendes <strong>af</strong> Sisimiut Kommunes<br />

repræsentant i bygden til DTU i Lyngby via internettet.<br />

Målinger fra <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Der er som beskrevet blevet målt i <strong>Sarfannguaq</strong> <strong>af</strong> to omgange(08.2003-08.2004<br />

+ 08.2006 - 03.2008), men måleudstyret, dataloggeren og kommunikationen<br />

imellem DTU og <strong>Sarfannguaq</strong> har ikke fungeret optimalt. Det betyder, at der<br />

31


32 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.1: Placering <strong>af</strong> målemasten i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

<strong>af</strong> flere forskellige grunde er huller i dataserierne. Til en god estimering <strong>af</strong><br />

vindresurserne for et site kræves der normalt tre fulde, velrepræsenterede års<br />

målinger sammen med langtidsmålinger fra en nærliggende klimastation 1 .<br />

God praksis er at tage en periode på et år for sitet og sammenholde den med<br />

den tilsvarende periode for den nærliggende klimastation og så korrigere for <strong>af</strong>vigelsen<br />

i forhold til klimastationens norm værdie. Metoden betyder, at sæsonvariationer<br />

og årsvariationer bliver neutraliseret. For <strong>Sarfannguaq</strong> bliver dette<br />

besværliggjort <strong>af</strong> de mange huller i dataserierne og de "skæve"måleintavaller<br />

august - august.<br />

Ser vi på de data der er indsamlet per 1. februar 2009 jf. figur 5.2 betyder<br />

det, at der i prasis ikke kan samles en dataserie på et år. Ser vi på repræsentationen<br />

<strong>af</strong> de enkelte måneder, findes der en rimelig god repræsentation <strong>af</strong><br />

vinterhalvåret, men sommeren og særligt august er meget ringe repræsenteret.<br />

Det betyder, at det ikke er muligt at anvende den normale procedure for<br />

korrektion <strong>af</strong> måledata.<br />

Istedet er der valgt en metode, hvor hver enkelt måneds data korrigeres i<br />

forhold den samme måned for klimastationen i Sisimiut.<br />

1 Wind farm planing <strong>af</strong> Niels G. Mortensen, Risø DTU


5.2. SISIMIUT 33<br />

Figur 5.2: Data indsamlet for masten i <strong>Sarfannguaq</strong> 01.02.2009<br />

5.2 Sisimiut<br />

I Sisimiut er der blevet målt på Teleøen siden 1963, og det har været hovedstationen<br />

i området, men da lufthavnen blev indviet i 2001, begyndte man at<br />

anvende målingerne derfra. Asiaq overtog den gamle mast på Teleøen, og der<br />

bliver fortsat indsamlet data fra denne mast. Ud over de to officielle målestationer<br />

har DTU h<strong>af</strong>t deres egen målemast på en fjeldknude ved Dumpen fra<br />

august 2004 til august 2008.<br />

Målinger på Dumpen<br />

Målemasten ved Dumpen udenfor Sisimiut var placeret på en 78 m høj fjeldknude<br />

vest for Nasaasaaq „Kællingehætten"(784 m.o.h.). Placeringen betyder,<br />

at masten kun har frit indstrømning når vinden kommer fra syd og vest, se<br />

figur 5.4 og 5.3. Masten vil derfor ikke direkte kunne registrere de hyppige<br />

østenvinde, som kommer inde fra isen og ud igennem fjordene.<br />

Der er som beskrevet målt over en periode på fire år, men på grund <strong>af</strong><br />

dårligt udstyr, dårlig vedligeholdelse og utilfredsstillende datahåndtering er<br />

der mange større eller mindre huller i dataserien jf. figur 5.5. De mange huller<br />

i dataserien betyder, at der også for Dumpen skal bruges særlige statistiske<br />

kompenceringsmetoder for at få det korrekte billede <strong>af</strong> de forventede<br />

normvindhastigheder.


34 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Målinger på Teleøen<br />

Figur 5.3: Placeringen <strong>af</strong> masterne i Sisimiut<br />

Der er foretaget målinger på Teleøen i Sisimiut siden 1963, men det er kun<br />

lykkedes at fremsk<strong>af</strong>fe måleresultaterne fra 1991 og frem. Fra september 1991<br />

og frem til oktober 2006 findes dataene som 1 times middelværdier, og fra<br />

oktober 2006 findes de også som 10 minutters middelværdier. Vindmålinger<br />

er foretaget i 10 m og trykket er målt i 1,5 m, mens resten <strong>af</strong> målingerne<br />

er foretaget i 2 meters højde se bilag F. Masten er placeret meget dårligt i<br />

forhold til fri indstrømning. Der er kun to mindre korridorer mod nordøst og<br />

nordvest, hvor vinden frit kan strømme ind til masten. Fra alle andre retninger<br />

påvirkes vinden mere eller mindre <strong>af</strong> fjelde, byen eller de store oliebeholdere<br />

mod vest. Da masten har været den officielle målestation for området, er<br />

måleserien næsten fuldstændig. Derfor vil den kunne anvendes som reference<br />

til estimering <strong>af</strong> de manglende værdier for DTU’s egne master.<br />

Målinger ved Lufthavnen<br />

Målemasterne ved lufthavnen i Sisimiut er placeret efter en standard for flyvepladser.<br />

Lufthavnen er udstyret med en målemast i hver ende <strong>af</strong> landingsbanen,<br />

hvor den i den vestligste ende for de fleste vindretninger vil være udsat for<br />

mest vind. Der er foretaget målinger ved lufthavnen siden 2001, og der findes<br />

kun ganske få huller i dataserien. Der er frit indflow fra vest, mens de nordsydgående<br />

strømningen blokeres <strong>af</strong> Præstefjeldet, se figur 5.3. Østenvindene,<br />

der starter som faldvinde fra isen, vil kun i meget begrænset omfang nå frem


5.2. SISIMIUT 35<br />

Figur 5.4: Placering <strong>af</strong> målemasten ved Dumpen uden for Sisimiut, set fra vest<br />

til lufthavnen, da de forholdsvis høje fjelde øst for byen kanaliserer strømningen<br />

ud igennem fjordene. Vindene ved lufthavnen vil derfor primært være<br />

præget <strong>af</strong> sø/landbrise samt lav/højtrykspassager. Ifølge folkene på stedet kan<br />

der ved nogle vindforhold opstå meget kr<strong>af</strong>tig turbulens, som forstyrrer <strong>af</strong>viklingen<br />

<strong>af</strong> flytr<strong>af</strong>ikken. Til at forudse disse forhold har FORCE Technology,<br />

ved hjælp <strong>af</strong> en skalamodel lavet et varslingssystem, der kan <strong>af</strong>gøre, om banen<br />

må benyttes. For at have en reference til målingerne ved landingsbanen er<br />

der installeret en målemast på en lille ø ud for lufthavnen. Ud fra målingerne<br />

på øen, ved landingsbanen og skalamodellen er der udarbejdet et skema,<br />

der viser, hvornår turbulensen er for høj til, at landingsbanen kan anvendes.<br />

Målingerne på øen gemmes ikke, men målingerne ved landingsbanen gemmes<br />

i et år og udleveres til DMI løbende. Ryan Møller har udleveret det ene års<br />

data 19.02.2008 − 19.02.2009, der var til rådighed ved besøget i lufthavnen.<br />

Dataene er leveret som otte sekunders middel- og maksværdier.


36 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.5: Data indsamlet for masten ved Dumpen 01.02.2009<br />

Figur 5.6: Placeringen <strong>af</strong> masten på teleøen i Sisimiut, set fra nord<br />

5.3 MCP beregninger for sites<br />

MCP står for „Measure Correlate Predict“. MCP er en simpel metode til<br />

estimering <strong>af</strong> vindpotentialet for et møllesite, ud fra sitemålinger og langtids<br />

målinger fra et reference site. Metoden kræver data for selve møllesitet og<br />

langtidsdata for et referencesite. En <strong>af</strong> fordelene ved metoden er, at den ikke<br />

kræver mange års data for selve møllesitet for at opnå et pålideligt resultat. I


5.3. MCP BEREGNINGER FOR SITES 37<br />

forhold til WASP eller lignende software, som kræver sammenhængende dataserier<br />

på minimum et år for at kompensere for sæsonvariationer og minimum<br />

2 år samlet set for at opnå en acceptabel sikkerhed for resultatet. Udover sitedataene<br />

kræves langtids data fra et reference site til korrektion for langtidsvariationer.<br />

Med MCP korrigeres automatisk for sæson- og langtidsvariationer,<br />

da der anvendes samtidige data for de to sites.<br />

Der kræves ikke detaljerede data for terrænet omkring og imellem de<br />

refereance- og estimeringssite, men der er følgende krav, der skal opfyldes,<br />

for at MCP-metoden kan anvendes:<br />

• Terrænet omkring de to sites skal være sammenlignelig (Ens påvirkning<br />

<strong>af</strong> indstrømningen)<br />

• Vindretningen for reference site og estimerings site skal være ens eller<br />

med en identificeret relation<br />

• Der skal være en klar korrelation imellem vindhastighederne for de to<br />

sites<br />

Korrelation imellem <strong>Sarfannguaq</strong>- og Teleøensitene<br />

Den eneste målestation i området, hvor der har været langtidsdata til rådighed,<br />

er Asiaq’s station på Teleøen i Sisimiut. Derfor var det den første mast,<br />

hvor muligheden for at anvende MCP blev undersøgt, se hele undersøgelsen<br />

bilag E. Det første der undersøges er, om der er en klar relation imellem vindhastigheder<br />

på Teleøen og ved <strong>Sarfannguaq</strong> jf. figur 5.7.<br />

Som det kan ses korrelerer vindhastighederne for de to sites meget dårligt<br />

ved en direkte korrelation. I forsøget på at finde en korrelation er der forsøgt<br />

med månedvis data, sektorvise data, ændring fra en times middel til døgnmiddel<br />

og fjernelse <strong>af</strong> hastigheder under 3 m/s. Trods disse forsøg blev der ikke<br />

fundet en klar korrelation imellem hastighederne på de to sites.<br />

Retningsdataene blev på samme måde undersøgt for eventuelle korrelationer,<br />

se figur 5.8. På figuren er dataene opdelt efter, hvilken mast de er målt<br />

på. Opdelingen skyldes, som det kan ses på figuren, at der blev fundet en fejl<br />

i orienteringen <strong>af</strong> vindfanen på den anden mast. På figuren kan dette ses ved,<br />

at de hyppigste retninger (områderne med mange resultater) er forskudt. Ved<br />

en undersøgelse <strong>af</strong> dataene blev offsettet i orienteringen beregnet til 209 ◦ med<br />

uret i forhold til orienteringen <strong>af</strong> den første mast. Der blev ved undersøgelserne<br />

<strong>af</strong> retningsdataene ikke fundet nogen klar korrelation, men de giver en indikation<br />

<strong>af</strong>, hvordan strømningerne <strong>af</strong>bøjes for de to sites. Efter korrektionen <strong>af</strong><br />

retningerne for den anden mast på <strong>Sarfannguaq</strong> sitet kom de to retningsdata<br />

til at se ud som vist i figur 5.9.


38 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.7: Vindhastighederne fra <strong>Sarfannguaq</strong> plottet som funktion <strong>af</strong> hastighederne<br />

målt på Teleøen<br />

Figur 5.8: Retningsdataene for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen


5.3. MCP BEREGNINGER FOR SITES 39<br />

Figur 5.9: Korrigerede retningsdata for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen<br />

Øvrige korrelationer<br />

Udover korrelationer med <strong>Sarfannguaq</strong> sitet er der, for Teleøen, også lavet<br />

korrelationer med Dumpen og Lufthavnen i Sisimitut, bilag E. Den bedste<br />

sammenhæng blev fundet imellem Teleøen og Dumpen figur 5.10. Den indbyrdes<br />

<strong>af</strong>stand imellem de to sites er kun 1800 m. Det betyder, at det er<br />

tilstrækkeligt at anvende en times data, når de lavest, mindre interessante<br />

vindhastigheder fjernes. Det er tydeligt at der er en sammenhæng imellem<br />

hastighederne, men <strong>af</strong>standen taget i betragtning er det ikke imponerende.<br />

For lufthavnen var sammenhængen endnu dårligere, og det vil ikke være<br />

muligt at anvende MCP med en tilstrækkelig stor sikkerhed. Placeringen <strong>af</strong><br />

masten på Teleøen er ikke optimal, og det giver nogle problemer, da det målte<br />

ikke i tilstrækkelig grad repræsenterer strømninger i området. Kompleksiteten<br />

<strong>af</strong> terrænet og forskellen i landskabets påvirkning <strong>af</strong> masternes indstrømning<br />

betyder, at MCP metoden ikke egner sig til estimering <strong>af</strong> vindresurserne for<br />

sites i Sisimiut området.<br />

Bestemmelse <strong>af</strong> nulpunkt for retningsdata<br />

De to sæt retningsdata nu har sammen nulpunkt, sikrer ikke at dette nulpunkt<br />

er Nordlig retning. Det fremgår ikke <strong>af</strong> [Iversen and Kristensen(2003)] (Opstillingsrapporten)<br />

om vindfanen er rettet ind efter den magnetiske nordpol eller<br />

den reelle nordpol. Med <strong>Sarfannguaq</strong>s placering 66 ◦ nordlig bredde, har det en<br />

rimelig stor betydning. Afvigelse imellem den magnetiske og den reele nord-


40 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.10: Hastighedsdata for Dumpen og Teleøen i Sisimiut<br />

pol var i <strong>Sarfannguaq</strong> (2007) 34 ◦ , og den <strong>af</strong>tager ca. 0, 5 ◦ /år. Det kan, i det<br />

komplekse terræn, have stor betydning for beregningerne <strong>af</strong> vindresursernes<br />

fordeling. Dette spørgsmål kan først <strong>af</strong>klares, når der foreligger tilstrækkelig<br />

data fra de nye instrumenter, som er orienteret mod den magnetiske nordpol.<br />

Ved projektets <strong>af</strong>slutning er de første data fra de nye instrumenter, der<br />

blev monteret i forbindelse med studieturen til <strong>Sarfannguaq</strong>, modtaget. De<br />

nye data dækker perioden 21.02.2009-06.04.2009 og har nulpunkt i magnetisk<br />

nord.<br />

Fordelingerne er ikke helt identiske se figur 5.11, men <strong>af</strong>vigelsen er ikke stor.<br />

Dataene for perioden 2003-2008 ligger en smule lavere end dataene for 2009,<br />

men hvor meget er ikke muligt at bestemme ud fra dette plot. For de gamle<br />

data er der en noget større hyppighed for de vestlige sektorer (8-11), men ellers<br />

er fordelingerne rimelig ens. For at estimere <strong>af</strong>vigelsen i nulpunktsretningen<br />

laves en korrelationsanalyse, hvor nulpunktet for den ukendte periode 2003-<br />

2009 varieres i forhold til dataene for 2009, hvor nulpunktet er kendt figur<br />

5.12.<br />

For at få en mere præcis identificering <strong>af</strong> offsettet halveres de anvendte<br />

sektorer til 15 ◦ . Nulpunktet for perioden 2003-2008 estimeres derved til 13 ◦<br />

under retningen til den magnetiske nordpol. Det betyder, at det gennemsnitlige<br />

nulpunkt for 2003-2008 dataene ligger i 312 ◦ N, hvilket medfører, at dataene


5.3. MCP BEREGNINGER FOR SITES 41<br />

Figur 5.11: Retningshistogram for henholdsvis nye data for 2009 og de tidligere<br />

korrigerede data for perioden 2003-2008<br />

skal korrigeres 48 ◦ med uret. Der tages ikke hensyn til den lille ændring <strong>af</strong><br />

retningen til magnetisk fra år til år. Efter korrektionen kommer fordelingen<br />

til at se ud, som vist i figur 5.13. Efter korrektionen er der en klar hovedvind<br />

retning, sektor 6. Vindretningen ligger inden for sektor 6, 150 ◦ ± 15 ◦ , 41,7<br />

% <strong>af</strong> tiden. Ser man på det i forhold til det overordnede landskab figur 5.14<br />

og det faktum at den dominerende vindretning for området er øst, sker der<br />

en markant <strong>af</strong>bøjning at vinden. Højdekurverne på kortet er 100 m kurver,<br />

men på trods <strong>af</strong> den kendte vindretning er det rimelig kompliceret at <strong>af</strong>gøre,<br />

hvordan strømningerne forløber.<br />

Strømningsarealet indsnævres før vinden når <strong>Sarfannguaq</strong>, fordi fjorden<br />

syd for bygden bliver smallere. Når vinden nærmer sig <strong>Sarfannguaq</strong>, deles<br />

strømningen i en strømning der går op over det lave fjeld ved <strong>Sarfannguaq</strong>,<br />

hvor masten er placeret og en del, der fortsætter ud igennem den sydlige fjord.<br />

Vinden kan ikke ramme masten direkte fra øst, fordi fjeldet på fastlandssiden<br />

<strong>af</strong> de smalle stræde er noget højere. Den del <strong>af</strong> strømningerne, der kanaliseres<br />

rundt i fjordene, gør det svært at forudsige vindretningerne og fordelingen <strong>af</strong><br />

resurserne. Da vi som tidligere beskrevet kun har den ene mast i området er<br />

det ikke muligt at verificere de fordelinger, der beregnes ud fra figur 5.13.


42 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.12: Korrelationen imellem retningsdataene for perioden 2003-2008 og<br />

de nye data fra 2009. Figuren viser, hvordan korrelationen imellem de nye og<br />

de gamle data varierer, hvis nulpunktet for dataene fra perioden 2003-2008<br />

(gamle data) forskydes.<br />

Figur 5.13: Fordelingen <strong>af</strong> data efter at nulpunktet er korrigeret så, den er<br />

sammenfaldende med geogr<strong>af</strong>isk nord


5.4. VINDRESURSER OMKRING SARFANNGUAQ 43<br />

Figur 5.14: Kort over <strong>Sarfannguaq</strong>området med angivelse <strong>af</strong> retningsfordelingen<br />

Figur 5.15: Hastighedsfordeling for <strong>Sarfannguaq</strong><br />

5.4 Vindresurser omkring <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Ud fra målinger foretaget i <strong>Sarfannguaq</strong> kan retnings- og hastighedsfordelingerne<br />

beregnes se figur 5.15. Korrektionen <strong>af</strong> retningsdataene har ændret<br />

vindrosen markant, men det har naturligvis ingen indflydelse på hastighedsfordelingen,<br />

vindrosen for de oprindelige data kan ses bilag E.


44 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

5.5 Udarbejdelse <strong>af</strong> vinddata for simulering<br />

Til simuleringen skal der anvendes en dataserie svarende til et normalt vindår.<br />

Der simuleres over en periode på minimum et år, og der skal derfor produceres<br />

en repræsentativ dataserie med en længde på minimum et år. Der er mindst<br />

fem metoder til at omregne dataene til en sådan dataserie.<br />

1. Der beregnes ud fra alle de indsamlede data en sandsynlighedsfordeling<br />

for hastighederne. En weibull fordeling tilpasses fordelingen. Ved<br />

at anvende en matematisk random generator kan en dataserie med den<br />

pågældende fordeling genereres.<br />

2. Dataene opdeles i måneder og derefter genereres på samme måde 12<br />

sandsynlighedsfordelinger. Ud fra fordelingerne beregnes dataserier, som<br />

sættes sammen til et helt år.<br />

3. Ud fra sandsynlighedsfordelingen, for alle data, kan de manglende værdier<br />

for et givet år estimeres og dermed fås en helt år. Det hele år kan<br />

så korrigeres for årlige variationer ved hjælp <strong>af</strong> data fra en klimastation.<br />

4. Dataserien opdeles i år og derefter beregnes, for hvert måletidspunkt<br />

(måned, dato klokkeslet), middelværdien over alle måleårene og samles<br />

til et middelår.<br />

5. Alle dataene korrigeres først for årsvariationer efter den nærmeste station<br />

med langtidsmålinger. Derefter anvendes data fra et givet år som<br />

udgangspunkt. De manglende data hentes så fra de øvrige år i vilkårlig<br />

rækkefølge.<br />

Normalt beregnes den årlige energiproduktion ud fra en fordeling for alle<br />

hele år, men som tidligere beskrevet findes der i praksis data for ikke hele år for<br />

<strong>Sarfannguaq</strong> sitet. Anvendes alle data, uden hensyntagen til hvornår dataene<br />

er indsamlet, kan det give store <strong>af</strong>vigelser på grund <strong>af</strong> sæsonvariationerne.<br />

Som det kan ses <strong>af</strong> dataserien bilag E, er der rimelig store sæsonvariationer<br />

på sitet, og det er derfor ikke underordnet, hvor stor en repræsentation <strong>af</strong> de<br />

enkelte perioder, der findes i dataserien.<br />

Anvendes metode 1 til at generere dataserien, vil der blive problemer med<br />

overrepræsentation <strong>af</strong> enkelte perioder. Anvendes metoden alligevel fås resultaterne<br />

som vist i tabel 5.1<br />

Tabel 5.1: Vinddata for <strong>Sarfannguaq</strong> metode 1<br />

Middel Weibull Weibull<br />

[m/s] A k<br />

5,88 6,57 1,73


5.5. UDARBEJDELSE AF VINDDATA FOR SIMULERING 45<br />

Anvendes derimod metode 2 vil de sæsonmæssige overrepræsentationer<br />

stort set være eliminerede. En anden fordel ved at anvende metode 2 er,<br />

at de sæsonmæssige variationer bevares idet hver måned behandles særskilt.<br />

Døgnvariationer og andre, væsentlige variationer vil gå tabt, hvis denne metode<br />

anvendes. For almindelige produktionsberegninger vil dette ikke være<br />

et problem, men når dataene skal anvendes til en simulering, sammen med<br />

forbrugsdataene, vil dette ikke give et korrekt billede <strong>af</strong> produktionsmønsteret.<br />

Anvendes denne metode, fås resultaterne vist tabel 5.2. Som det fremgår<br />

<strong>af</strong> tabellen fås generalt en smule højere vindhastigheder for denne metode,<br />

hvilket skyldes en kombination <strong>af</strong> repræsentationsfejl ved tilpasning <strong>af</strong> weibullfunktionerne<br />

også overrepræsentation <strong>af</strong> lavvindsperioder for den samlede<br />

dataserie. Repræsentationsfejlene kan minimeres ved at forbedre opløsning for<br />

sandsynlighedsfordelingen og istedet for at anvende en weibillrepræsentation<br />

<strong>af</strong> fordelingen generere dataene direkte fra den aktuelle fordeling. Anvendes<br />

en opløsning på 0,1m/s bliver middelværdien og fordelingen som vist i række<br />

„Org“ i tabel 5.2. Dette resultat vurderes at <strong>af</strong>spejle den reelle vindresurse for<br />

sitet bedst, se fordelingen i figur 5.16.<br />

Tabel 5.2: Vinddata for <strong>Sarfannguaq</strong> metode 2<br />

Måned Middel Middel Weibull Weibull<br />

[m/s] [ ◦ ] A k<br />

1 6,87 221 7,75 2,38<br />

2 7,32 217 8,26 1,86<br />

3 6,73 207 7,61 2,22<br />

4 5,94 201 6,72 2,26<br />

5 5,11 181 5,78 2,03<br />

6 4,73 195 5,35 1,94<br />

7 4,91 207 5,55 2,14<br />

8 5,05 184 5,71 2,09<br />

9 6,44 219 7,27 2,23<br />

10 6,65 236 7,50 2,42<br />

11 6,75 223 7,60 2,58<br />

12 7.02 202 7,94 2,06<br />

All 6,12 208 6,92 2,19<br />

Org 5,87 6,55 1,75<br />

Metode 3 er ikke så anvendelig for denne opgave, da der ikke findes hverken<br />

et godt repræsenteret år eller gode data fra en klimastation i området. Et <strong>af</strong><br />

de store problemer med metoden er, at der ikke er nogen styring <strong>af</strong>, hvordan<br />

de orginale data og de genererede data passer sammen. De genererede data<br />

genereres tilfældigt ud fra sandsynlighedsfordelingen og vil derfor påvirke både<br />

variationer og i tilfælde <strong>af</strong> få manglende værdier kan det have stor betydning<br />

på de nye data’s sandsynlighedsfordeling. Døgnvariationer, sæsonvariationer


46 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.16: Histogram genereret for data genereret direkte fra de månedlige<br />

sandsynlighedsfordelinger<br />

og andre variationer kan blive sløret <strong>af</strong> de tilfældigt genererede data.<br />

Metode 4 anvender middelværdier for alle samtidige målinger uden hensyntagen<br />

til, hvilket år målingerne er foretaget. Det betyder, at de fleste tidsmæssige<br />

variationer bevares, men udsvingenes størrelse vil blive begrænset <strong>af</strong><br />

ikke samtidige variationer for de forskellige år. Metoden har den ulempe, at<br />

der ikke kan korrigeres for årsvariationer. Der blev ved denne metode fundet<br />

en periode (03.08.xxxx - 15.08.xxxx), hvor der manglede 114 målinger. Det<br />

rejser igen spørgsmålet om, hvordan huller i dataserien skal lukkes. Der er<br />

som det kan ses figur 5.17, tale om enkelte værdier eller kortere perioder uden<br />

data. De manglende data udgør således 2,5% <strong>af</strong> dataene for august og 0,2%<br />

<strong>af</strong> den samlede serie. Det betyder, at de manglende data ikke har så stor betydning<br />

for de overordnede variationer og den samlede resurse. På figuren er<br />

de manglende data vist med en meget høj værdi, der fremstår som en næsten<br />

lodret linje (den blå kurve). Der er tale om huller på op til 16 målinger.<br />

Den røde linje viser hvordan hullerne kan lukkes ved at anvende varierende


5.5. UDARBEJDELSE AF VINDDATA FOR SIMULERING 47<br />

Figur 5.17: Perioden i august, hvor der mangler målinger<br />

middelværdier, i dette tilfælde er der anvendt 25 værdiers middel.<br />

En anden mulighed er at tage de manglende målinger fra de tilsvarende<br />

målinger i juli eller august. På den måde fastholdes døgnvariationer og lignende,<br />

men det kan give en lille <strong>af</strong>vigelse i forhold til den korrekte fordeling <strong>af</strong><br />

hastighederne. Den grønne kurve vist i figur 5.17 viser tidsserien ved anvendelse<br />

<strong>af</strong> de tilsvarende målinger fra juli.<br />

Det størst problem ved metode 4 er, at variationernes størrelse dæmpes<br />

og derfor ikke giver et realistisk resultat.<br />

Metode 5 har den fordel, frem for flere <strong>af</strong> de andre metoder, at største<br />

delen <strong>af</strong> dataene tages fra et år og derved bevares variationerne. Det er således<br />

også muligt at anvende en traditionel korrektion <strong>af</strong> årsvariationerne ud fra en<br />

klimastation.<br />

I den aktuelle sitiuation er de eneste langtidsdata, der er til rådighed, til<br />

korrektion <strong>af</strong> data, data fra Teleøen. Som det blev påvist i <strong>af</strong>snit 5.3, er der<br />

kun en ringe sammenhæng imellem vindhastighederne på Teleøen og i <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

Manglen på sammenhængende data for <strong>Sarfannguaq</strong> sitet besværliggør<br />

korrektionsprocessen ydeligere. Som kompensation for de manglende data anvendes,<br />

som beskrevet under metode 4, data fra det samme tidspunkt og dato<br />

i den foregående måned.<br />

Ud fra en <strong>af</strong>vejning <strong>af</strong> fordele og ulemper ved de fem metoder og den<br />

begrænsning der ligger i data mængden er metode 5 valgt. Fremgangsmåden<br />

for korrektion <strong>af</strong> årsvariationer er:<br />

1. Dataene for måle- og referencesite sorteres i år<br />

2. Den samlede og de årlige middelvindhastigheder for referencesitet be-


48 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

regnes<br />

v (ref,år) = 1<br />

N<br />

N<br />

v (n),ref<br />

n=1<br />

(5.1)<br />

3. Ud fra måletidspunkterne for målesitet udtages de simultane målinger<br />

for referencesitet for hvert år<br />

v (ref∼måle) = v ref,(T ime(ref)∼T ime(måle))<br />

(5.2)<br />

4. Beregne forholdet mellem den pågældende årsmiddelværdi og middelværdien<br />

for måletidspunkterne i det pågældende år<br />

kor (periode) = v (ref∼måle)<br />

vref,år<br />

(5.3)<br />

Forholdet imellem årsmiddelværdien og hastighedsnormen beregnes. Disse<br />

værdier findes i tabel F.1.<br />

kor (år) = vref,år<br />

vnorm<br />

(5.4)<br />

5. De to korrektionsforhold lægges forholdsmæssigt sammen og derved fås<br />

den samlede korrektionsfaktor for målingerne i det pågældende år<br />

kor (samlet) =<br />

1<br />

korperiode<br />

1<br />

korår<br />

(5.5)<br />

Benyttes denne fremgangsmåde fås korrektionsfaktorerne i tabel 5.3 for<br />

måledataene fra <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

Tabel 5.3: Korrektionsfaktorer og resulterende middelhastigheder for <strong>Sarfannguaq</strong><br />

År Kor periode Kor år Kor samlet Middel Målinger<br />

2003 0,9636 1,0493 1,0112 6,51 21163<br />

2004 0,8974 1,0723 0,9623 5,87 29638<br />

2006 1,1244 0,9584 1,0777 6,01 19039<br />

2007 1,0203 1,0632 1,0848 5,98 43915<br />

2008 0,7201 1,0160 0,7323 4,48 10549<br />

At anvende dataene fra Teleøen til at korrigerer dataene for <strong>Sarfannguaq</strong> er<br />

langt fra optimalt, men det er den eneste mulighed til at få en ide om hvordan<br />

måleperioderne ligger i forhold til normhastigheden for sitet. At der ikke findes<br />

et helt års målinger for <strong>Sarfannguaq</strong> (52560 målinger) betyder, at resultaterne<br />

bliver ekstra usikre, da det således er nødvendigt at lave to korrektioner. Fra<br />

resultaterne <strong>af</strong> korrelationsundersøgelserne vides det, at dataene for Teleøen


5.5. UDARBEJDELSE AF VINDDATA FOR SIMULERING 49<br />

Figur 5.18: Histogrammer for udvalgte kombinationer <strong>af</strong> dataserier<br />

ikke repræsenterer vinden i området specielt godt. Det kan der<strong>af</strong> ikke konkluderes,<br />

at dataene ikke kan anvendes til en korrektion <strong>af</strong> årsvariationer og det<br />

er ikke muligt at klarlægge, da der ikke har været adgang til langtidsdata fra<br />

andre master i området. Havde Teleøen været fuld repræsentativ for sitet i<br />

<strong>Sarfannguaq</strong> havde vi naturligvis fået ens middelværdier, men det er ikke helt<br />

tilfældet. Sammenholdes de resulterende middelværdier i tabel 5.3 med den<br />

estimerede middelværdi på 5,87 m/s, ligger årene med mange målinger tættest<br />

på. Det skyldes, at metoden med at anvende korte, samtidige perioder til at<br />

estimere årets middelhastighed er rimelig usikker, når sitedata ikke korrelerer.<br />

Det er derfor ikke ligegyldigt, hvilken prioriteringsrækkefølge dataserierne<br />

anvendes i. For at minimere usikkerhederne bør dataserierne derfor anvendes<br />

efter længde med den længste først. Med usikkerheden på korrektionen kan<br />

der argumenteres for, at der skal vælges den række, der giver den middelværdi<br />

eller fordeling, der ligner de originale data mest.<br />

Anvendes dataserierne efter længde, fås en middel vindhastighed på 6,06<br />

m/s og weibull værdierne A=6,98 k=1,82. Middelværdien for de enkelte dataserier<br />

er ikke nødvendigvis et god indikator for, hvor ens serierne er. Men<br />

sammenlignes fordelingerne istedet, får man et godt billede <strong>af</strong> serierne jf. figur<br />

5.18.<br />

Forskellen på de enkelte kombinationer er ikke voldsom store, men det vil<br />

få en ikke uvæsentlig indflydelse på den årlige produktion, hvis der vælges<br />

en dårlig kombination. Kombineres serierne efter størrelse vil det, som også<br />

middelværdien antydede, give en lidt højere resurse end de orginale data.


50 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Anvendes den sidste kombination (04,07,06,03,08) fås en lidt lavere resurse,<br />

selvom middelværdien for denne serie er 5,92 m/s mod original seriens 5,87<br />

m/s. Det er denne kombination, der kommer tættest på den originale, og derfor<br />

vælges denne kombination til simuleringen.<br />

5.6 WAsP analyse <strong>af</strong> vindresurserne i området<br />

Vinddataene, der er benyttet som resurse for simuleringerne er den nomineller<br />

vindresurse i målepunktet (mastens position i 10 meters højde). Dette <strong>af</strong>snit<br />

skal forsøge at kortlægge, hvordan vindresurserne fordeler sig i området. Til<br />

dette anvendes WAsP, der er et specialdesignet software til denne type beregninger.<br />

WAsP blev i sin oprindelige version udviklet på Risø i slutningen <strong>af</strong><br />

firserne, men er løbende blevet opdateret. Til dette projekt er version 9.00.0153<br />

anvendt. WAsP anvender en forholdsvis simpel liniær flowmodel betegnet Lincon<br />

(LINearized COMputation). Modellen er løbende blevet udbygget og optimeret,<br />

men grundlæggende har WAsP vist sig at give gode resultater for områder<br />

uden flowseparation. Ved en standardstrømning vil separation påvirke<br />

strømningerne ved hældninger over 33 %. Separation vil medføre en overestimering<br />

<strong>af</strong> „speed up“ effekten og dermed fejlestimere vindresurserne . For at<br />

få et godt estimat <strong>af</strong> vindresurserne i områder med meget komplekst terræn er<br />

det nødvendigt at anvende mere krævende teknikker som finite volumen eller<br />

finite difference (CFD). Disse metoder er væsentlig mere tidskrævende, og da<br />

der ikke er nogle muligheder for at verificere resultaterne pga., at vindresursen<br />

kun er kendt i et punkt, er det i forbindelse med dette projekt vurderet at<br />

arbejdet med en sådan model ikke vil <strong>af</strong>spejle sig i resultaterne. Der henvises<br />

istedet til [Pianigiani(2009)] som omhandler anvendelse <strong>af</strong> CFD til estimering<br />

<strong>af</strong> vindresurserne i <strong>Sarfannguaq</strong>området.<br />

Det er muligt at lave en rimelig estimering <strong>af</strong> vindresurserne med WAsP,<br />

i områder med for kompleks terræn [Mortensen(2004)], men der kræves som<br />

regel flere master til at korrigere modellen. Den kritiske hældning for separation<br />

er som tidligere beskrevet omkring 33 %. I WAsP angives andelen <strong>af</strong><br />

terrænet over den kritiske hældning ved RIX (ruggedness index), og det er<br />

således muligt at <strong>af</strong>gøre, hvor meget separation der vil forekomme i området<br />

som følge <strong>af</strong> terrænets orogr<strong>af</strong>i.<br />

Opbygning og anvendelse <strong>af</strong> WAsp<br />

WAsP anvendes grundlæggende til at estimere vindresurser i et større eller<br />

mindre område. Programmet anvender langtidsmålinger fra en „reference location“<br />

til at estimere vindforholdene „estimeringslocationen“. Første step i<br />

denne proces er generalisering <strong>af</strong> dataene fra referencelocationen. Det betyder,<br />

at dataene renses for lokale påvirkninger omkring referencelocationen,<br />

objekter, landskabets orogr<strong>af</strong>i og overfladeruheden. Resultatet <strong>af</strong> denne generalisering<br />

kaldes generaliseret vindklima. Ud fra det generaliserede vindklima


5.6. WASP ANALYSE AF VINDRESURSERNE I OMRÅDET 51<br />

kan WAsP så beregne vindklimaet for en given location ved at tilføje de lokale<br />

effekter omkring denne location. På samme måde kan WAsP også beregne<br />

fordelingen <strong>af</strong> vindresurser i et område.<br />

Input til WAsP<br />

For at WAsP kan beregne vindresurserne, har programmet brug for vinddata<br />

fra reference locationen og oplysninger om de lokale forhold.<br />

Dataene fra referencelocationen indlæses ved hjælp <strong>af</strong> „WAsP <strong>Clim</strong>ate<br />

Analyst“ eller „OWC Wizard“, der ud fra dataene kan beregne et observeret<br />

vindklima (OWC). Det observerede vindklima kan senere importeres til<br />

selve WAsP programmet. <strong>Clim</strong>ate Analyst kan importere data i flere forskellige<br />

formater, men ASCII-format er lettest at arbejde med. Der er en del krav<br />

til dataene, for at programmet kan læse dem. For det første skal der være<br />

lige mange værdier i alle kolonner, måletidspunkterne skal komme i kronologisk<br />

rækkefølge, og der må ikke være to ens tidsangivelser i dataserien. Disse<br />

krav har givet anledning til en del problemer, fordi programmet ikke altid<br />

indikerer, hvorfor en kommando ikke kan udføres, men kun at det ikke kan<br />

udføre den ønskede kommando. Som datagrundlag for WAsPberegningerne er<br />

der anvendt data for perioden 2003-2008 ialt 124.116 målinger eller 2,36 års<br />

kontinuerlig måling.<br />

Oplysninger omkring orogr<strong>af</strong>i og overfladeruheder importeres fra et specielt<br />

WAsP kort, der kan udarbejdes i programmet „WAsP Map Editor“. I Map<br />

Editor programmet kan orogr<strong>af</strong>idata i dxf-formet indlæses, og ruhedszoner<br />

indtegnes. Det er et krav, at alle kurver er repræsenteret og sammenhængende.<br />

Med hensyn til det anvendte kortmateriale er det meget vigtigt, at det har en<br />

tilstrækkelig fin opløsning, særligt nær reference- og estimeringslocationerne,<br />

for at beregningerne giver et pålideligt resultat. Overfladeruhederne er også<br />

vigtig, da de blandt andet anvends til at estimere vindprofilet.<br />

Grundlæggende er der til dette projekt anvendt data fra vandrekortet „Sisimiut“<br />

1:100.000 med 25 meters højdekurver. Opløsningen omkring <strong>Sarfannguaq</strong><br />

er øget ved at anvende ASIAQ bygdekort DTM 10x10m med ned til<br />

0,5m højdekurver. Til beregningerne er der anvendt 10 og 2 meters højdekurver.<br />

Der er anvendt tre forskellige ruheder til analysen. Vandoverflader er som<br />

WAsP foreskriver sat til en ruhed på 0. Bebyggede områder, i dette tilfælde<br />

kun selve <strong>Sarfannguaq</strong>, er sat til 0,3. Det omkringliggende terræn er meget<br />

varieret men uden meget bevoksning og er sat til 0,03. Ruhederne er estimeret<br />

ud fra de anvendte værdier i [Mortensen and Landberg(1993)].<br />

Objekter tilføjes i selve WAsP under „Obstacle group“. Der er ikke mange<br />

objekter omkring referencemasten ved <strong>Sarfannguaq</strong>. Telegreenland har en form<br />

for container placeret 18 meter fra masten, og det vurderes, at den kan have<br />

indflydelse på indstrømningen til masten. Bag containeren, i en <strong>af</strong>stand <strong>af</strong> 26<br />

m, står en lille gittermast på omkring 5m i højden. Den vurderes, at være<br />

så lille i omfang, at den reelt ikke har nogen betydning for strømningen, og


52 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.19: Kort med orogr<strong>af</strong>i og ruhedsdata benyttet til WAsP analyserne.<br />

25m højdekurver for det meste <strong>af</strong> området, men 2m højdekurver omkring Sarfanguaq.<br />

Ruhedsændringerne kan ses langs vandlinjerne og omkring bygden.<br />

den medtages derfor ikke i analysen. Det samme gør sig gældende for den lille<br />

mast som tidligere blev anvendt til en vindpose, som er placeret 37 meter fra<br />

referencemasten, se figur 5.20.<br />

Beregninger og resultater<br />

For at finde de bedste placeringer i området indledes beregningerne med en<br />

beregning <strong>af</strong> resurserne i et stort område, se figur 5.21. Som det forventes<br />

ud fra retningsfordelingerne, er det områder oven for de stejle syd-sydøstlig<br />

skråninger, der giver de højeste resurser. En stor del <strong>af</strong> disse resurser er ikke<br />

reelle og skyldtes overestimering <strong>af</strong> „speedupeffekten“ som følge <strong>af</strong> manglende<br />

separation i modellen. Senere når beregningsområdet er indsnævret, vil RIXværdienen<br />

og overestimeringerne blive undersøgt. Ud over hældningerne har<br />

også <strong>af</strong>standen til referencemasten en betydning for pålideligheden <strong>af</strong> resultaterne.<br />

Hvis det komplekse terræn tages i betragtning, er det meget begrænset,<br />

hvor langt fra fra masten resurserne kan estimeres. De forholdsvis høje hastigheder<br />

i den nordlige del at området er således med stor sandsynlighed ikke


5.6. WASP ANALYSE AF VINDRESURSERNE I OMRÅDET 53<br />

Figur 5.20: Placering <strong>af</strong> referencemasten og objekter omkring den<br />

repræsentativ for vindresurserne på disse locationer.<br />

Hvis opløsningen på beregningsnettet øges, og området indskrænkes, får<br />

man en endnu bedre estimering <strong>af</strong> resursefordelingen. Efter disse beregninger<br />

varierer resurserne ikke meget hen over fjeldryggen, men der er en smule mere<br />

vind på toppen i den vestlige del <strong>af</strong> det viste område. Det er uden for området<br />

med høj opløsning, og det kan være en del <strong>af</strong> forklaring, fordi de store intervaller<br />

giver noget ekstra speedup, som ikke er reel. Området der ligger så langt fra<br />

selve bygden vurderes kun at være interessant ved anvendelse <strong>af</strong> store møller,<br />

og derfor er vinden i 10 meter ikke så interessant der. For de mindre møller vil<br />

området med høj opløsning være det mest interessante, og derfor gennemføres<br />

yderligere en beregning i dette område med en endnu højere opløsning.<br />

Den sidste resurseberegning er udført med en opløsning på 3 m for at få<br />

et detaljeret billede <strong>af</strong> resursefordelingen, se figur 5.23. Der er ifølge beregningsresultatet<br />

tre placeringer inden for området, der ligger med de højeste<br />

resurser. Det er forhøjningen lige øst for referencemasten. Det syd-østlige hjørne<br />

<strong>af</strong> plateauet, hvor målemasten er placeret også det lille plateauet nord-øst<br />

for referencemasten, på den modsatte side <strong>af</strong> kirkegården. Placering <strong>af</strong> en mølle<br />

lige ved kirkegården og forholdsvis tæt på bygden kan give problemer, både<br />

med godkendelser og gener for beboerne under drift. Der er ikke meget forskel


54 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.21: Den overordnede fordeling <strong>af</strong> middelvinden i området. Pink angiver<br />

3 m/s og rød angiver 8 m/s. X og Y-aksen er UTM-koordinaterne for<br />

kortudsnittet<br />

Figur 5.22: Den overordnede fordeling <strong>af</strong> middelvinden i området. Pink angiver<br />

3 m/s og rød angiver 8 m/s


5.6. WASP ANALYSE AF VINDRESURSERNE I OMRÅDET 55<br />

på resurserne på de tre locationer, og derfor vil placeringerne på sammen plateau<br />

som referencemasten være at foretrække. Rent resursemæssigt er der ikke<br />

den store variation, så længe møllerne placeres oppe på plateauet. Resurserne<br />

på plateauet varierer kun med omkring 3,5 %, og der kan derfor være andre<br />

parametre, som f.eks. den bedste placering <strong>af</strong> fundamentet, der med fordel<br />

kan tages med i vurderingen. For at sikre at den beregnede resursefordeling<br />

er repæsentativ for den virkelige fordeling, skal der laves en undersøgelse <strong>af</strong>,<br />

hvor stor en del <strong>af</strong> strømningerne der separer og derved falder uden for den<br />

liniære models gyldighedsområde. Derfor undersøges terrænets orogr<strong>af</strong>i.<br />

Figur 5.23: Den overordnede fordeling <strong>af</strong> middelvinden i området. Pink angiver<br />

5 m/s og rød angiver 6,09 m/s<br />

Terrænundersøgelse<br />

Undersøgelsen indledes med at undersøge terrænelevationen i området, se figur<br />

5.24. Elevationen spænder fra havoverfladen og op til 82 meters højde. Referencemasten<br />

er placeret i 78,5 meters højde og måler hastigheden og retningen<br />

i omkring 89 meter over havet. Fordelingsrosen på figuren angiver orogr<strong>af</strong>ipåvirkningen<br />

<strong>af</strong> vindhastigheden for referencemålingerne. For hovedvindretning,<br />

sektor 6, er det tydeligt, at orogr<strong>af</strong>ien har en betydelig effekt på vindhastigheden.<br />

Det næste der undersøges er RIX fordelingen. RIX er en angivelse, som<br />

WAsP anvender til at indikere, hvor stor en del <strong>af</strong> indstrømningsområdet,<br />

der har en hældning på over 0,3, hvor separation kan optræde. For området<br />

ligger indexet imellem 7,4 og 11 %, men for plateauet, hvor referencemasten er


56 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.24: Terrænelevation (0-82 m) og dens påvirkning <strong>af</strong> referencemasten<br />

placeret ligger den imellem 9 og 10,5 %,se figur 5.25. Det betyder, at der som<br />

minimum for nogle sektorer kan forvente separerende strømninger. I princippet<br />

betyder det, at man er uden for WAsP’s liniære models gyldighedsområde, men<br />

ved at anvende ∆RIX, forskellen imellem RIX-værdien for referencemastens<br />

placering og så det ønskede estimerings punkt, kan der laves en fornuftig<br />

estimering <strong>af</strong> beregningsfejlen.<br />

∆RIX værdierne er generelt meget lave for det beregnede område, og det<br />

skyldes primært områdets størrelse, se figur 5.26. ∆RIX ligger fra -2,4 % til<br />

1,1 % for hele området og fra 0 til 1 % for plateauet med referencemasten. Generalt<br />

betyder en positiv ∆RIX en positiv fejlestimering og omvendt ved en<br />

negetiv værdi. Tages der udgangspunkt i resultaterne fra [Mortensen(2004)]<br />

og [Mortensen and Antoniou(2006)] vil fejlestimeringen i forhold til ∆RIX<br />

tilnærmelsesvis være 1,5 gange ∆RIX-værdien. Antages dette at være gældende<br />

for plateauet i <strong>Sarfannguaq</strong>, vil fejlestimeringen ligge inden for 1,5 %.<br />

Korrigeres middelvindene for plateauet for overestimeringen vil den bedste<br />

placering på plateauet give en middelvind på 2,9 % mere end referencemastens<br />

placering. Det lyder ikke <strong>af</strong> meget, men det betyder en 9 % højere energi<br />

i vinden.<br />

Med de små variationer der er i vindresurserne på plateauet og de små<br />

forventede <strong>af</strong>vigelser i resultaterne, repræsenterer måledataene inden for nogle<br />

få procent, vindresurserne for hele plateauet. Den direkte anvendelsen <strong>af</strong><br />

måledataene, som resursegrundlag for simuleringerne vurderes derfor at give<br />

en god repræsentation <strong>af</strong> vindresurserne for de mulige placeringer.


5.6. WASP ANALYSE AF VINDRESURSERNE I OMRÅDET 57<br />

Figur 5.25: RIX fordelingen over området. Blå angiver 7,1 og pink 11 %<br />

Resurser for større møller<br />

Det er ikke kun små møller, 0-20 kW, med navhøjder omkring 10 meter, der<br />

kunne være interessant for <strong>Sarfannguaq</strong>, men også de lidt større møller op til<br />

300 kW. Ved en middel eller høj andel vindkr<strong>af</strong>t vil de små møller ikke være<br />

en økonomisk løsning. Derfor er det nødvendigt at undersøge, hvordan vindresurserne<br />

fordeler sig i 36 meters højde, der er deres typiske navhøjde. Når<br />

WAsP skal beregne vindhastigheden i en bestemt højde anvender programmet<br />

som udgangspunkt et logaritmisk hastighedsprofil, men profilet korrigeres for<br />

påvirkninger fra inhomogent terræn og stabiliteten <strong>af</strong> grænselaget. Den simple<br />

lineære beregningesmodel, som WAsP anvender, kan give problemer med at<br />

bestemme vindprofilet korrekt. Dette vil særligt være et problem i kompleks<br />

terræn, hvor turbulens og lokale termiske vinde vil forstyrrer strømningerne.<br />

Med disse usikkerheder er det meget vigtig med verificering <strong>af</strong> resultaterne,<br />

men her er det igen et problem kun at have et målepunkt til rådighed. Uden<br />

mulighed for at verificere vindprofilerne er der ingen sikkerhed for at det anvendte<br />

profil og derved vindhastighederne er korrekte. Så længe der regnes<br />

på små møller med navhøjder, der ikke <strong>af</strong>viger meget fra referencehøjden og<br />

inden for et snævert geogr<strong>af</strong>isk område <strong>af</strong> referencemasten har det ikke den<br />

store betydning, men for estimering <strong>af</strong> vindresurser for store møller kan det<br />

have stor betydning.<br />

De vigtigste parametre for profilets form er terrænvariationerne og overfladeruhederne.<br />

Terrænvariationerne er godt beskrevet inden for bygdekortenes<br />

dækningsområder, men resten <strong>af</strong> terrænet er noget dårligere repræsenteret.


58 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.26: Delta-RIX fordelingen i beregningsområdet. Rød angiver -2,4 og<br />

grøn 1,1 %<br />

Overfladeruhederne er en meget mere kompleks størrelse. Inden for bygderne<br />

kan der anvendes værdier for spredt lav bebyggelse, men det åbne terræn er<br />

mere kompliceret.<br />

Omkring <strong>Sarfannguaq</strong> består det meste <strong>af</strong> overfladen <strong>af</strong> klippe <strong>af</strong>brudt <strong>af</strong><br />

mindre områder med græs eller grus. Om vinteren dækkes det meste <strong>af</strong> et<br />

lag sne/is, som udjævner mange <strong>af</strong> de mindste variationer og dermed ændrer<br />

ruheden. WAsP kan ikke håndtere tids<strong>af</strong>hængige værdier, og derfor er der<br />

anvendt en estimeret middelværdi.<br />

Problemer med at estimere en fornuftig middelværdi for store sæsonvariationer<br />

gør sig også gældende for varmeoverførslerne fra overfladerne, heat<br />

flux. Tages der udgangspunkt i resultaterne fra [Torgny Vinje(2004)] for 75 ◦ N<br />

er nettoværdierne, på land 65W/m 2 om sommeren og −10W/m 2 om vinteren,<br />

over havet 200W/m 2 om sommeren og −40W/m 2 om vinteren. Hvordan<br />

værdierne ser ud for <strong>Sarfannguaq</strong> er usikker, men der er anvendt estimerede<br />

middelværdier, 10W/m 2 for land og 40W/m 2 for vand. Anvendes disse parametere,<br />

bliver middelvinden i 36 meter, som vist figur 5.27. Beregningen viser,<br />

at middelvinden i området er højeste på den vestlige top. Middelhastigheden<br />

her er 6,8 m/s mod 6,0 m/s på plateauet med referencemasten.<br />

Kontrolleres ∆RIX for denne beregning, er den naturligvis større end i<br />

det lille område, der tidligere blev beregnet, men for det vestlige plateau er<br />

den kun omkring 2 %. Det betyder, at der kan forventes en overestimering på<br />

omkring 3 %, hvilket vil sige 0,21 m/s. Den estimerede middelvind for dette


5.6. WASP ANALYSE AF VINDRESURSERNE I OMRÅDET 59<br />

Figur 5.27: Vindresurserne i 36 meters højde. Pink angiver 5 m/s og rød<br />

angiver 6,84 m/s<br />

plateau bliver således 6,63 m/s. Sættes dette i forhold til WAsP’s estimering<br />

for referencedataene 5,83 m/s betyder det, at middelvinden skulle være 13,7<br />

% højere end referencemålingernes placering. Det skal bemærkes, at denne<br />

beregning er behæftet med mange usikkerheder, og resultaterne bør ikke anvendes<br />

som grundlag for investeringer. Der bør laves specifikke målinger på<br />

locationen for at verificere resultaterne inden de anvendes. Til estimering <strong>af</strong><br />

vindresurserne for de store møller, der forventes placeret på det, højere plateau,<br />

antages det at de 13,7 % er udtryk for den virkelig resurce, og derfor<br />

anvendes de 13,7 % som offeset i forhold til referencedataene i simuleringen.


60 KAPITEL 5. VINDRESURSER I SARFANNGUAQ<br />

Figur 5.28: Delta-RIX for 36 meters estimeringerne. Rør angiver -3,1 og grøn<br />

angiver 2,8 %


Kapitel 6<br />

Vindkr<strong>af</strong>t i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Ved implementering <strong>af</strong> vindkr<strong>af</strong>t i et elnet er der nogle grundlæggende aspekter,<br />

der bør overvejes. Først og fremmest bør man overveje, hvorfor man ønsker<br />

at implementere vindenergi og dernæst, hvilket man mål har for andelen <strong>af</strong><br />

vindenergi. Er der udelukkende økonomiske grunde til at implementere vindkr<strong>af</strong>t,<br />

er det som regel ikke en god ide, da vindkr<strong>af</strong>t kun i særlige tilfælde er<br />

konkurrencedygtig med traditionelle energikilder. Vindkr<strong>af</strong>t er mest konkurrencedygtig,<br />

hvis vindresurserne er usædvanlig gode eller hvis produktionsprisen<br />

for de traditionelle energikilder <strong>af</strong> den ene eller den anden grund er meget<br />

høje. Årsagerne til at vælge vindkr<strong>af</strong>t er derfor ofte politiske eller miljømæssige.<br />

For <strong>Sarfannguaq</strong>s vedkommende er de primære årsager til, at vindkr<strong>af</strong>t er<br />

interessant, de politiske og miljømæssige, men med de relativt høje produktionspriser<br />

på det nuværende kr<strong>af</strong>tværk kan det ikke udelukkes, at det også<br />

kan blive økonomisk attraktivt. Med en produktionspris i 2007 på 5,73 kr/kWh<br />

er der gode muligheder for, at vindkr<strong>af</strong>t på sigt kan blive en god forretning.<br />

Miljømæssigt kan det give en forbedring <strong>af</strong> luftkvaliteten i og omkring bygden,<br />

og derudover kan CO 2 udslippet begrænses. I 2008 blev der brændt over 166<br />

m 3 gasolie <strong>af</strong> på det lille værk, hvilket svarer til 442 tons CO 2 Der blev i 2008<br />

produceret 593.280 kWh på værkets tre generatorer, 2x184 kW + 1x116 kW.<br />

Det betyder, at værkets kapacitetsfaktor er på:<br />

Kapacitetsfaktor =<br />

P roduktion<br />

Nomineleffekt · T imer =<br />

593280<br />

= 0, 1395<br />

(2 · 184 + 116) · 8784<br />

(6.1)<br />

Denne lave udnyttelse <strong>af</strong> produktionskapaciteten er med til at gøre de faste<br />

omkostninger meget høje. Den høje kapacitet er sandsynligvis valgt for at<br />

imødegå det fremtidige forbrug og for at have en tilstrækkelig høj forsyningssikkerhed.<br />

61


62 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Tabel 6.1: Andel vedvarende energi<br />

Andel Betydning for systemet<br />

Lav andel Konstant en generator i drift<br />

Årlig andel


6.2. SIMULERINGSMODEL FOR LAV ANDEL VINDKRAFT 63<br />

Figur 6.1: Belastningsfordelingen for kr<strong>af</strong>tværket i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

6.2 <strong>Simulering</strong>smodel for lav andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

<strong>Simulering</strong>smodellen skal som udgangspunkt anvende eksisterende møller på<br />

markedet, og derfor anvendes producenternes effektkurver til at beregne møllernes<br />

<strong>af</strong>givende effekt. Tidsserien med de nominelle vindhastigheder, der er<br />

udarbejdet som beskrevet i kapitel 5.5, indlæses og kontrolleres i modulet „Vindresurse“.<br />

Fra resursemodulet føres vindhastighederne over i modulet „Vindmølle“.<br />

I dette modul udregnes produktionen ud fra producentens effektkurve.<br />

Effektkurverne er opgivet for luftdensitet på 1,225 kg/m 3 , og da det ikke er<br />

middeldensiteten for luften i <strong>Sarfannguaq</strong> korrigeres kurverne med forholdet<br />

imellem kurvens og sitets densitet. Ud fra effekten beregnes produktionen,<br />

der sammen med effekten er output for modulet. Effekten sammenholdes med<br />

forbruget, hvorefter effekten enten sendes til kr<strong>af</strong>tværket eller dumpes.<br />

Det næste modul er vindmøllens økonomimodul. Formålet er at beregne<br />

den gennemsnitlige pris for en given periode <strong>af</strong> møllens forventede levestid.<br />

Møllernes levetid er som udgangspunkt fastsat til 20 år. Mølle- og evt. konverter<br />

priser kan fås som listepriser ved producenterne, men udgifter til fundament,<br />

adgangsveje, kabler, opstilling mm. skal estimeres. Ud fra tabel 6.2<br />

kan den almindelige fordeling <strong>af</strong> udgifterne til etablering <strong>af</strong> en vindmøllepark<br />

<strong>af</strong>læses. For et <strong>af</strong>sides site som sitet ved <strong>Sarfannguaq</strong> vil denne fordeling ikke<br />

være gældende, fordi arbejdet på selve sitet og transporten <strong>af</strong> byggematerialer<br />

til sitet er væsentlig dyrere end normalt, da alt skal sejles ind. Især etablering<br />

<strong>af</strong> stabile adgangsveje for større komponenter og transport <strong>af</strong> maskiner kan<br />

blive væsentligt dyrere end normalt.


64 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Tabel 6.2: Normal udgiftsfordeling for vindmøllepark, kilde: BWEA<br />

Beskrivelse Index<br />

Vindmølle 65<br />

Bygnings arbejde 13<br />

Interne forbindelser 8<br />

Elektrisk forbindelse 6<br />

Projekt deisgn 8<br />

Ialt 100<br />

Tabel 6.3: Estimeret udgiftsfordeling for <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Beskrivelse Index Andel<br />

Vindmølle og transport 69 53 %<br />

Bygnings arbejde 20 15 %<br />

Interne forbindelser 4 3 %<br />

Elektrisk forbindelse 11 8 %<br />

Projekt deisgn 12 9 %<br />

Transport til site 16 12%<br />

Ialt 132 100 %<br />

For sitet ved <strong>Sarfannguaq</strong> vil fordelingen være en smule anderledes. Vindmøllens<br />

andel vil være lavere, fordi prisen for møllen og transport til sitet<br />

ikke er voldsomt meget dyrere end normalt. For de små møller, der kan transporteres<br />

i containere eller som pallegods, vil der ikke være den store merpris.<br />

Fundamenter og adgangsveje vil især for større møller være en relativ stor<br />

udgift, da alle maskiner og materialer skal transporteres ud med båd. Det kan<br />

også blive nødvendigt at bortsprænge klipper mm., og det vil alt sammen være<br />

med til at gøre anlægsarbejdet dyrt. Til gængæld kan der spares på fundamentet,<br />

hvis fjeldet anvendes som en del <strong>af</strong> fundamentet. Udgifterne til kabler<br />

på sitet vil være mindre end normalt, da <strong>af</strong>standene er små og spændingsniveauet<br />

lavt. Udviklingsudgifterne vil være en smule højere end normalt, da<br />

der skal laves grundige undersøgelser <strong>af</strong> både adgangsveje, fundamentforhold<br />

og påvirkningerne <strong>af</strong> nettet. Foruden de normale poster indregnes en særlig<br />

transportpost, som dækker over ekstra udgifter til transport til selve sitet.<br />

En undtagelse er, hvis der vælges møller, der kan rejses uden brug <strong>af</strong> kran,<br />

og det er muligt at transportere komponenterne til sitet uden specialkøretøjer.<br />

Ud fra fordelingen er der nu muligt at beregne de samlede anlægsudgifter som<br />

funktion <strong>af</strong> møllepriserne. Denne måde er valgt fordi den på en simpel måde,<br />

med få input, kan giver et realistisk billede <strong>af</strong> udgifterne. Ved anvendelse <strong>af</strong><br />

flere møller vil fordelingen ændre sig en smule, da en del <strong>af</strong> udgifterne ikke<br />

direkte vil øges tilsvarende. Dette samt evt. mængderabat tager modellen ikke<br />

hensyn til. I modellen anvendes fordelingen udelukkende til estimering <strong>af</strong> den<br />

samlede investering ud fra mølleprisen.


6.2. SIMULERINGSMODEL FOR LAV ANDEL VINDKRAFT 65<br />

Investering = Mlleprisen X<br />

=<br />

Mllensandel 0.53<br />

(6.2)<br />

Det antages, at investeringen finansieres ved et fastforrentet lån med en fast<br />

ydelse, en fast årlig omkostning i procent og en løbetid svarende til møllens<br />

forventede levetid. Derved kan den årlige ydelse beregnes ved formel 6.3<br />

r<br />

Y delseÅr = Investering<br />

1 − (1 + r) l<br />

(6.3)<br />

hvor r er renten og l er løbetiden i år. Som udgangspunkt er der anvendt en<br />

ÅOP på 5,5% og en levetid på 20 år til simuleringerne.<br />

De faste serviceomkostninger udgør normalt 2-3% <strong>af</strong> mølleprisen, men i<br />

dette tilfælde vil der være ekstra omkostninger til transport forbundet med<br />

servicebesøgene og derfor fordobles udgifterne til service til 5%.<br />

Serviceomkostninger = 0, 05 · Mllepris (6.4)<br />

Til simuleringen skal de faste udgifter beregnes som faste udgifter per sekund<br />

og kan således bestemmes ved:<br />

F astsomkostningerSek. = Serviceomkostninger + Y delse År<br />

365, 25 · 24 · 3600<br />

(6.5)<br />

De variable omkostninger for en vindmølle er udgifter til reservedele, smøring<br />

mm. udgør for små møller (100kW) normalt 11,25 øre/kWh 1 . De simple<br />

konstruktioner taget i betragtning forventes dette niveau også at være gældende<br />

for de mindre møller.<br />

For at simplificere simuleringsprogrammets brugerflade samles alle vindfunktionerne<br />

i modulet „Vindkr<strong>af</strong>t“. De økonomiske moduler for henholdsvis<br />

kr<strong>af</strong>tværket og vindkr<strong>af</strong>t ligges ind i de respektive moduler. Der oprettes et<br />

nyt økonomimodul, „Samlet økonomi“, der beregner de samlede omkostninger,<br />

enhedsomkostninger og den samlede produktion, se figur 6.2.<br />

Valg <strong>af</strong> møller til lav andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

Det første man ser på, når der skal vælges en mølle, er vindresursen, ekstremvinden<br />

og turbulensintensiteten for sitet. Som udgangspunkt anvendes<br />

IEC standarderne til at klassificere sites, og i dette tilfælde hvor der skal anvendes<br />

mindre møller, er der IEC 61400-2, der er gældende for mindre møller<br />

med et overstrøget areal på under 200m 2 .<br />

Som det kan <strong>af</strong>læses i tabel 6.4 tilhører sitet klasse III på grund <strong>af</strong> den<br />

estimerede ekstremvind, 34,6 m/s. Der er imidlertid stor usikkerhed omkring<br />

denne værdi, da den er estimeret ud fra de relativt få data for selve sitet. Ud<br />

fra DMI’s vejrnormaler ved vi, at den maksimale vindhastighed, der er målt<br />

1 Oplyst middelværdi for Northwind 100 mølle


66 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Figur 6.2: <strong>Simulering</strong>smodel med vindkr<strong>af</strong>tmodul<br />

Tabel 6.4: Klassificeringstabel for IEC 61400<br />

Klasse I II III IV S Site<br />

Vref [m/s] 50 42,5 37,5 30 34, 6 ± 10, 2<br />

VMiddel [m/s] 10 8,5 7,5 6 5,9<br />

I15 0,18 0,18 0,18 0,18 0,12<br />

A 2 2 2 2 ?<br />

på Teleøen i Sisimiut, er 28,3m/s i perioden 1961-90 og 19,6 i Kangerlussuaq.<br />

Værdi for <strong>Sarfannguaq</strong> sitet ligger som forventet en del over dette, men det<br />

ser ud til at være et rimeligt niveau for området, se bilag F.<br />

Ud over de styrkemæssige krav stiller det barske miljø særlige krav til<br />

møllerne. De væsentligste krav til møller anvendt til lav andel vindenergi er:<br />

• Skal kunne modstå middelvinde op til 45m/s<br />

• Kunne operere i temperaturer ned til −40 ◦<br />

• Kunne operere ved alle fugtighedsniveauer<br />

• Kunne overleve overisning<br />

• Have begrænset behov for service og vedligeholdelse<br />

Sekundært kunne det være en fordel med en mølle der:<br />

• Kan serviceres <strong>af</strong> ikke specialuddannet personale


6.2. SIMULERINGSMODEL FOR LAV ANDEL VINDKRAFT 67<br />

• Komponenterne har en vægt og en størrelse, så de kan transporteres ad<br />

de eksisterende adgangsveje<br />

• Mulighed for at <strong>af</strong>laste fundamentet med barduner<br />

• Kan rejses uden brug <strong>af</strong> kran<br />

Følgende møller findes egnede til formålet, tabel 6.5 Møllerne kan købes i<br />

Tabel 6.5: Priser på undersøgte møller<br />

Fabrikat Model Norm. Eff. Temp. Spænding Frekvens Pris*<br />

Proven P6000 6kW -40(-60) 300V Var 159068 kr<br />

Proven P15000 15kW -40(-60) 300V Var 347960 kr<br />

*Pris P6000 inkl. 9 m tårn og 100 m forbindelses kabel<br />

*Pris P15000 inkl. 15 m tårn og 100 m forbindelses kabel<br />

både en almindelig udgave, der kan operere ned til −40 ◦ C og en lavtemperaturs<br />

udgave til −60 ◦ C. De anvendte priser er listepriser for en standardudgave<br />

uden invertere. Der finder en lang række andre møller på markedet og vælges<br />

en løsning med lav andel vindenergi, bør der laves en grundig undersøgelse <strong>af</strong><br />

markedet, inden der vælges en mølle. Den valgte mølleproducent har stor erfaring<br />

i at designe møller til barske miljøer. En lignende mølle er ,med succes,<br />

anvendt på bl.a. forskningsstationen, Summit på toppen <strong>af</strong> indlandsisen 2 og<br />

på Antarktis.<br />

Begge møller er bagløbere, uden gear, med en fast multipol generator.<br />

Rotoren er meget simpel med bladene monteret på fjedre, som er med til<br />

at reducere belastningerne på møller ved høje vindhastigheder. Møller har<br />

ingen elektronisk regulering og kører konstant, når vindhastigheden er over<br />

starthastigheden. 6 kW udgaven kan leveres med en udgangsspænding på<br />

48V,120V,240V,300 V, mens 15 kW versionen kun leveres med 48 eller 300V.<br />

Skal der anvendes en batteribank i systemet er det en fordel at vælge 48 Volts<br />

versionen, men ellers anvendes 300 V versionen. Med hensyn til den maksimale<br />

vindhastighed oplyser Proven, at alle deres møller er designet til +65 m/s.<br />

Nacellen er den tungeste del med en vægt på 600 kg for 6 kW udgaven og 1100<br />

kg for 15 kW udgaven. De kan begge monteres uden brug <strong>af</strong> kran, og tårnet<br />

kan <strong>af</strong>stives med barduner, så belastningerne på fundamentet mindskes.<br />

For at forbinde møllerne til <strong>Sarfannguaq</strong>s 400 V, 3phase, 50 Hz vekselspændingsnet<br />

er det nødvendigt at anvende en inverter. Der findes en lang række<br />

standardinvertere på markedet, og for de lave effekter findes nogle modeller<br />

specielt designet til vindmølletilslutning. De mest populære er Windy Boy fra<br />

SMA og Aurora fra Magnetek. De to producenter laver disse specialdesignede<br />

enkeltphase invertere op til 6 kW. Ved større effekter paralleltkobles inverterne,<br />

eller der kan anvendes en standardinverter med et tillægsmodul. Magnetek<br />

2 http://polar.sri.com/summitcamp/status/power/


68 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

frigiver en 10 kW version <strong>af</strong> deres vindinverter i juni 2009, men prisen er endnu<br />

ukendt, så derfor anvendes den ikke undersøgelsen. Listepriserne for inverterne<br />

er, vist i tabel 6.7<br />

Tabel 6.6: Priser på undersøgte invertere<br />

Fabrikat Model Norm. Effekt Temperatur Pris Beskyttelse<br />

SMA W. Boy 2500 2500W −25 ◦ C 11.085 kr 8.714 kr<br />

SMA W. Boy 3000 3000W −25 ◦ C 12.037 kr 8.714 kr<br />

SMA W. Boy 6000 6000W −25 ◦ C 20.935 kr 9.883 kr<br />

Magnetek PVI 3600 3600W −25 ◦ C 14.862 kr Inkl.<br />

Magnetek PVI 6000 6000W −25 ◦ C 18.641 kr Inkl.<br />

2stk. PVI 6000 12000 41.795 kr Inkl.<br />

3stk. PVI 6000 18000 70.956 kr Inkl.<br />

4stk. PVI 6000 24000 87.443 kr Inkl.<br />

6stk. PVI 6000 36000 133.424 kr Inkl.<br />

Magnetek inverterne er forberedt til en dumpload, og til 6 kW versionen<br />

koster en tilhørende dumpload 3.600 kr. Systemet kan overvåges via et kontrolmodul<br />

kaldet „Easy control“, der kan klare op til 5 invertere eller „bacic<br />

control“, som kan tage 32. Der kan kommunikeres med modulet via USB eller<br />

over internettet via det indbyggede netværkskort. Kontrolmodulerne koster<br />

henholdsvis 5.153 kr og 8.042 kr. Prisen er inklusiv overspændingsbeskyttelse,<br />

hvor det er tilkøb for Windy Boy.<br />

Sammensættes dette til fire forskellige systemer bliver, de samlede systempriser,<br />

som vist tabel 6.7- 6.11.<br />

Tabel 6.7: Pris for 6 kW system<br />

Komponent Pris<br />

Proven P6000 9m 159.068 kr<br />

Magnetek Aurora 6000 18.641 kr<br />

Dumpload 9000W 3.600 kr<br />

Easy control 5.153 kr<br />

Samlet pris 186.462 kr<br />

Ved anvendelse <strong>af</strong> de valgte Proven møller er det ikke nødvendigt med en<br />

kran til at rejse møllerne, og derfor er udgifterne til de nødvendige adgangsveje<br />

meget mindre end den tidligere estimerede. Komponenterne har også en<br />

størrelse, så de kan transporteres som almindeligt gods, og transportomkostningerne<br />

vurderes derfor også at være mindre end normalt. Hvis det antages,<br />

at tårnene stabiliseres med barduner funderet til fjeldet, vil udgifterne til fundamenter<br />

også begrænses. Med anvendelse <strong>af</strong> de specialdesignede konvertere<br />

vil udgifterne til tilslutning også være lavere end forventet. Hvis alt dette tages


6.2. SIMULERINGSMODEL FOR LAV ANDEL VINDKRAFT 69<br />

Tabel 6.8: Pris for 12 kW system<br />

Komponent Styk Pris Samlet<br />

Proven P6000 9m 2 159.068 kr 318.136 kr<br />

Magnetek Aurora 6000 2 - 41.795 kr<br />

Dumpload 9000W 2 3.600 kr 7.200 kr<br />

Easy control 1 5.153 kr 5153 kr<br />

Samlet pris 372.284 kr<br />

Tabel 6.9: Pris for 15 kW system<br />

Komponent Styk Pris Samlet<br />

Proven P15000 15m 1 347.960 kr 347.960 kr<br />

Magnetek Aurora 6000 3 - 70.956 kr<br />

Dumpload 9000W 3 3.600 kr 10.800 kr<br />

Easy control 1 5.153 kr 5.153 kr<br />

Samlet pris 434.869 kr<br />

Tabel 6.10: Pris for 21 kW system<br />

Komponent Styk Pris Samlet<br />

Proven P6000 9m 1 159.068 kr 159.068 kr<br />

Proven P15000 15m 1 347.960 kr 347.960 kr<br />

Magnetek Aurora 6000 4 - 87.443 kr<br />

Dumpload 9000W 4 3.600 kr 14.400 kr<br />

Basic control 1 8.042 kr 8.042 kr<br />

Samlet pris 616.913 kr<br />

i betragtning, forventes møllens andel <strong>af</strong> udgifterne at udgøre omkring 60%.<br />

Disse oplysninger kan nu indsættes i simuleringsmodellen og indvirkningen på<br />

modellen kan beregnes.<br />

Resultater <strong>af</strong> simulering med lav andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

Ifølge simuleringsresultaterne i tabel 6.12 vil det uanset hvor stor en andel vindenergi<br />

der implementeres i det nuværende systemet, have en negativ indflydelse<br />

på systemets økonomi. Dette skyldes, at langt størstedelen <strong>af</strong> udgifterne<br />

udgøres <strong>af</strong> de faste udgifter(78% i 2007). Ser man på de to Proven modeller,<br />

der er undersøgt, har de en kapacitetsfaktor på henholdsvis 32 % for 6kW<br />

modellen og 40 % for 15 kW modellen ved en rådighed på 100 %. Ser man<br />

på produktionsprisen per kWh for vindkr<strong>af</strong>t alene, ser det meget tiltalende ud<br />

med en produktionspris ned til 1,65 kr/kWh. Det er relativt simpelt at beregne,<br />

hvor meget der skal investeres for at spare en liter olie over hele møllens<br />

levetid, se formel 6.6.


70 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Tabel 6.11: Pris for 30 kW system<br />

Komponent Styk Pris Samlet<br />

Proven P15000 15m 2 347.960 kr 695.920 kr<br />

Magnetek Aurora 6000 6 - 133.424 kr<br />

Dumpload 9000W 5 3.600 kr 18.000 kr<br />

Basic control 1 8.042 kr 8.042 kr<br />

Samlet pris 855.386 kr<br />

Tabel 6.12: <strong>Simulering</strong>sresultater for lav andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

Inst. Olie Kr<strong>af</strong>t Kr<strong>af</strong>t Enheds Vind Vind Enheds Samlet Enheds<br />

Eff. Forb. prod. virk. Pris prod. pris pris Udgift Pris<br />

kW m 3 kWh - kr/kWh kWh kr kr/kWh 1000kr kr/kWh<br />

0 166 593838 0,3704 4,316 0 0 0 2563 4,316<br />

6 162 576967 0,3691 4,411 16872 37299 2,211 2583 4,349<br />

12 158 560095 0,3674 4,513 33743 74476 2,207 2603 4,383<br />

15 153 541027 0,3654 4,637 52811 88503 1,676 2597 4,374<br />

21 149 524156 0,3632 4,755 69683 124963 1,793 2617 4,407<br />

30 141 488217 0,3577 5,034 105672 173948 1,65 2632 4,436<br />

*Der regnes med en tilbagebetalingstid på 20 år og en fast rente på 5,5 %,<br />

selvom møllens designlevetid er på 25 år.<br />

Tabel 6.13: Eksempel på fordelingen <strong>af</strong> omkostningerne ved 30 kw<br />

Beskrivelse Omkostning 20år<br />

Møller inkl. konvertere 855.386k<br />

Installations omkostninger 570.257kr<br />

Investering ialt 1.425.643kr<br />

Produktionsomkostninger 20 år 237.649kr<br />

Service omkostninger 20 år 855.386kr<br />

Rente udgifter 20 år (5,5 % /år) 960.884kr<br />

Ialt 3.478.973kr<br />

Enhedspris 1,65kr/kWh<br />

Investering<br />

L20år<br />

= Investering ialt inkl. renter<br />

Sparede liter olie<br />

(6.6)<br />

En væsentlig grund til de lave besparelser er de nuværende generatorsæts<br />

virkningsgrad, se figur D.7. Fra omkring 60 kW og ned efter falder virkningsgraden<br />

voldsomt. Som belastningsfordelingen så ud i 2008, var belastningen<br />

under 60 kW omkring halvdelen <strong>af</strong> tiden, figur 6.1, men den er kun under 50<br />

kW 19 % og under 40 kW 2 % <strong>af</strong> tiden. Når der så implementeres vindkr<strong>af</strong>t i<br />

systemet falder belastningen på generatorene og den stejle virkningsgradskur-


6.2. SIMULERINGSMODEL FOR LAV ANDEL VINDKRAFT 71<br />

Tabel 6.14: <strong>Simulering</strong>sresultater for lav andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

Effekt Investering 20år Sparet olie 20år Pris<br />

kW kr L kr/L<br />

6 745.980 83.140 8,97<br />

12 1.489.520 164.080 9,07<br />

15 1.770.060 254.500 6,96<br />

21 2.499.260 332.240 7,52<br />

30 3.478.973 494.680 7,03<br />

ve betyder at geneatorvirkningsgraderne vil falde ret volsomt, se figur 6.3.<br />

Havde kr<strong>af</strong>tværket fastholdt virkningsgraden, ville den fortrængte mængde<br />

olie være på 589.465 L eller 16 % højere. Det betyder at ved optimal belastninge<br />

<strong>af</strong> de nuværende generatorer kan prisen per liter sparet olie ikke komme<br />

under 5,90 kr/L. Det er meget højt, og de undersøgte opbygninger anses derfor<br />

ikke for at være en god løsning for bygden.<br />

Sensitivitetsanalyse for lav andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

For at undersøge hvordan <strong>af</strong>vigelser i de forskellige inputparametre påvirker<br />

simuleringsresultaterne laves en sensitivitetsanalyse. Der laves analyser<br />

for vindresursen, mølleprisen, møllens andel <strong>af</strong> anlægsudgifterne, olieprisen<br />

og kr<strong>af</strong>tværkets faste omkostninger. Ved alle sensitivitetsanalyserne anvendes<br />

produktionsprisen per kWh som sammenligningsparameter. For de fleste<br />

analyser anvendes <strong>af</strong>vigelsen fra parameterne for 30 kW vindkr<strong>af</strong>t som udgangspunkt.<br />

Som det kan ses <strong>af</strong> figur 6.4, er produktionsprisen ikke meget<br />

<strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> vindresursen, og det skyldes primært vindens andel <strong>af</strong> produktionen<br />

og produktionsprisen. Ved et fald på 50 % stiger elprisen med 2,8 % og<br />

ved en stigning på 50 % falder prisen 1,9 %. Det skal bemærkes, at der ved<br />

30 og 50 % ekstra vind dumpes en del <strong>af</strong> den producerede energi.<br />

Elprisen er en smule mere <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> mølleprisen, og det skyldes at anlægsudgifterne<br />

varierer med mølleprisen og det at der kommer renter oven i<br />

selve ændringen, se figur 6.5. Ved et fald på 50 %, falder elprisen 3,1 %, og<br />

ved en tilsvarende stigning stiger prisen også 3,1 %.<br />

Møllens andel <strong>af</strong> anlægsinvesteringen blev estimeret ud fra en en standardudgiftfordeling<br />

for en vindmøllepark. Standardfordelingen er modificeret for<br />

at passe til de små møller, den ekstra transport og ekstra omkostninger ved<br />

arbejde i fjerntliggende områder. Det må derfor betegnes som en meget usikker<br />

parameter, og det er derfor vigtigt at følsomheden ikke er for stor. Elprisen<br />

vil stige 2,3 %, hvis møllens andel bliver 40 % istedet for 60, og bliver den 80<br />

% vil den falde med 1,2 %, se figur 6.6.<br />

Langt størstedelen <strong>af</strong> produktionsomkostningerne er de faste omkostninger<br />

til kr<strong>af</strong>tværket. Alt efter hvordan kr<strong>af</strong>tværket <strong>af</strong>betales og drives, vil denne<br />

andel ændre sig. Det er derfor interessant at undersøge, hvor følsom produk-


72 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Figur 6.3: Eksempel på simuleringsresultater ved implementering <strong>af</strong> 30 kW<br />

vindkr<strong>af</strong>t. 1. gr<strong>af</strong> viser det fjern<strong>af</strong>læste elforbruger [W], 2. gr<strong>af</strong> viser eget forbrug<br />

[W], 3. gr<strong>af</strong> viser elvirkningsgraden, 4. gr<strong>af</strong> viser vindeffekten [W], 5. gr<strong>af</strong><br />

viser enhedsprisen [kr/kWh]<br />

tionsomkostningerne er over for ændringer i denne parameter. Produktionsprisen<br />

er som forventet meget følsom over for ændringer i de faste udgifter,<br />

figur 6.7. Halveres de faste udgifter til kr<strong>af</strong>tværket falder enhedsprisen med 35<br />

%. Stiger de med 50 % vil enhedsprisen stige tilsvarrende.<br />

Grønland har i en periode har h<strong>af</strong>t lave brændstofpriser (62,60 dollars<br />

pr. tønde) i forhold til verdensmarkedet. Grønlands fastpris<strong>af</strong>tale udløb ved<br />

udgangen <strong>af</strong> 2008 og olien købes nu til verdensmarkedspriser. På nuværende<br />

tidspunkt hvor olieprisen er historisk lav, omkring 50 $ er det en fordel,<br />

men begynder olieprisen at stige vil den således også påvirke olieprisen på<br />

Grønland. Ud fra resultatet <strong>af</strong> sensitivitetsanalysen figur 6.8 betyder, faldet<br />

i råolieprisen på 20 %, svarre til et fald i gasolieprisen på 66 øre/L til, at<br />

elprisen (produktionsprisen) vil falde til 4,293 eller 13,9 øre/kWh.


6.2. SIMULERINGSMODEL FOR LAV ANDEL VINDKRAFT 73<br />

Figur 6.4: Sensitivitet over for vindresursen<br />

Figur 6.5: Sensitivitet over for mølleprisen


74 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Figur 6.6: Sensitivitet over for møllernes andel <strong>af</strong> investeringen<br />

Figur 6.7: Sensitivitet over for de faste kr<strong>af</strong>tværksudgifter


6.3. MIDDEL ANDEL VINDKRAFT 75<br />

Figur 6.8: Sensitivitet over for olieprisen<br />

Produktionsprisen på el er ikke så <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> olieprisen som man umildbart<br />

skulle tro, men det skyldes igen at en stor del <strong>af</strong> den samlede pris udgøres<br />

<strong>af</strong> de faste omkostninger. Om de faste udgifter vil ændre sig i fremtiden<br />

er uvist, da det ikke har været muligt <strong>af</strong> sk<strong>af</strong>fe oplysninger omkring værkets<br />

økonomiske situation.<br />

6.3 Middel andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

Ved middel andel vindenergi, en årlig middelandel på imellem 20 og 50%, køres<br />

der kontinuerlig drift med mindst en generator og dumploads anvendes aktivt<br />

via en overordnet styring, se tabel 6.1. Det kan være nødvendigt at stabilisere<br />

nettet for at udligne hurtige variationer i VE-produktionen. At tillade en så<br />

høj andel VE betyder, at generatorene i perioder vil køre med meget lave belastninger.<br />

Det betyder normalt en dårlig brændstoføkonomi, men anvendes<br />

der en lille generatorenhed, vil effekten reduceres. At anvende en lille dieselenhed<br />

er ikke uden problemer, da det vil medføre en lavere reservekapacitet<br />

og dermed øge chancen for udfald ved store belastningsændringer eller ved<br />

udkobling <strong>af</strong> en eller flere VE-enheder.<br />

I forbindelse med at en stor del <strong>af</strong> energien produceres på variable energikilder,<br />

vil det blive svære for dieselgeneratorene at regulere netspændingen<br />

og opretholde den nødvendige balance i systemet. Der findes løsninger til at<br />

opretholde en god strømkvalitet, selv med 50 % VE. Der kan f.eks. anvendes<br />

direkte lastreduktion på VE-enhederne for at begrænse produktionen ved lav


76 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Figur 6.9: Udvalgte effektkurver for møller<br />

efterspørgsel. De større møller er desuden udstyret med moderne effektelektronik,<br />

der gør dem istand til hjælpe med opretholdelse <strong>af</strong> balancen i nettet.<br />

Det er ikke noget nyt at have en middel andel VE. Der findes mange isolerede<br />

systemer med sådanne systemer i mere eller mindre isolerede områder. Der findes<br />

ikke et optimalt design som kan anvendes til alle isolerede systemer, men<br />

med moderne diesel og VE-enheder er det blevet lettere at designe optimal<br />

systemer, der opfylder de enkelte behov. Moderne dieselmotorer kan leveres<br />

med hurtig start og lav last mode, hvor f.eks. enkelte cylindere udkobles, når<br />

der ikke er behov for effekten. Mulighden for at anvende en middel andel VE<br />

har været <strong>af</strong>prøvet på flere vigtige militære installationer, og det har vist sig<br />

muligt både at bevare en god kvalitet og samtidig opnå en middel andel VE.<br />

For at komme op på en andel på mellem 20 og 50 % <strong>af</strong> det årlige forbrug<br />

på knap 600000 kWh skal der produceres imellen 120000 og 300000 kWh<br />

vindenergi. Fra kapitel 5 kendes fordelingen <strong>af</strong> vindhastighederne, men det er<br />

nødvendigt at kende møllernes udnyttelse <strong>af</strong> energien, før der kan siges noget<br />

om, hvor store møller der skal anvendes. Ser vi på tre typiske CP-kurver (figur<br />

6.9) er der tydelig forskel. Enercon anvender et moderne design uden gearkasse<br />

og med en højeffektiv pitch reguleret rotor. Fuhrländer anvender det mere<br />

klassiske design med gear og stall reguleret rotor. North Wind anvender en<br />

kombination, med stall reguleret rotor, men uden gear.<br />

Anvendes referencemålingerne som resurse, uden at tage højde for <strong>af</strong> navhøjden<br />

varierer og placeringen ikke er optimal, kan kapacitetsfaktoren for de


6.3. MIDDEL ANDEL VINDKRAFT 77<br />

forskellige møller beregnes.<br />

KAP =<br />

V max<br />

0 pvind · T · Pvind<br />

PNorm · T<br />

(6.7)<br />

hvor pvind er sandsynlighedsfordelingen <strong>af</strong> vindhastighederne figur i 5.18, T er<br />

antal timer i perioden (8784 for 2008), PNorm er møllens effektkurve og PNorm<br />

er møllens nominelle effekt.<br />

Antages det at de tre fabrikater, for hvem CP-kurverne er vist figur 6.9, er<br />

repræsentative for møllerne på markedet, betyder det, at kapacitetsfaktoren<br />

ligger mellem 0,22 og 0,27, hvis referencedataene anvendes som resurse, og det<br />

antages, at møllernes tilgængelighed er 100 %. Anvendes resurserne fra det<br />

høje plateau vest for byen i 36 meters højde, vil kapacitetsfaktoren komme op<br />

på 0,35. For at give et realistisk bud på hvor stor en effekt, der skal installeres,<br />

anvendes 0,3. Der nødvendige effekt kan derved beregnes ved:<br />

PNorm = Andel · EP roduktion<br />

KAP · T<br />

(6.8)<br />

Skal der opnås en vindandel på 20 %, betyder det, at der minimum skal<br />

installeres 46 kW vindkr<strong>af</strong>t. Skal der derimod opnås en andel på 50 % vil det<br />

kræve 114 kW. Det skal bemærkes, at størrelser kun er en guidline for hvilke<br />

møllestørrelse der skal undersøges og ikke et udtryk for, hvad der vil være<br />

muligt at installere i systemet i <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

Møller til middel andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

Da få store møller normalt er billigere end flere små møller, forsøges behovet<br />

dækket med en til to møller fra 30 til 100 kW. I dette effektområde er der<br />

ikke så mange møller på markedet og klimakravene reducerer antallet yderligere.<br />

Der findes en del møller fra ukendte producenter i østen, men der findes<br />

generelt ikke meget data på møllerne og de møller, der er tilstrækkelig dokumentation<br />

på, opfylder ikke kravene til klima og konstruktion. Der er fundet<br />

seks forskellige møller fra fire forskellige fabrikanter tabel 6.15.<br />

Ser man udelukkende på, hvor meget effekt man får for pengene, er EW<br />

15 møllen fra Entegrity klart den billigste. Den normale version, som prisen er<br />

gældende for, er kun godkendt til −25 ◦ , men der kan tilkøbes en kold klima<br />

pakke ned til −40 ◦ , men prisen er ukendt.<br />

Enercon<br />

Enercon er en stor tysk mølleproducent, der i 2008 stod for 9 % <strong>af</strong> den installerede<br />

effekt på verdensplan 3 . Deres standardprogram spænder fra 330 kW<br />

til 2 MW, men derudover specialfremstilles en lang række møller og systemer,<br />

hvor der indgår møller. Enercon er nok mest kendt for at producere<br />

3 Emerging energy reseach, 27. februar 2009


78 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Tabel 6.15: <strong>Simulering</strong>sresultater for middel andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

Fabrikat Model IEC Effekt Temp. Gear Pris Pris/kW<br />

Class Kw ◦ C kr kr/kW<br />

Enercon E10 1 30 -40 Nej 760000* 25333*<br />

Fuhrländer 30 2 30 (-40) Ja 739000 24633<br />

Entegrity EW 15 1 50 (-40) Ja 758400 15168<br />

Enercon E20 1 100 -40 Nej 1850000* 18500*<br />

Fuhrländer 100 2 100 (-40) Ja 1827000 18270<br />

Northern 100 1 100 -40 Nej 1895949 18959<br />

*Pris estimeret ud fra priser på tilsvarende møller da Enercon kun<br />

producerer disse møller sitespecifikke, findes der ingen vejledende priser.<br />

store prototyper, pt. +7 MW, men de producerer også små møller til destillationssystemer<br />

og isolerede installationer. Enercon anvender et gearløst design<br />

med en mangepolet generator, der sidder direkte på hovedakslen. Designet er<br />

gennemtestet og har bl.a. været anvendt i vind-dieselsystemer på Antarktis<br />

(Mawson Research Station). Til standalone systemer producerer Enercon E10,<br />

E20, E33, E44 og E53, der ofte tilpasses den enkelte installation. Enercon leverer<br />

også modulopbyggede wind-diesel systemer baseret på deres eget power<br />

management system. Produkterne fra Enercon ligger generalt i den dyre ende<br />

<strong>af</strong> markedet, men pålideligheden <strong>af</strong> produkterne er tilgengæld høj. Anvendes<br />

Enercon power management system fås en fuld integreret løsning, der sikrer<br />

optimal udnyttelse <strong>af</strong> energien. Enercons møller kræver som mange <strong>af</strong> de andre<br />

møller <strong>af</strong> denne størrelse en kran til opsætning. Møllerne er designet, så<br />

den tunge generator kan monteres i nacellen på sitet, og det betyder, at der<br />

kan spares krankapacitet, Se bilag F.<br />

Fuhrländer<br />

Fuhrländer er en lille tysk producent, 1 % <strong>af</strong> verdensmarkedet i 2008. Firmaet<br />

producerer møller fra 30 kW til 2,5 MW. Møllerne er opbygget på traditionel<br />

vis med stallreguleret rotor og gear. Møllerne kan efter producentes oplysninger<br />

operere ned til −40 ◦ , hvis den udstyres med deres kold klima pakke.<br />

Gearet og de ekstra lejer, som denne konstruktion medfører i forhold til de<br />

gearløse design, betyder at der er større tab i systemet, se bilag F.<br />

Entegrity Wind Systems<br />

Entegrity Wind Systems er et amerikansk firma, der fra 2002 overtog EW50<br />

møllen fra AOCI (Atlantic Orient Canada Inc.). Møllen er produceret siden<br />

1995 og er en <strong>af</strong> de mest anvendte møller i sin klasse. Designet er simpelt og<br />

kompakt, med indbygget gear. Det simple design gør møllen meget billig og<br />

let. Den leveres med et 25 m rør- eller gittertårn og til <strong>af</strong>sides installationer


6.3. MIDDEL ANDEL VINDKRAFT 79<br />

kan tårnet leveres med vippebeslag, der muligøre rejsning uden brug <strong>af</strong> kran.<br />

Møllen leveres også med kold klima sikring ned til −40 ◦ , se bilag F.<br />

North Wind<br />

Northern Power er et amerikansk firma, der producerer en 100 kW’s stallreguleret<br />

mølle uden gear. Møllen er meget simpel i designet, og den kan klare<br />

temperaturer ned til −40 ◦ i standard udgaven. Med en nacelle vægt på kun<br />

5800 kg er det muligt at opstille møllen med helikopter og dermed minimere<br />

installationsomkostningerne. Møllen leveres med 21 m rotor og et 37 m tårn,<br />

Se bilag F.<br />

<strong>Simulering</strong> middel andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

I forbindelse med dette projekt har der ikke været resurser til at lave udvikling<br />

<strong>af</strong> en overordnet styring <strong>af</strong> systemet. For de små møller blev der anvendt<br />

en styring, der frakoblede møllerne, når der var overproduktion, men det er<br />

problematisk med de større møller, fordi det vil give for store udsving i nettet.<br />

De store møller er desuden designet til at deltage i reguleringen <strong>af</strong> nettet. De<br />

bliver typisk på nettet, i en periode, ved <strong>af</strong>vigelser i nettet, for at hindre black<br />

out og er den koblet ud vil den automatisk, med jævne mellemrum forsøge at<br />

koble på nettet igen.<br />

Ved Enercons power management system har man f.eks. kommunikation<br />

med møllen, så der kan reguleres på møllen istedet for at anvende store dump<br />

loads ved lavt forbrug. Design <strong>af</strong> et styresystem til <strong>Sarfannguaq</strong> er ikke en del<br />

<strong>af</strong> dette projekt, men vil være <strong>af</strong> det næste projekt, der indledes i efteråret<br />

2009. I forbindelse med dette projekt er der lavet forundersøgelser til det<br />

kommende projekt. Der er lavet en total opmåling <strong>af</strong> elnettet, undersøgelse<br />

<strong>af</strong> elforbrugende komponenter ved de fem største forbrugere, og endelig er de<br />

termiske belastninger i form <strong>af</strong> elvarme og frostsikring <strong>af</strong> vandinstallationer<br />

kortlagt.<br />

For simuleringerne ved middel og høj andel vindenergi anvendes der istedet<br />

en mere simple dumpload for den overskydende energi. Det antages, at<br />

den dumpede effekt er uden værdi, og derfor indgår denne effekt ikke i de<br />

økonomiske beregninger. For at give et indtryk <strong>af</strong>, hvor stor en dumpeffekt<br />

der vil være nødvendig, ved anvendelse <strong>af</strong> denne simple reguleringsmetode,<br />

beregnes den maksimale dumpeffekt for simuleringsperioden.<br />

Ved at anvende denne model til at beregne effekterne <strong>af</strong> en sådan modificering<br />

<strong>af</strong> energisystemet, fås en ide om hvilken mølle, der vil give det bedste<br />

samspil imellem vindresursen og forbrugsmønsteret i bygden.<br />

Resultater for simulering <strong>af</strong> middel andel VE<br />

Resultaterne tabel 6.16 og 6.17 er beregnet ud fra den 100 % oppetid, intet<br />

tab imellen møllen og net og intet egetforbrug til møllen. Der vil være tab


80 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Tabel 6.16: <strong>Simulering</strong>sresultater for middel andel vindkr<strong>af</strong>t,A<br />

Installeret Nuværende kr<strong>af</strong>tværk<br />

Antal Mølle Olieforbrug CO2 Produktion V.grad pris Enhedsp.<br />

L kg kWh 1000kr kr/kWh<br />

0 - 166406 441680 593838 0,370 2563 4,32<br />

1 E10 144088 382443 498420 0,359 2468 4,95<br />

2 E10 124403 330194 405204 0,338 2384 5,88<br />

1 FL30 140128 371932 480949 0,356 2451 5,10<br />

2 FL30 117308 311363 371628 0,321 2354 6,33<br />

1 EW50 129515 343763 429370 0,344 2406 5,60<br />

2 EW50 108259 287345 323439 0,31 2315 7,16<br />

1 E20 103243 274031 300998 0,305 2294 7,62<br />

1 FL100 106907 283756 318355 0,309 2309 7,25<br />

1 NW100 108267 287366 326394 0,313 2315 7,09<br />

Tabel 6.17: <strong>Simulering</strong>sresultater for middel andel vindkr<strong>af</strong>t,B<br />

Installeret Vindkr<strong>af</strong>t Samlet<br />

Antal Mølle Produktion Dumpet E. dump Enhedsp. Pris Enhedsp.<br />

kWh kWh W kr/kWh 1000 kr kr/kWh<br />

0 - 0 0 0 2563 4,32<br />

1 E10 95419 0 0 1,723 2632 4,43<br />

2 E10 190838 2204 19856 1,622 2393 4,54<br />

1 FL30 112890 0 0 1,436 2613 4,40<br />

2 FL30 225779 3569 22070 1,353 2659 4,48<br />

1 EW50 164747 278,2 10990 0,985 2568 4,32<br />

2 EW50 329494 59090 64130 0,935 2623 4,42<br />

1 E20 358131 65290 63730 1,157 2707 4,56<br />

1 FL100 349442 73960 86520 1,169 2718 4,58<br />

1 NW100 305269 37730 58380 1,368 2733 4,60<br />

imellem møllen og nettet, men hvor stort det bliver <strong>af</strong>hænger <strong>af</strong> kabellængde<br />

og dimension. Møllen vil også have et eget forbrug, når den installeres i kolde<br />

miljøer. De omtalte koldklimapakker betyder, at der bl.a. installeres olievarmere<br />

i møllen, og disse installationer vil primært være aktive, når møller ikke<br />

opererer, hvilket igen betyder, at møllen vil tage strøm fra nettet, når den ikke<br />

producerer. Hvor store effekter, der er tale om, har det ikke været muligt at få<br />

oplyst, men det er nogle <strong>af</strong> de ting, der bør tages med i de videre undersøgelser.<br />

Ved simuleringen er der anvendt en mølleandel på 55 % <strong>af</strong> installationsudgifterne<br />

for en enkelt mølle, og når der anvendes to møller, er deres andel sat<br />

til 60 %. På grund <strong>af</strong> den simple montering og minimering <strong>af</strong> udgifterne til<br />

krankapacitet er der anvendt 5 % højere andel for Entegrity møllen.


6.3. MIDDEL ANDEL VINDKRAFT 81<br />

Den billige mølle fra Entegrity klarer sig bedst i forhold til prisen. Med<br />

den lave pris og de forholdvis små installationsomkostninger betyder det ikke<br />

så meget, at det ikke er den mest effektive <strong>af</strong> møllerne. Med en produktionspris<br />

på under en krone per kWh. er løsningen næsten konkurrencedygtig med<br />

det nuværende system, selvom det antages, at de faste omkostninger til det<br />

nuværende system forbliver uændret. Med en maks. dumpet effekt på 11 kW<br />

og kun 278 kWh dumper over hele året passer møllestørrelsen godt til forbruget<br />

og vindresurserne i <strong>Sarfannguaq</strong>. Ved valg <strong>af</strong> møllestørrelse bør forbrugsudviklingen<br />

og det forventede fremtidige forbrug naturligvis tages med ind i<br />

overvejelserne. Fortsætter forbruget med at stige i samme grad som de seneste<br />

år, se figur 2.5 og 2.6 vil den optimale størrelse hurtigt ændre sig. De større<br />

møller klare sig dårligere på grund <strong>af</strong>, dels en højere pris per installeret kW<br />

og dels at værdien <strong>af</strong> den dumpede energi antages at være nul. Værdien <strong>af</strong><br />

den overskydende energi <strong>af</strong>hænger meget <strong>af</strong>, hvilke <strong>af</strong>taler der kan indgås med<br />

de største forbrugere, KNI, Sisimiut Fish og Nukissiorfiit selv, om at <strong>af</strong>tage<br />

effekten. Der findes en del autonome termiske systemer i vandforsyningen og<br />

køleanlæg ved KNI og på fiskefabrikken, hvor der med fordel kunne anvendes<br />

variable belastninger.<br />

Undersøges effekten <strong>af</strong> de forskellige kombinationer på olieforbruget og<br />

CO 2 udledningen, se tabel 6.18, er det tydeligt, at EW50 møllen klart er den<br />

mest konkurrencedygtige. Ved en fornuftig udnyttelse <strong>af</strong> den overskydende<br />

energi og optimal kontrol vil der sandsynligvis kunne opnås bedre resultater<br />

især for de store møller, men når op imod 20 % <strong>af</strong> produktionen må dumpes<br />

vil de ikke være konkurrencedygtige. Undersøges prisen for at spare en liter<br />

olie ligger den fra 0,13 kr til 3,11 kr. Sammenlignes det med priserne ved en lav<br />

andel vindenergi, se tabel 6.14, er det en klar forbedring, men investeringerne<br />

er naturligvis også en del højere.<br />

Tabel 6.18: Effekten <strong>af</strong> middel andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

Installeret Udnyttelse Årlig Olie CO2<br />

Antal Mølle KAP Merudgift Sparret Pris Reduktion Pris<br />

- - - kr/år L/år kr/L kg kr/tons<br />

0 - 0 0 0 0 0 0<br />

1 E10 0,362 69360 22318 3,108 59237 1171<br />

2 E10 0,362 130416 42003 3,105 111486 1170<br />

1 FL30 0,428 50170 26278 1,909 69748 719<br />

2 FL30 0,428 96102 49098 1,957 130317 737<br />

1 EW50 0,375 5007 36891 0,136 97917 51<br />

2 EW50 0,375 60217 58147 1,036 154336 390<br />

1 E20 0,408 144883 63163 2,294 167649 864<br />

1 FL100 0,398 154899 59499 2,603 157924 981<br />

1 NW100 0,348 169674 58139 2,918 154314 1100


82 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Brændsstofbesparelsen er relativ lille i forhold til, hvad man kunne forvente,<br />

når op til halvdelen <strong>af</strong> produktionen overtager <strong>af</strong> VE. Den lave besparelse<br />

skyldes hovedsageligt generatorenes kr<strong>af</strong>igt faldende virkningsgrad ved belastninger<br />

under 60 kW, figur D.7. Vi har tidligere set på lastfordelingen, figur D.8,<br />

og hvordan en lav andel vindenergi vil påvirke belastningen på dieselgeneratorene.<br />

En endnu højere andel VE betyder, at perioderne med lav eller ingen last<br />

forlænges betydeligt. Så længe der kun anvendes de nuværende generatorer,<br />

og der ikke anvendes et system, hvor motorene kan lukkes ned i perioder uden<br />

last, vil det være svært at opnå en væsentlig reduktion i olieforbruget. På figur<br />

6.10 er der vist et udsnit <strong>af</strong> et simuleringsforløb, og her kan det tydeligt ses,<br />

hvordan virkningsgraden falder, når VE produktionen er høj eller forbruget<br />

lavt. I den første periode <strong>af</strong> det viste interval, ca. 7 dage, er belastningen høj<br />

og her opretholdes en relativ høj virkningsgrad, selvom møllen leverer op til<br />

55 kW. Effekten fra vindkr<strong>af</strong>ten betyder, at det kun er nødvendigt at køre<br />

med én generator imod de normale to. Ved design <strong>af</strong> et system med middel<br />

andel vindenergi bør generatorstørrelser, variabele belastninger og overordnet<br />

styringssystem derfor undersøges.<br />

6.4 Høj andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

En høj andel vindenergi stiller meget store krav til styring og regulering <strong>af</strong><br />

systemet. Der er installeret en del anlæg i denne kategori verden over. Området<br />

har gennem en del år været genstand for mangen forskning, og der findes<br />

efterhånden en solid viden på området. Driftsstrategien for et sådan system<br />

er, at VE-systemet sammen med forskellige stabiliseringsenheder står for den<br />

primære drift, og dieselgeneratorene anvendes kun som backup. Der anvendes<br />

en form for energilager, som sikre forsyningen indtil generatorerne er operationelle,<br />

ved et udfald eller pludselig dyk i VE-produktionen. Der installeres<br />

også en form for stabiliseringsenhed, ofte i form <strong>af</strong> et svinghjul koblet til en<br />

generator/motor. Stabiliseringsenhedens opgave er at udjæven de hurtige fluktuationer<br />

i VE-produktionen. For at opnå den bedste energiudnyttelse er det<br />

vigtigt med regulerbare variable belastninger, som aktivt kan indgå i styringen<br />

<strong>af</strong> <strong>energiforsyningen</strong>. Der anvendes som tidligere beskrevet ofte termiske<br />

laster, da de ofte er mindre <strong>af</strong>hængige <strong>af</strong> tiden, men bare skal have en givet<br />

mængde energi, inden for en defineret periode. De variable belastninger og<br />

energilageret hjælper ikke bare med at fordele energien bedre, de sikrer også,<br />

at dieselmotorerne altid arbejder i det mest økonomiske driftområde. Den traditionelle<br />

måde at opbygger et vind-dieselsystem med høj andel vindenergi er<br />

vist figur 6.11. Systemet er testet i flere systemer op til 200 kW i middellast 4 .<br />

Anvendes en kapacitetsfaktor på 0.3 og en tilrådighedsfaktor på 0.9 bliver<br />

den samlede kapacitetsfaktor på 0.27. Indsættes dette, sammen med en<br />

andel på 100 % i formel 6.8 fås en installeret effekt på 253 kW. Ser man på<br />

4 Se eksempler på NREL’s hjemmeside: www.nrel.gov


6.4. HØJ ANDEL VINDKRAFT 83<br />

Figur 6.10: Eksempel på parametervariationerne under simuleringen over 40<br />

dage med en EW50 mølle


84 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

Figur 6.11: Eksempel på opbygning <strong>af</strong> vind-diesel system, fra<br />

[Ackermann(2005)]<br />

NREL’s erfaringer med møller på samme eller på højere breddegrader er en<br />

kapacitetsfaktor på 0.27 relativt højt. Sitesne i Atlaska ligger typiske med en<br />

kapacitetsfaktor imellem 12 og 24 % inkl. interne tab. Tages dette, sammen<br />

med udvikling i forbruget, med i overvejelserne vil den installerede effekt samdsynligvis<br />

skulle ligge omkring 300 kW for at opnå en middel andel på 100<br />

%.<br />

Ser man på hvilke møller, der umiddelbart kunne være interessant for dette<br />

effekt område tabel 6.19, er det møller fra Enercon, Fuhrländer og Nortern<br />

Wind. Alle seks møller vurderes til at kunne klare kravene til en opstilling<br />

i det ärktiske klima, men <strong>af</strong> hensyn til pålidelighed foretrækkes de gearløse<br />

modeller. Tages der også hensyn til performance udnytter Enercons møller<br />

energien en smule bedre end North Wind møllen.<br />

<strong>Simulering</strong> høj andel vindenergi<br />

Der har som for middel andel VE ikke været resurser til at udvikle en styring<br />

til høj andel VE. Den højere andel vil blot betyde, at der dumpes endnu mere<br />

energi, og at økonomien bliver dårligere, hvis den simple styring anvendes.<br />

Der er derfor ikke gennemført nogle simuleringer med høj andel, der vil kunne<br />

give et realistisk bud på effekten <strong>af</strong> et sådan system. Foruden styring skal der<br />

implementeres energilagre og model for dumploads forbrug og forbrugsmøn-


6.5. ENERGILAGRING 85<br />

Tabel 6.19: Foreslag til møller for høj andel vindkr<strong>af</strong>t<br />

Fabrikat Model IEC Effekt Højde Gear Pris Pris/kW<br />

Enercon E33 1 330 49 -40 2982000 kr 9036<br />

Enercon E30 1 300 36 -40 2727822 kr 9092<br />

Fuhrländer 250 2 250 50 -40 2617000 kr 10468<br />

Fuhrländer 100 2 100 35 -40 1827000 kr 18270<br />

Enercon E20 1 100 36 -40 1850000 kr 18500<br />

North wind NW100 1 100 20-35 -46 1895949 kr 18959<br />

stre. Identificeringen <strong>af</strong> mulige dumploads ved de fem største forbrugere kan<br />

ses bilag i B. De variable laster kan alt efter størrelse og tids<strong>af</strong>hængighed <strong>af</strong><br />

forsyningen blive et vigtigt redskab til at optimere energiudnyttelen i <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

Køleanlægget på fiskefabrikker udgør, med sine ni 15 kW kompressorer,<br />

klart den største installerede effekt i bygden. Kan denne enhed sammen med<br />

andre termiske enheder overgå til central styring, vil der være gode reguleringsmuligheder.<br />

6.5 Energilagring<br />

Inden for de senere år er der blevet opstillet er række testsystemer med en<br />

middel til høj andel VE, kun med korttids eller helt uden energilager. Det har<br />

vist sig at være et reelt alternativ til energilagrene, men energilagre ses stadig<br />

som en god løsning for mindre isolerede systemer.<br />

Energilagre i isolerede systemer anvendes hovedsageligt til at dække hurtige<br />

fluktuationer i VE-forsyningen, men det giver også en sikkerhed imod blackout.<br />

Når de vedvarende energikilder leverer mere energi, end der forbruges,<br />

giver energilageret mulighed for at udkoble dieselgeneratorerne. Ved et fald<br />

i VE produktionen eller ved en stigning i forbruget vil energilageret i første<br />

omgang kompensere for den manglende energi. Falder energiniveauet i lageret<br />

til under det kritiske niveau startes dieselgeneratoren. Er der ikke behov<br />

for hele generatorens effekt, kan forskellen imellem forbruget og generatorens<br />

optimale driftpunkt anvendes til at opfylde lagrene. Studeres variationerne i<br />

vindhastighederne, er de fleste variationer hurtige med lille varighed. Ved at<br />

dække disse korte perioder med energiunderskud i systemet, spares en stor del<br />

at generatordriften og antallet <strong>af</strong> start/stop sekvenser for motorerne minimeres.<br />

Energilageret består ofte både <strong>af</strong> en svinghjulsenhed og en batteribank,<br />

der kobles til nettet igennem en DC-AC konverter.<br />

I større systemer kan et tilstrækkelig stort energilager til at dække den<br />

manglende energi være en uøkonomisk løsning. Men uden lager kan regulering<br />

<strong>af</strong> et system med høj andel VE blive meget komplekst. Udgangspunktet for et<br />

anlæg <strong>af</strong> denne type er en installeret VE-effekt, der er meget større end den<br />

maksimale last på systemet. Når VE-enhederne så producerer mere energi end


86 KAPITEL 6. VINDKRAFT I SARFANNGUAQ<br />

der forbruges, plus en en sikkermargen på 20-50 % udkobles dieselgeneratorerne.<br />

For at stabilisere og kontrollere systemet anvendes sekundære variable<br />

laster, hurtig reagerende dumploads og avancerede generatorstyringer. Ved et<br />

fald i VE-effekten eller en stigning i de primæere laster udkobles først dumploads,<br />

sekundære laster, og er dette ikke tilstrækkeligt, startes et passende<br />

antal generatorer. For at sikre økonomien i et sådan system skal de sekundære<br />

variable laster være tilstrækkelig store til at sikre en effektiv udnyttelse <strong>af</strong> den<br />

overskydende energi. I de fleste tilfælde anvendes termiske enheder både til de<br />

hurtigt reagerende dumploads og til de sekundære laster, men køleanlæg vil<br />

også være gode sekundære laster. En <strong>af</strong> de termiske dumploads, der næsten<br />

går igen i alle anlæg <strong>af</strong> denne type, er elpatroner til opvarmning <strong>af</strong> generatornes<br />

kølevandskreds. Det er især vigtigt, at motorene ikke bliver kolde, når<br />

de i perioder ikke er startet, men der er et vist tilladeligt temperaturspænd,<br />

som kan udnyttes til at regulere indenfor. Udstyret til regulering <strong>af</strong> denne<br />

type systemer er ofte mindre komplekse og billigere end ved anvendelse <strong>af</strong><br />

energilagre, men det kræver en forholdsmæssig stor andel sekundære laster.<br />

Ved denne type systemer installeres ofte en såkaldt UPS-enhed til de kritiske<br />

laster. UPS-enheder er små energilagre, der i en kort periode kan overtage<br />

forsyningen ved svigt, men størrelsen <strong>af</strong> lageret er meget mindre end de før<br />

omtalte energilagere.


Kapitel 7<br />

Diskussion<br />

Formålet med dette projekt var at undersøge mulighederne for at udnytte<br />

vedvarende energiresurser i <strong>Sarfannguaq</strong>s energisystem. Projektet behandler<br />

første del <strong>af</strong> arbejdet med at opbygge en model og nogle metoder til at undersøge<br />

mulighederne for at udnytte vedvarende energi i andre isolerede systemer<br />

på Grønland.<br />

Det første trin i processen var at bestemme forbrugene og forbrugsmønstrene.<br />

Der anvendes som udgangspunkt de 15 minutters forbrugsmålinger<br />

til bestemmelse <strong>af</strong> forbrugene, men under projektet blev det erfaret, at ikke<br />

alle forbrug var inkluderet i disse målinger. De undersøgte forbrugsmønstre<br />

indeholder derfor kun 96 % <strong>af</strong> det samlede forbrug. Der bør monteres fjern<strong>af</strong>læsningsmålere<br />

på de sidste to forbrugere, så der kan dannes et samlet billede<br />

<strong>af</strong> forbruget. For at bestemme fluktuationerne i nettet bør der også installeres<br />

en måler med høj samplingsfrekvens på hovedskinnerne i kr<strong>af</strong>tværket. Disse<br />

målinger er meget vigtige for at vurdere konsekvenserne <strong>af</strong> at installere nye<br />

forsyningsenheder og moderne effektelektronik i nettet. Det samlede forbrug er<br />

steget kr<strong>af</strong>tigt, og de seneste fire år er forbruget næsten fordoblet fra 307MWt<br />

i 2004 til 593MWt i 2008.<br />

Generelt kan forbrugene i <strong>Sarfannguaq</strong> opdeles i tre overordnede mønstre:<br />

• Termiske laster der mere eller mindre følger udetemperaturerne. Det er<br />

bl.a. frostsikringsudstyr og direkte elvarme<br />

• Faste døgn- og ugevariationer, der følger arbejdsrutinerne på de to virksomheder<br />

i bygden, KNI og Sisimiut FISH.<br />

• Autonomt forbrug, der ikke følger noget fast mønster<br />

De to første står for langt størstedelen <strong>af</strong> forbruget i bygden, men der er<br />

stadig nogle elforbrugende komponenter hos KNI, der skal identificeres, inden<br />

der kan skabes et fuldstændigt billede <strong>af</strong>, hvad energien anvendes til. Når<br />

disse undersøgelser er <strong>af</strong>sluttet, kan der skabes et fuldstændigt billede <strong>af</strong> de<br />

mulige variable laster, og hvad det kræver for at udnytte dem. Det største<br />

87


88 KAPITEL 7. DISKUSSION<br />

potentiale for variabelt forbrug vurderes at ligge hos de tre største forbrugere,<br />

KNI, Sisimut Fish og Nukissiorfiit selv. De tre står for +70 % <strong>af</strong> det samlede<br />

forbrug, og der findes en del enheder med gode muligheder for regulering.<br />

En anden mulighed kunne være at indføre variable elpriser og dermed give<br />

forbrugerne et incitament til at flytte deres forbrug, men det vurderes, at<br />

effekten vil være lille i forhold til udgifterne.<br />

Ved gennemgang <strong>af</strong> installationerne i bygden er der lokaliseret flere åbenlyse<br />

sparemuligheder. Det er blandt andet frostsikringsinstallationer, som er<br />

indstillet til for høje temperaturer og køleanlæg med lave virkningsgrader.<br />

Frostsikringsinstallationerne kunne med fordel styres centralt med overvågning<br />

<strong>af</strong> de enkelte zoner og reguleres efter udetemperaturen, for at minimere<br />

forbruget. En central styring ville både give mulighed for styring <strong>af</strong> forbrugstidspunkt<br />

og alarm ved nedbrud. At anvende el til opvarmning via køleanlæg<br />

eller via elpaneler i bygninger med installeret centralvarmeanlæg er med det<br />

nuværende system generelt en dårlig ide. Med en elvirkningsgrad på 32 %<br />

og en virkningsgrad på ca. 85 % for centralvarmeanlæggene er det en dårlig<br />

udnyttelse <strong>af</strong> energien, og økonomisk er det en meget dårlig forretning.<br />

Kr<strong>af</strong>tværket består <strong>af</strong> tre dieselgeneratorer, hvor motorerne er designet til<br />

en maks. effekt på 197 kW. Det gennemsnitlige forbrug ligger på omkring 67<br />

kW, og det betyder at motorerne ofte arbejder ved en lav belastning, hvilket<br />

giver en lav virkningsgrad. I 2008 opnåede man en samlet virkningsgrad på 32<br />

% mod en maksimal på 37 %. Det betyder, at der er brugt 16 % ekstra olie på<br />

grund <strong>af</strong> for lave belastninger. Undersøgelserne har vist, at så længe belastningen<br />

holdes imellem 60 og 165 kW, ligger generatorsættenes virkningsgrad over<br />

36 % . Ved at regulere på noget <strong>af</strong> forbruget vil der således være besparelser<br />

at hente også på det nuværende system. En anden simpel mulighed er at installere<br />

en ny generator på omkring 80 kW til at tage de laveste belastninger<br />

og belastningerne lige over, hvad en generator kan klare. Når generator 1 skal<br />

udskiftes, bør dette under alle omstændigheder overvejes.<br />

Vindresurserne i området er ikke store med en middelvind på 5,9m/s i<br />

10 m, men for den del <strong>af</strong> Grønland er det højt. Det er undersøgt, om det er<br />

muligt at estimere vindresurserne i <strong>Sarfannguaq</strong> vha. MCP-metoden, ud fra<br />

vinddata for Sisimiut. Der blev ikke fundet tilstrækkelig korrelation imellem<br />

de to sites til at anvende denne metode, og derfor skal der laves yderligere<br />

målinger til at verificere resurserne. Det er generelt et problem, at der kun<br />

er ét målepunkt til rådighed i området, og at det derfor ikke er muligt at<br />

verificere beregningerne. For at kunne verificere vindresurserne for de større<br />

møller kræver det, at der måles i flere højder og helst i møllernes forventede<br />

navhøjde. De beregnede resurser er derfor meget usikre, men resultaterne for<br />

målehøjden (10m) på plateauet hvor der måles, vurderes at <strong>af</strong>spejle de reelle<br />

resurser. Til simuleringsdataene er der anvendt data fra <strong>Sarfannguaq</strong> masten,<br />

men normaliseret ud fra data for Teleøen. De mange huller i dataserien for<br />

<strong>Sarfannguaq</strong> betyder, at det ikke er muligt direkte at udtage en dataserie.<br />

Den normaliserede dataserie har generelt et lavt niveau i forhold til de sæson-


neutrale data for <strong>Sarfannguaq</strong>, hvilket skyldes den lave korrelation imellem de<br />

to sites. Derfor korrigeres serien efter de sæsonneutrale data for <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

Det er langt fra den optimale løsning, men det vurderes at være den bedste<br />

løsning med den datamængde, der er til rådighed.<br />

Opbygningen <strong>af</strong> selve simuleringsmodellen er relativ simpel, men at opbygge<br />

en styring der matcher driftsbetingelserne i <strong>Sarfannguaq</strong> har været meget<br />

udfordrende. Ved normal drift køres der med faste startniveauer, men stopniveauet<br />

varierer efter belastningshistorikken. Oven i dette er styringen udstyret<br />

med såkaldt storforbrugerkontrol, som sikrer tilstrækkelig reservekapacitet,<br />

hvis stor laster ønskes indkoblet. Der er ingen data på, hvor ofte eller hvornår<br />

denne funktion har givet anledning til, at ekstra generatorer opstartes. Det<br />

er derfor umuligt præcist at fastlægge, hvornår der er kørt paralleldrift. For<br />

at kompensere for dette er der indført en start/stop-konstant, der justeres<br />

så driftstimerne matcher de loggede drifttimer. Det betyder i princippet, at<br />

denne parameter skal justeres, hvis simuleringsperioden ændres.<br />

Med implementering <strong>af</strong> vindkr<strong>af</strong>t og dermed vinddata, med en samplingsfrekvens<br />

på 1/600 Hz, var det nødvendig at ændre løsningsmetode. Den blev<br />

ændret fra faste step til variable step, men det havde ikke den store betydning<br />

for beregningstiden. Ved opbygning <strong>af</strong> modellen er antallet <strong>af</strong> beregningskrævende<br />

operationer, som f.eks. interpolationer og if sætninger, holdt på et minimum<br />

for at sikre en høj simuleringshastighed. En dynamisk simuleringsmodel<br />

ville være at foretrække til at bestemme konsekvenserne for elkvaliteten og<br />

stabiliteten <strong>af</strong> systemet, men før der ligger målinger med en høj samplingsfrekvens,<br />

vurderes fordelene ved en dynamiskmodel frem for den anvendte model<br />

at være meget begrænsede.<br />

Med kr<strong>af</strong>tværkets høje produktionspriser har simuleringerne vist, at vindkr<strong>af</strong>t<br />

kan være direkte konkurrencedygtigt fra en installeret effekt på omkring<br />

50 kW. Ved højere effekter kræver det, at den overskydende energi kan udnyttes.<br />

De møllepriser, der anvendes som grundlag for de økonomiske beregninger,<br />

er for de flestes vedkommende producenternes vejledende priser, men<br />

for Enercons mindste møller er prisen estimeret, da det ikke var muligt at få<br />

en pris. Priserne er uden den koldklimapakke, der er nødvendig for, at de kan<br />

operere i området. Priserne på disse pakker er ukendt, men den vurderes at<br />

være lav sammenlignet med de andre usikkerheder for priserne generelt. Det<br />

samlede anlægsbudget er estimeret ud fra møllepriserne og møllens forventede<br />

andel <strong>af</strong> det samlede budget. Metoden er meget anvendt til denne type<br />

estimering, men med en placering i et svært tilgængeligt terræn er det svært<br />

at vurderer udgiftsfordelingen. Fordelingen vil være meget <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> mølle,<br />

fundamenttype, transport og opstillingsmetode. Det vurderes at det billigste<br />

vil være at anvende en møller, der kan rejses med helikopter, men de største<br />

(>100 kW) og billigste møller kræver en kran og dermed adgangsveje mm..<br />

Ved en lav andel vindenergi (0-20 %) vil vindkr<strong>af</strong>t have svært ved at konkurrere<br />

med det nuværende system, da møllerne er forholdsvis dyre.<br />

Ved en middel andel VE (20-50 %) kræver det fra omkring 50 kW, at der<br />

89


90 KAPITEL 7. DISKUSSION<br />

anvendes variable laster og måske direkte regulering <strong>af</strong> møllen.<br />

Ved høj andel VE (50-100 %) kræves en god overordnet styring med en<br />

tilstrækkelig stor mængde variable forbrug og en direkte regulering <strong>af</strong> møllerne.<br />

Yderligere undersøgelser skal vise, om energilagere er en god løsning for at<br />

udnytte energien optimalt. Det anbefales at der, som minimum, anvendes en<br />

UPS-enhed til at sikre en høj forsyningssikkerhed, hvis der ikke anvendes et<br />

decideret energilager.<br />

Hvor stor en andel vindkr<strong>af</strong>t, der er optimal for bygden, <strong>af</strong>hænger <strong>af</strong> mange<br />

ting, men det er primært forbruget, og hvor stor en del <strong>af</strong> forbruget der<br />

kan gøre fleksibelt, og hvor fleksibel det bliver. Der kan under alle omstændigheder<br />

ikke forventes energi fra vindmøller mere end 75 % <strong>af</strong> tiden, og derfor<br />

skal systemet indeholde en backupenhed. Det store varmeforbrug, særligt i<br />

vintermånederne, hvor det også blæser mest, kan hvis priserne holdes nede,<br />

udnyttes til at finansiere en relativ stor vindkr<strong>af</strong>tinstallation. Hvordan et<br />

system med vindkr<strong>af</strong>t og variable forbrug styres optimalt kræver yderligere<br />

studier <strong>af</strong> forbrugene i bygden. De termiske laster og opretholdelse <strong>af</strong> kølerumstemperaturerne<br />

er en ting, men at lave et godt system til at reagere på<br />

indfrysningsbehovene på fiskefabrikken, kræver grundige studier <strong>af</strong> både <strong>af</strong><br />

forbrug og indfrysningsmængder.<br />

Et <strong>af</strong> de store problemer med de variable forbrug og simulering er at adskille<br />

de identificerede variable forbrug fra det øvrige forbrug. For frostsikringsinstallationerne<br />

er det ikke noget problem, men for KNI, hvor forbrugene<br />

er miksede, kan det blive kompliceret. Det indledende arbejde med at kortlægge<br />

forbrugene kan ses i bilag B, men der mangler en del undersøgelser for<br />

at skabe det fulde overblik.<br />

I dette projekt er der anvendt forholdsvis mange resurser på at finde og få<br />

adgang til data. Det er lykkedes at få adgang til det meste <strong>af</strong> det lokaliserede<br />

data, men DMI’s data var det ikke muligt at få adgang til. At finde de personer,<br />

som ligger inde med de oplysninger, der er brug for, viste sig at være<br />

noget mere besværligt, end man er vant til fra Danmark. Det at finde ud <strong>af</strong>,<br />

hvilke data der findes, og om de lagres, har været en stor opgave, men studieturen<br />

skabte en god mulighed for at undersøge dette. Der er indsamlet store<br />

mængder data ikke kun for <strong>Sarfannguaq</strong>, men for hele området. Dataene vil<br />

efter <strong>af</strong>tale med administratoren for DTU’s Grønlandsdatabase blive gemt til<br />

gavn for fremtidige projekter. For flere <strong>af</strong> kontakterne er der truffet <strong>af</strong>tale om<br />

løbende leverancer <strong>af</strong> data til databasen. De fleste data er leveret som rå-data,<br />

og arbejdet med at kvalitetssikre dataene har også krævet forholdsvis lang tid.<br />

De mange data har givet mulighed for at undersøge en række sammenhænge.<br />

Særligt omkring vinden har det være en stor hjælp, da der viste sig at være<br />

fejl i retningsdataene fra <strong>Sarfannguaq</strong>.


Kapitel 8<br />

Konklusion<br />

I forbindelse med dette projekt er der gennemført en lang række undersøgelser,<br />

der alle knytter sig til bestemmelse <strong>af</strong> energiforbruget og bestemmelse <strong>af</strong><br />

de vedvarende energiresurser i området. Derudover er de indledende undersøgelser<br />

<strong>af</strong> effekten på det nuværende system gennemført.<br />

De væsentligste resultater <strong>af</strong> dette projekt er:<br />

• De små møller (


Litteratur<br />

[Ackermann(2005)] Thomas Ackermann. Wind Power in Power Systems.<br />

Wiley, 2005.<br />

[Anderson(2004)] Mike Anderson. A review of mcp techniques. Technical<br />

report, Renewable Energy Systems Ltd ("RES"), 2004.<br />

[Barry and Chorley(1992)] R.G Barry and R.J. Chorley. Atmosphere, weather<br />

and climate. Routledge GB., 1992.<br />

[Cappelen(2004)] John Cappelen. Klimaobservationer i grønland 1958-99. Technical<br />

report, DMI 00-18, 2004.<br />

[F.Loewe(1935)] F.Loewe. Klimas des Grönländischen Inlandeises. Berlin,<br />

Verlag von Gebrüder Borntraeger, 1935.<br />

[Iversen and Kristensen(2003)] Henrik Iversen and Jakob Kristensen. Vindresurser<br />

i grønland. Master’s thesis, Danmarks Tekninske Universitet,<br />

2003.<br />

[Klarup(2004)] Andrei Munk Klarup. Verifikation <strong>af</strong> elmålere tr 354-1. Technical<br />

report, DEFU), 2004.<br />

[Mortensen(2004)] Niels G. Mortensen. Wasp prediction errors due to site<br />

orography. Technical report, Risoe DTU), 2004.<br />

[Mortensen and Antoniou(2006)] Niels G. Mortensen and Ioannis Antoniou.<br />

Improving wasp predictions in (too) complex terrain. Technical report,<br />

Risoe DTU, 2006.<br />

[Mortensen and Landberg(1993)] Niels G. Mortensen and Lars Landberg.<br />

Vindenergi i udvalgte byer i grønland: Qasigiannguit, sisimiut og narsaq.<br />

Technical report, Risoe DTU), 1993.<br />

[Pianigiani(2009)] Marco Pianigiani. Comparison of ansys cfx and wasp for<br />

sarfannguaq. Master’s thesis, Danmarks Tekninske Universitet, 2009.<br />

[Przbylak(2003)] Rajmund Przbylak. The <strong>Clim</strong>ate of the Arctic. Kluwer Academic<br />

publishers, 2003.<br />

93


94 LITTERATUR<br />

[S.G.Gorshkow(1980)] S.G.Gorshkow. World Ocean Atlas, vol 3, Artic orcean.<br />

Military Defense Publishing House, 1980.<br />

[Torgny Vinje(2004)] mfl. Torgny Vinje. Effects of melting and freezing in the<br />

greenland sea. Technical report, International Arctic Research Center,<br />

2004.


Bilag A<br />

Kontakter<br />

95


Tabel A.1: Kontakter for simuleringsprojekt<br />

Navn Funktion Telefon Email<br />

DTU<br />

Martin Otto Laver Hansen Vejleder 45254316 molh@mek.dtu.dk<br />

Brian Elmegaard Vejleder 45254169 be@mek.dtu.dk<br />

Jesper Schramm Motorer 45254179 js@mek.dtu.dk<br />

Morten Holtegaard Nielsen Oplysninger om vandkr<strong>af</strong>t 45252263 mhn@byg.dtu.dk<br />

Arne Villumsen Leder Artek 45252165 av@byg.dtu.dk<br />

Poul Linnert Christiansen Oplysninger om masterne 40585157 plc@byg.dtu.dk<br />

Niels Hoedeman Bestilling <strong>af</strong> billetter 45252166 nih@byg.dtu.dk<br />

Niels Gylling Mortensen Resurseberegninger 46775027 nimo@risoe.dtu.dk<br />

Gerhard Joos Udlevering <strong>af</strong> kort 45255984 gj@space.dtu.dk<br />

Esben Larsen Vejleder EL 45253512 ela@elektro.dtu.dk<br />

Nukissiorfiit<br />

Kim Gehlert Schmidt Budgetchef: Oplysninger om måler og salg kgs@nukissiorfiit.gl<br />

Peter Birk Souschef: Produktion, Distribution og Produktion 299-349513 pbi@nukissiorfiit.gl<br />

Peter Kjeldmann Projektleder Fjern<strong>af</strong>læsning 299-349550 pkj@nukissiorfiit.gl<br />

Peter Egede Jeppesen Produktions, Distribution Produktionsanlæg 299-349542 pgj@nukissiorfiit.gl<br />

Jan Zachariassen Driftchef: Sisimiut 299-527552 jbz@nukissiorfiit.gl<br />

Jens-Peter B. Henriksen Udviklingskonsulent: Data-tilladelser 299-349561 JPH@Nukissiorfiit.gl<br />

Jørgen Klamer DriftTekninker Bygderne jkl@Nukissiorfit.gl<br />

John Thomsen Drift Sisimiut (299) 86 49 66 joth@nukissiorfiit.gl<br />

KNI<br />

Tage Lindegaard Polaroil Tankdivision: Salg <strong>af</strong> brændstof 299-813844 tal@kni.gl<br />

ASIAQ<br />

Bo Naamansen Landinspektør: Grund og bygdekort 299-348800 bna@asiaq.gl<br />

Anne-Luise Andersen Hydrologi: Metrologiskedata 299-348856 ala@asiaq.gl<br />

Kisser Thorsøe Projekt leder: klima Metrologiskedata 299-348878 kit@asiaq.gl<br />

DortheăPetersen Projekt koordinator: klima Metrologiskedata 299-348851 dop@asiaq.gl<br />

96 BILAG A. KONTAKTER


Tabel A.2: Kontakter for simuleringsprojekt<br />

Navn Funktion Telefon Email<br />

Grønland lufthavnsvæsen GLV<br />

Mike Høegh Chef for Teknisk <strong>af</strong>deling: Data rettigheder 299-349330 mho@glv.gl<br />

Niels Grosen Flyvepladschef: Sisimiut 299 862 624 ngr@glv.gl<br />

Ryan M. Møller Lufthavnen i Sisimiut: Dataansvarlig 299-862624 rmm@glv.gl<br />

Grønlandsstatistik<br />

Lene Baunbaek Konsulent: Udleveret Data 299-362360 leba@gh.gl<br />

Royal Greenland A/S<br />

Sofia Geisler Kommunikationskonsulent: Ingen data 299-361305 soge@royalgreenland.com<br />

Sisimiut FISH<br />

Hanseraq Enoksen Direktør: Fremtidsudsigter og drift angun@greennet.gl<br />

KISS<br />

Basse Vængtoft KISS manger, Kangerlussuaq: Overnatning 299-943343 bvn@glv.gl<br />

DMI<br />

John Cappelen Data and <strong>Clim</strong>ate Division Artikler 39157585 jc@dmi.dk<br />

Bettina Evers-Jahnsen Data- og klimakonsulent: Priser på Data bme@dmi.dk<br />

Bjarne Hansen Måleteknisk <strong>af</strong>d. 39157500 bsh@dmi.dk<br />

Peter Stauning Grønlandsexpert 39157473 pst@dmi.dk<br />

Claus Nehring 39157372 cn@dmi.dk<br />

Christian Pedersen DMI/SRI: Rundvisning og vinddata +299 841260 christian@sondrestromradar.net<br />

Kort og martrikelstyrelsen<br />

Anne Buch-Larsen Kundeservice: Henvisning til Space abl@kms.dk<br />

Compukort<br />

Flemming Nørgaard Salg <strong>af</strong> kort og kortdata Kortdata i 1:100.000 86273978 flemming.norgaard@biology.au.dk<br />

Flemming Nørgaard Salg <strong>af</strong> kort og kortdata Kortdata i 1:100.000 40604461 flemming@compukort.dk<br />

Royal Arctic Line<br />

Magseranguak Siegstad Kundeservice: Onlinebestilling: www.aul.gl 299-349114 kundeservice@royalarctic.gl<br />

Nordhavn (Scania Danmark)<br />

Da Feng Projekt ingeniør Datablade på generator 87322346 df@nordhavn.dk<br />

Martin Sylvén Salgschef Power generation 0046 855381908 martin.sylven@scania.com<br />

Tomas Jakula Salg Scania Engines: motordata tomas.jakula@scania.com<br />

97


Tabel A.3: Kontakter for simuleringsprojekt<br />

Navn Funktion Telefon Email<br />

Koordinator Sisimiut<br />

Laarseeraq Skifte (299) 86 59 05 lask@sisimiut.gl<br />

Summit<br />

John F. Burkhart NILU, Norsk luftforskning Driftdata Proven mølle jfb@nilu.no<br />

Megacon<br />

Peter N. Schougaard Udvikler <strong>af</strong> styresystemet 35426969 pns@megacon.com<br />

98 BILAG A. KONTAKTER


Bilag B<br />

Kortlægning <strong>af</strong> elforbruget<br />

hos de store forbrugere<br />

På studieturen til <strong>Sarfannguaq</strong>, i forbindelse med dette projekt, er de væsentligste<br />

elforbrugende installationer ved de fem største forbrugere gennemgået.<br />

Formålet var at få et overblik over, hvad energien bruges til, og om der er<br />

mulighed for at anvende installationerne som dumploads. De fem største forbrugeres<br />

andel <strong>af</strong> det samlede elforbrug kan <strong>af</strong>læses figur B.1.<br />

KNI’s butik<br />

KNI er bygdens største forbruger med en middeleffekt på 23 kW i den undersøgte<br />

periode. Ved gennemgangen <strong>af</strong> KNI’s installationer blev der ikke fundet<br />

tilstrækkelige installerede effekt til at sandsynliggøre det enorme forbrug, se<br />

tabel B.4. I først omgang var fokus rettet imod køleanlæggene, der <strong>af</strong>giver<br />

energien til et opvarmet lagerrum og derfor ikke har den optimale virkningsgrad.<br />

Der er installeret et anlæg til hver køle- og fryserum, alle <strong>af</strong> mærket Riva<br />

Cold. For kølerummet er der tale om en model PTH009Z001 med en maks.<br />

køleeffekt på 1560 W og en kompressoreffekt på 725 W. Efter producentens<br />

oplysninger er køleeffekten reduceret til 1422 W, når anlægget opererer ved<br />

temperaturne 4/20 ◦ . Køleanlægget til fryserum 1 er model PTM080Z032 med<br />

en effekt på 3800 W og en køleeffekt ved −20/20 ◦ på 5060 W. For fryserum<br />

2 anvendes en PTL024Z002 på 2020 W og en køleeffekt på 2945. Køleanlæggene<br />

viser sig kun at udgøre en meget lille del <strong>af</strong> effekterne. Undersøges<br />

variationerne i forbruget for KNI figur B.2, er det tydeligt, at der mangler<br />

nogle væsentlige installerede effekter i tabel B.4. Selvom alle installationer i<br />

tabellen kobles til, vil de ikke være istand til at forbruge effekten. En anden<br />

vigtig ting, der kan ses <strong>af</strong> figuren er, at den eller de installationer som mangler<br />

i opgørelse kun anvendes i dagtimerne og har en middel effekt på 15-25 kW.<br />

Om morgenen inden butikken åbner, bager købmanden brød i nogle timer,<br />

og ovnen på 15 kW er med til at give stigningen om morgenen. På sam-<br />

99


100<br />

BILAG B. KORTLÆGNING AF ELFORBRUGET HOS DE STORE<br />

FORBRUGERE<br />

Figur B.1: Fordelingen <strong>af</strong> elforbruget i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

me tidspunkt tilsluttes omkring de ekstra 15-25 kW, og de lukkes ned igen i<br />

frokostpausen. Hvad dette forbrug skyldes, er ved projektets <strong>af</strong>slutning uvist,<br />

men det er en <strong>af</strong> de ting, de skal undersøges ved næste besøg i bygden.<br />

Sisimiut Fish i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Fiskefabrikken er sandsynligvis forbrugeren med den største installerede effekt.<br />

Alene kølekompressorerne udgør 135 kW, og dertil kommer produktionsudstyr<br />

og andre dele <strong>af</strong> køleanlægget, figur B.5. Kølekompressorerne er frekvensregulerede<br />

900-1700rpm og 94,1-183 m3<br />

t , leveret <strong>af</strong> Johnson controls. Fabrikkens<br />

forbrug er sæsonbetonet og følger mængden <strong>af</strong> landet fisk, der skal indfryses<br />

og bearbejdes. Højsæsonen er fra april og til hen på efteråret. Ifølge ejeren er<br />

det planen, at produktionen skal udvides i de kommende sæsoner, men det er<br />

til dels <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> kvoterne.<br />

Vandværket 1316<br />

Vandværket indeholder råvandstank, UV-behandlingsanlæg og diverse pumper.<br />

Hovedpumpen er en frekvensstyret 2200 Watts Grundfosspumpe 700-2900


Tabel B.1: Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i KNI’s butik<br />

101<br />

Antal Beskrivelse Effekt Drifttimer Forbrug Dage Forbrug<br />

W t/D W/Døgn /uge Wt/uge<br />

1 Køler kølerum 702 18 12636 7 88.452<br />

1 Blæser kølerum 105 22 2310 7 16.170<br />

1 Køler frys 1 3561 20 71220 7 498.540<br />

2 Blæser frys 1 165 22 7260 7 50.820<br />

1 Køler fryserum 2 2020 20 40400 7 282.800<br />

2 Blæser fryser 2 165 22 7260 7 50.820<br />

1 Motorvarmer truk 400 18 7200 7 50.400<br />

2 Novum lukket frys 850 12 20400 7 142.800<br />

2 Isfryserer 875 14 24500 7 171.500<br />

1 Åben fryser 1100 15 16500 7 115.500<br />

1 Sodavandskøler 375 14 5250 36.750<br />

1 Trefløjet køleskab 1100 10 11000 7 77.000<br />

1 Bageovn 15000 3,5 52500 6 315.000<br />

1 Forbagning/hæveovn 5700 12 68.400 6 410.400<br />

1 Køler for brød 400 0 0 0 0<br />

1 Varmekabel vandfors. 2208 24 52.992 7 370.944<br />

1 Varmekanel <strong>af</strong>løb 1610 12 19.320 7 135.240<br />

1 Cirkulationsumpe 60 24 1440 7 10.080<br />

1 Cirkulationsumpe 150 24 3600 7 25.200<br />

1 Cirkulationsumpe 50 24 1200 7 8.400<br />

1 Pumpe Benzin 368 3 1104 7 7.728<br />

1 H.pumpe Benzin 368 3 1104 7 7.728<br />

1 Pumpe Petroleum 368 3 1104 7 7.728<br />

1 H.pumpe Pertroleum 368 3 1104 7 7.728<br />

1 Pumpe Gasolie 368 3 1104 7 7.728<br />

1 H.pumpe Gasolie 368 3 1104 7 7728<br />

5 Pladslys 500 12 30000 7 210.000<br />

Estimeret fordeling 43.359 3.113.184<br />

Faktisk forbrug 3.921.500<br />

rpm. Ved stort forbrug suppleres den <strong>af</strong> en reservepumpe med samme effekt.<br />

Et UV-anlæg køre konstant og ét er i reserve. Hovedparten <strong>af</strong> vandværkets<br />

elforbrug går til frostsikring <strong>af</strong> installationerne, men en stor del <strong>af</strong> energien<br />

går også til to elpaneler, som supplerer centralvarmeanlægget. De to elpaneler<br />

<strong>af</strong> 1500 er monteret på den ene ydervæg og termostaterne var ved besøget<br />

indstillet til „max“. Den primære varmekilde i bygningen er et oliefyret centralvarmeanlæg.<br />

Om anlægget ikke kan klare opvarmningen <strong>af</strong> bygningen, eller<br />

om elpanelerne er installeret <strong>af</strong> sikkerhedmessige hensyn er uvist, men det er<br />

uhensigtsmæssigt <strong>af</strong> anvende elpanelerne som varmekilde, hvis anlægget kan


102<br />

BILAG B. KORTLÆGNING AF ELFORBRUGET HOS DE STORE<br />

FORBRUGERE<br />

Figur B.2: Effektforbruget for KNI’s bygning på havnen i uge 46 2008<br />

Tabel B.2: Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i fiskefabrikken<br />

Antal Beskrivelse Effekt Drifttimer Forbrug Dage Forbrug<br />

W t/døgn W/døgn /uge Wt/uge<br />

9 Kølekompressorer 15000 2,666666667 360.000 5 1.800.000<br />

1 Saltningsmaskine 1100 1 1100 5 5.500<br />

1 Filiteringsmaskine 3000 4 12.000 5 60.000<br />

2 Pladefrysere 0 0 0 5 0<br />

4 Indfrysningsrums blæser 50 20 4.000 5 20.000<br />

4 Blæsere i færdigvare 70 20 5600 5 28.000<br />

1 Ismaskine 3,5L 600 2 1200 5 6000<br />

1 Personale og kontor 2500 7 17.500 5 87.500<br />

Estimeret fordeling 142.680 2.007.000<br />

Faktisk forbrug 2.008.000<br />

klare opgaven. Panelerne kan fint anvendes som frostsikring i tilfælde <strong>af</strong> nedbrud<br />

på centralvarmeanlægget, men både økonomisk og resursemæssigt er det<br />

en dårlig ide at anvende dem konstant, uden regulering.<br />

Servicehuset bygning 1289<br />

Servishuset indeholder vaskeri, badeastalt, husflidsrum og opholdsrum. Servicehuset<br />

ligger i samme bygning som Sisimiuts bygdekontor og sundhedsklinikken.<br />

Servicehuset har sin egen <strong>af</strong>regningsmåler, men fyret og cirkulations-


Tabel B.3: Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget på Vandværket 1316<br />

103<br />

Antal Beskrivelse Effekt Drifttimer Forbrug Dage Forbrug<br />

W t/døgn W/døgn /uge Wt/uge<br />

1 Elpanel Taphus1 250 16 4000 7 28.000<br />

2 Hovedledning sek.2 340 16 10880 7 76.160<br />

2 Hovedledning sek. 1 800 16 25600 7 179.200<br />

1 Hovedpumpe frekv. 2200 10 22000 7 154.000<br />

1 Reservepumpe 2200 0 0 7 0<br />

2 Uv-behandlingsanlæg 85 12 2040 7 14.280<br />

1 Sikring <strong>af</strong> <strong>af</strong>løb 138 14 1932 7 13.524<br />

1 Sikring <strong>af</strong> overløb 552 14 7728 7 54.096<br />

1 Oliebrænder 290 12 3480 7 24.360<br />

2 Elpaneler vandværk 1500 22 66000 7 462.000<br />

1 Af/inløbspumpe tank 7500 0 0 0 0<br />

1 Overløbspympe 7500 0 0 0 0<br />

Estimeret fordeling 6965 62480 1.005.620<br />

Faktisk forbrug 991.085<br />

pumperne, som betjener hele bygningen, er placeret i bygdekontorets del <strong>af</strong><br />

bygningen og går dermed på dens <strong>af</strong>regningsmåler. Sundhedsklinikken bliver<br />

primært anvendt som medicindepot og bliver derfor kun forsynet med varme,<br />

til opvarmning, fra centralvarmeanlægget. I det følgende beskrives derfor kun<br />

energiforbruget i servicehuset og bygdekontoret.<br />

Alle drifttimer undtagen tallet for varmekablet er estimerede ud fra de observationer<br />

jeg gjorde den uge, jeg boede i Servicehuset. Varmekablet opvarmer<br />

et 50 mm plast<strong>af</strong>løb, isoleret med 50 mm skum og en 6,2 mm plastkappe.<br />

Varmekabletsstyring er instillet til 2 grader og en delta temperatur på 0,3<br />

grader. Effekterne er <strong>af</strong>læst på de enkelte maskiner. Vaskemaskinerne forsynes<br />

med 60 ◦ varmt vand fra fyret, og derfor anvendes varmelegemet forholdsvis<br />

lidt. Forbrugene for fryser og køleskab er taget fra deres mærkningsforbrug,<br />

se fordelingen, tabel B.5.<br />

Der er installeret to typer cirkulationspumper på varmesystemet. En Grundfoss<br />

UP20-15 N150 som cirkulerer vandet fra fyret til varmtvandsbeholderen<br />

og en tilsvarende til centralvarmeanlægget. Der sidder to Grundfoss UPE 25-<br />

40 180 på varmvandsfremløbet, hvor den ene sidder som reserve. På disse to er<br />

der installeret en tidsstyring, men der er kun indsat enkelte pauser mandag.<br />

Ellers kører den ene <strong>af</strong> de to pumper konstant.<br />

Varmekablet til sikring at stikledningen ind til huset er anslået til 30W/m,<br />

men det vil variere alt efter, hvor mange timer der anvendes et eller to kabler.<br />

Kablet er sat til 7 ◦ C en delta tempetatur på 0,6 grader<br />

I de estimerede værdier er et mindre standby forbrug til kontormaskiner,<br />

vaskemaskiner og tørretrumpler mm..


104<br />

BILAG B. KORTLÆGNING AF ELFORBRUGET HOS DE STORE<br />

FORBRUGERE<br />

Tabel B.4: Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Servicehuset 1289<br />

Antal Beskrivelse Effekt Drifttimer Forbrug Dage Forbrug<br />

W t/døgn W/døgn /uge Wt/uge<br />

1 Trinettekøkner 2300 2 4600 5 23.000<br />

1 K<strong>af</strong>femaskiner 600 3 1800 5 9.000<br />

1 Elkedel 1200 0,1 120 5 600<br />

1 Industritørretrumpler 8500 0 7 0<br />

1 Motor 245 5 1225 5 6.125<br />

1 Varmelegme 8000 3 24000 5 120.000<br />

1 Alm, Tørretrumpler 2300 3 4600 5 34.500<br />

3 Industrivaskemaskiner 7900 0 5 0<br />

3 Varmelegme 7500 1,2 22500 5 135.000<br />

3 Motor 400 5 6000 5 30.000<br />

1 Strygejern 1200 0,4 480 7 3.360<br />

1 Microovn 1600 0 0 7 0<br />

1 Lille kummefryser 180 5,5 990 7 6.930<br />

1 Lille Køleskab 90 3,56 320,4 7 2242,8<br />

5 Varmekabel <strong>af</strong>løb 20 12 1200 7 8.400<br />

Estimeret fordeling 42.115 72.635,4 378.757,8<br />

Faktisk forbrug 378.785<br />

Taphus 5<br />

Taphus 5 er en lille hytte på 2,8x3,4x2,17 m. Hytten er isoleret med 80mm<br />

mineraluld og opvarmet med et 2000 Watts elpanel, indstillet til 25 ◦ C . Ser<br />

man igen på en uge i februar, kan fordelingen <strong>af</strong> forbruget estimeres til tabel<br />

B.6. Foruden Taphus 5 findes der et lignende Taphus 6, som også anvendes<br />

til opmagasinering. Taphus 6 opvarmes med oliefyr, og det har ikke været<br />

muligt at sk<strong>af</strong>fe et fyringsbudget for denne hytte. De øvrige taphuse 1-4 er<br />

ikke egentlige huse men en lille boks på fire ben figur B.3.<br />

Figur B.3: Taphuse i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Hvis der ikke er en meget god grund til at opretholde Taphus 5 i sin


Tabel B.5: Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Bygdekontoret 1289<br />

105<br />

Antal Beskrivelse Effekt Drifttimer Forbrug Dage Forbrug<br />

W t/døgn W/døgn /uge Wt/uge<br />

1 Trinettekøkken 2300 0.4 920 5 4.600<br />

1 K<strong>af</strong>femaskine 600 3 1800 5 9000<br />

1 K<strong>af</strong>femaskiner 600 5 3000 5 15.000<br />

2 Stationære computere 300 7 4200 5 21.000<br />

2 Pcskærme 70 5 980 5 4.900<br />

1 Kopimaskine 250 1 250 5 1.250<br />

1 Andre kontormaskiner 250 2 500 5 2.500<br />

2 Cirkulationspumpe cent. 30 24 1440 7 10.080<br />

2 Cirkulationspumpe vand 40 14 1120 7 7.840<br />

1 Gulliver RG02R brænder 290 11 3190 7 22.330<br />

6 Varmekabel 30 18 3240 7 22.680<br />

Estimeret fordeling 4195 17235 112.180<br />

Faktisk forbrug 112.570<br />

Tabel B.6: Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Taphus 5 1302<br />

Antal Beskrivelse Effekt Drifttimer Forbrug Dage Forbrug<br />

Antal Beskrivelse Effekt [W] Drifttimer Forbrug /uge Forbrug<br />

1 Elpanel Taphus 5 2000 19 38000 7 266.000<br />

1 Elpanel Taphus 4 250 20 5000 7 35.000<br />

1 Frostsikringskabel Z2 1035 10 10350 7 72.450<br />

Estimeret fordeling 4320 10 63700 445.900<br />

Faktisk forbrug 446.130<br />

nuværende form og placering, kunne der spares meget energi ved at ændre<br />

den til en boks. Derudover er det tvivlsomt, om dens placering giver den en<br />

berettigelse. Benyttes den ikke til nogle aktiviteter ved vandet, kunne det være<br />

en god ide at flytte den op til bygning 99 og dermed spare 40 m ledning og en<br />

del el til opvarmning <strong>af</strong> hytte og ledning.<br />

Tabel B.7: Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Taphus 3 1406<br />

Antal Beskrivelse Effekt Drifttimer Forbrug Dage Forbrug<br />

W t/døgn W/døgn /uge Wt/uge<br />

1 Elpanel Taphus 3 250 21 5250 7 36.750<br />

1 Elpanel Taphus 2 250 21 5250 7 36.700<br />

2 Tarco 180rør 1035 13 26910 7 188.370<br />

2 Tarco 200rør 575 14 16100 7 112.700<br />

Estimeret fordeling 3720 53510 374.570<br />

Faktisk forbrug 377.995


106<br />

BILAG B. KORTLÆGNING AF ELFORBRUGET HOS DE STORE<br />

FORBRUGERE<br />

Taphus 3 forsyner både frostsikringskablerne til hovedledningen sektion<br />

3 og 4. Sektion 3 og 4 sikres med fire kabler hver. For sektion 3 trækker<br />

de 2,5A per kabel og for sektion 4 4,5A per kabel. Kabel temperaturen er<br />

som for de fleste andre kabler i bygden indstillet til en minimumstemperatur<br />

på 7 ◦ C og en ∆t på 0, 6 ◦ C. Selve taphuset er opvarmet med et 250 W<br />

elpanel med en set-temperatur på 15 ◦ C. Taphuset er isoleret ca. 40 mm mineraluld/opskummet<br />

polystyren, udført med varierende kvalitet. Det vurderes<br />

derfor, at elpanelerne har relativt mange drifttimer, men med den lave effekt<br />

er det ikke voldsomme mængder energi, der anvendes til frostsikring <strong>af</strong> denne<br />

type taphuse. Elpanelerne er udstyret med extern termostat og føler for at<br />

sikre, at reguleringstemperaturen er korrekt. Taphus 1-4 er påbygget som vist<br />

figur B.3, isoleret og opvarmet som beskrevet for taphus 3. Termostaterne i de<br />

fire taphuse er indstillet til imellem 15 og 25 ◦ C. Den eksterne termostat taget<br />

i betragtning burde denne set-temperatur kunne reduceres betydeligt, uden at<br />

det påvirker frostrisikoen. Hvad den kan reduceres til og om bedre isolering er<br />

en god investering kunne være en god ide for Nukissiorfiit at undersøge, mere<br />

herom i de særskilte rapporter til Nukissiorfiit og beboerne i <strong>Sarfannguaq</strong>, der<br />

er udarbejdet i forbindelse med dette projekt. På samme måde kunne det være<br />

en god ide at beregne den nødvendige set-temperatur på de selvregulerende<br />

varmekabler for at sikre, at vandrørne ikke fryser. Nukissiorfiit oplyste, at der<br />

anvendes 2 − 3 ◦ C i Sisimiut, men hvad den nødvendige temperatur er for de<br />

fritliggende rør i <strong>Sarfannguaq</strong> er uvist. Producenten Tarcorør er overtaget <strong>af</strong><br />

Løgstørrør, men de er meget interesseret i at hjælpe ved en evt. undersøgelse<br />

<strong>af</strong> dette.<br />

Tabel B.8: Fordelingen <strong>af</strong> energiforbruget i Taphus 6 1303<br />

Antal Beskrivelse Effekt Drifttimer Forbrug Dage Forbrug uge<br />

W t/døgn W/døgn /uge Wt/uge<br />

1 Oliebrænder 165 17 2805 7 19.635<br />

1 Grundfoss cirk. 50 24 1200 7 8.400<br />

1 Tarco 180rør 690 17 11730 7 82.110<br />

Estimeret fordeling 855 15.735 110.145<br />

Faktisk forbrug 110.445<br />

Taphus 6 fungerer også som bygdens brandstation. Hytten er identisk med<br />

Taphus 5, men blot oliefyret. Rummet opvarmes <strong>af</strong> en traditionel radiator<br />

forsynet via en cirkulationspumpe, 36-70 W. Kedelvandstemperaturen var ved<br />

besøget 75 ◦ C. Frostsikringskablerne i stikledningen til hytten er tilsluttet i<br />

hytten, men ellers er der kun et mindre forbrug til belysning.<br />

Vandledningerne i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Vandledningerne i <strong>Sarfannguaq</strong> består <strong>af</strong> præisolerede PE-HD rør. Rørerne er<br />

isoleret med polyurethanskum og forsynet med to kvadratiske tracerrør i alu-


107<br />

minium. Hver <strong>af</strong> tracerrørerne er udstyret med et selvregulerende varmekabel<br />

på imellem 10 og 20 W/m. Den anvendte isoleringsskum har en isoleringsevne<br />

λ = 0, 032W/m 2 k. Rørerne ligger for det meste frit, men i enkelte områder<br />

er de nedgravede <strong>af</strong> hensyn til stier mm. Føringsveje, længder og dimensioner<br />

kan ses på tegningen over systemet, der er udarbejdet i forbindelse med dette<br />

projekt.<br />

Tabel B.9: Rør anvendt i vandforsyningssystemet<br />

Kapperør Innerrør<br />

Diameter Godstykkelse Diameter Godstykkelse<br />

140 4,4 32 3<br />

180 5,6 75 6,9<br />

200 6,2 110 10


Bilag C<br />

Datagrundlag<br />

Tabel C.1: Elforbruget i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettighedshaver Udleveret <strong>af</strong><br />

Årlig forbrug 1999-2007 År Nukissiorfiit Grønlandsstatistik<br />

Fjern<strong>af</strong>læst forbrug 09.2007-01.2009 15min. Nukissiorfiit Nukissiorfiit<br />

Målerliste - - Nukissiorfiit Nukissiorfiit<br />

Tabel C.2: Kr<strong>af</strong>tværket i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettighedshaver Udleveret <strong>af</strong><br />

Datablade - - Scania Nordhavn<br />

Brændstofforbruget 1999-2008. - Nukissiorfiit Nukissiorfiit<br />

Produktionsrapporter mdr. - Nukissiorfiit Nukissiorfiit<br />

Distributionsnet DXF-tegning - Nukissiorfiit Nukissiorfiit<br />

Tabel C.3: Vandforbruget i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettigheder Udleveret <strong>af</strong><br />

Årligforbrug 2001-2007 År Nukissiorfiit Grønlandsstatistik<br />

Fjren<strong>af</strong>læstforbrug 09.2007-09.2008 Måned. Nukissiorfiit Nukissiorfiit<br />

Tabel C.4: Brændstofforbruget i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettighedshaver Udleveret <strong>af</strong><br />

Benzinforbrug 2004-2007 Måned KNI Grønlandsstatistik+KNI<br />

Gasolieforbrug 2004-2007 Måned KNI Grønlandsstatistik+KNI<br />

Petroleumforbrug 2004-2007 Måned KNI Grønlandsstatistik+KNI<br />

Flaskegasforbrug 2004-2007 Måned KNI Grønlandsstatistik+KNI<br />

109


110 BILAG C. DATAGRUNDLAG<br />

Tabel C.5: Kort<br />

Beskrivelse Kurver Opløsning Rettigheder Udleveret <strong>af</strong><br />

G250V 100m 1:250.000 KMS DTU space<br />

Sisimiut grundkort 0,5m DTM 5x5m Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut klasse1 25m DTM 100x100m Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut vandrekort 25m 1:100.000 Compukort Gre. tursism<br />

Datagrundlag vandrekort 25m 1:125.000 Compukort Compukort<br />

<strong>Sarfannguaq</strong> grundkort 0,5m DTM10x10m Asiaq Asiaq<br />

Kangerlussuaq grundkort 0,5m DTM10x10m Asiaq Asiaq<br />

Kangerlussuaq klasse1 25m DTM100x100m Asiaq Asiaq<br />

Kangerlussuaq vandrekort 25m 1:100.000 Compukort Compukort<br />

Tabel C.6: Vinddata<br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettigheder Udleveret <strong>af</strong><br />

Sisimiut by 515 09.1991- 60min. Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut Mittarfia 2001- 60min. DMI Ikke udl.<br />

Dumpen 2004-2008 10min. DTU Winddata.com<br />

Kangerlussuaq 1973- 60min. DMI Ikke udl<br />

Sisimiut dumpen 08.2004- 10min. DTU DTU<br />

<strong>Sarfannguaq</strong> 03-04+06-07 10min. DTU Winddata.com<br />

Summit 2008-2009 1min Geosummit Geosummit<br />

Sisimiut Mittarfia 02.2008- 8 s GLV GLV<br />

Tabel C.7: Temperaturdata<br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettigheder Udleveret <strong>af</strong><br />

Sisimiut by 515 09.1991- 60min. Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut Mittarfia 2001- 60min. DMI Ikke udl.<br />

Kangerlussuaq 1973- 60min. DMI Ikke udl<br />

Dumpen 2004-2008 10min. DTU Winddata.com<br />

Pisissarfik 464 1998- 60min. Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut dumpen 08.2004- 10min. DTU DTU<br />

<strong>Sarfannguaq</strong> 03-04+06-07 10min.6 DTU DTU<br />

Summit 2008-2009 1min Geosummit Geosummit<br />

Tabel C.8: Nedbørsdata<br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettigheder Udleveret <strong>af</strong><br />

Sisimiut by 515 09.1991- 60min. Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut Mittarfia 2001- 60min. DMI Ikke udl.<br />

Kangerlussuaq 1973- 60min. DMI Ikke udl


Tabel C.9: Indstrålingsdata<br />

111<br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettigheder Udleveret <strong>af</strong><br />

Sisimiut by 515 09.1991-10.2006 60min. Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut by 515 10.2006- 5min. Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut Mittarfia 2001- 60min. DMI Ikke udl.<br />

Tabel C.10: Fugtighedsdata<br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettigheder Udleveret <strong>af</strong><br />

Sisimiut by 515 09.1991- 60min. Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut Mittarfia 2001- 60min. DMI Ikke udl.<br />

Kangerlussuaq 1973- 60min. DMI Ikke udl<br />

Tabel C.11: Lufttryk<br />

Beskrivelse Periode Opløsning Rettigheder Udleveret <strong>af</strong><br />

Sisimiut by 515 09.1991- 60min. Asiaq Asiaq<br />

Sisimiut Mittarfia 2001- 60min. DMI Ikke udl.<br />

Kangerlussuaq 1973- 60min. DMI Ikke udl


Bilag D<br />

Opbygning <strong>af</strong> model,<br />

eksisterende system<br />

For at kunne bestemme følgerne ved en ændring <strong>af</strong> forsyningssystemet i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

er det nødvendigt at have en model <strong>af</strong> systemet. Som udgangspunkt<br />

kendes forbruget for hvert kvarter for en periode på et år. Der er ikke endnu<br />

foretaget målinger, der vil kunne fastlægge fluktuationer og max/min værdier<br />

i disse 15 minuters intervaller. Ud fra de kendte forbrugsdata er det muligt<br />

at simulere, hvordan kr<strong>af</strong>tværket har arbejdet, og hvordan eventuelle nye tiltag<br />

vil påvirke systemet. Den første model, der opstilles, er en model <strong>af</strong> det<br />

eksisterende system. Modellen skal danne grundlaget for undersøgelse <strong>af</strong> energimæssige<br />

og økonomiske konsekvenser <strong>af</strong> implementering <strong>af</strong> nye komponenter<br />

i systemet. Modellen skal som udgangspunkt ikke omfatte de eltekniske konsekvenser,<br />

som f.eks. Elkvaliteten. Som simuleringsprogram anvendes Simulink,<br />

der er et standard Matlab simuleringsværktøj. Simulink giver mulighed for både<br />

at anvende eksisterende moduler, udveksle moduler med andre og endelig<br />

at designe egne moduler. Programmet giver mulighed for at køre simuleringen<br />

direkte i programmet eller, hvis dette er for tidskrævende, kan programmet<br />

konverteres til C-kode, som kan køres udenfor programmet.<br />

D.1 Input til modellen<br />

Som tidligere beskrevet anvendes de fjern<strong>af</strong>læste 15 minutters data som input<br />

for modellen. De fjern<strong>af</strong>læste data er stillet til rådighed <strong>af</strong> Nukissiorfiit, som<br />

en dataserie for hver enkelt måler i bygden. Forbruget er målt som antallet <strong>af</strong><br />

kWh, der er forbrugt inden for den aktuelle måleperiode. I den statiske model<br />

beskrives fordelingsnettets indflydelse på systemet kun som et nettab. Det<br />

betyder, at der ikke tages højde for, hvor i nettet forbruget et placeret. Det<br />

betyder, at forbruget i nettet kan beskrives <strong>af</strong> det samlede forbrug, og derfor<br />

anvendes en summering <strong>af</strong> forbruget for alle målere i hver enkelt 15 minutters<br />

interval. Inputdataene opdeles i måneder for at muliggøre simulering <strong>af</strong> de<br />

113


114 BILAG D. OPBYGNING AF MODEL, EKSISTERENDE SYSTEM<br />

enkelte måneder separat. Forbrugsdataene er kvalitetssikrede og samlet i en<br />

matrise med en tidsserie i første række. Rækkerne 2-15 indeholder forbrugsdataene<br />

for okt. 2007 -Dec. 2008. Række 16 indeholder den samlede dataserie for<br />

2008. Alle pladser i matrisen, som ikke indeholder måledata, udfyldes med en<br />

fejlkode. I dette tilfælde anvendes -1"og det benyttes til at <strong>af</strong>bryde simulering,<br />

når enden <strong>af</strong> dataserien er nået. Dataene gemmes som en MAT-fil for at kunne<br />

anvende et standard Simulink modul til at indlæse dataene.<br />

Under besøget i <strong>Sarfannguaq</strong> blev det observeret, at det ikke er alt strøm,<br />

der registreres <strong>af</strong> de fjern<strong>af</strong>læste målere. Kr<strong>af</strong>tværkets eget forbrug samt forbruget<br />

til vejbelysning måles kun manuelt, og der findes derfor kun månedsvædier<br />

for disse forbrug. Derved opstår problemet med at fastlægge variationerne<br />

<strong>af</strong> disse forbrug. Disse to forbrug udgør 3,6% <strong>af</strong> det samlede forbrug. Ud fra<br />

de ringe muligheder for at estimere de korrekte variationer og den forholdsvis<br />

lille andel <strong>af</strong> det samlede forbrug er der istedet anvendt de månedlige middelforbrug<br />

som input for disse forbrug.<br />

For at bevare muligheden for at kunne verificere nettabet ud fra <strong>af</strong>gangsmålinger<br />

behandles disse forbrug særskilt og importeres fra en separat fil.<br />

Disse forbrug går direkte fra forbrugsmodulet og til kr<strong>af</strong>tværksmodulet, hvor<br />

de lægges til <strong>af</strong>gangeffekten til nettet.<br />

D.2 Opbygning<br />

Opbygningen <strong>af</strong> simuleringsmodellen tager udgangspunkt i forbruget og derfor<br />

kaldes første modul "Forbrug". Forbrug-modulet har til opgave at indlæse<br />

forbrugsdataene og sikre, at de har det rigtige format.<br />

Til indlæsning <strong>af</strong> dataene anvendes standardmodulet "From File"figur D.1.<br />

Indlæsningsmodulet instilles til at indlæse MAT-filen og frigiver en kolonne<br />

data ad gangen <strong>af</strong>hængig <strong>af</strong> samplingsfrekvensen. Det betyder, at modulet frigiver<br />

de tilhørende værdier fra, hvad der svare til måleperiodens begyndelse<br />

til slutningen, og det betyder, at dataene indlæses som middelværdier over de<br />

15 minuter, de er målt over. Der udsendes således en vektor med værdierne<br />

fra række 1-16 i den kolonne, som den akutelle simuleringtid svare til. Til simuleringen<br />

skal kun en <strong>af</strong> værdierne i vektoren anvendes, og derfor defineres<br />

et input, som definerer hvilken værdi vektorindex-modulet skal videresende.<br />

Den valgte værdi adderes med en konstant værdi på 1, sådan at indtastning<br />

<strong>af</strong> 1 svare til januar og indtastning <strong>af</strong> 13 medfører hele dataserien. Til at<br />

sikre at dataene ligger inden for et valid interval anvendes et "Check Static<br />

Range"modul. Modulet <strong>af</strong>bryder simuleringen, hvis de inkomne data ligge unden<br />

for det definerede interval. Dette sker f.eks., når simuleringen er nået til<br />

enden <strong>af</strong> den valgte dataserie, og den valgte fejlkode -1"indlæses. Afbrydes<br />

simuleringen ikke, sendes dataene ud <strong>af</strong> modulet via outmodulet "Forbrug".


D.2. OPBYGNING 115<br />

Netmodel<br />

Figur D.1: Modul til indlæsning <strong>af</strong> statistiske data<br />

Efter at have testet hele modulet "Forbrug"opbygges modulet "Net", som skal<br />

lægge tabet igennem nettet til forbruget. Tabet i et kabel kan simpelt beskrives<br />

vha. Joules lov:<br />

E = RI 2 τ ⇒ PT ab = RI 2<br />

(D.1)<br />

Som det kan ses <strong>af</strong> D.1 vil tabet således <strong>af</strong>hænge at strømmen kvadreret, og<br />

da netspændingen er tilnærmelsesvis konstant, vil strømmen være proporsional<br />

med forbruget. Nettabet og netopbygningen er på nuværende tidspunkt<br />

ukendt, og nettabets andel <strong>af</strong> det samlede tab må derfor estimeres og indgå<br />

som en del <strong>af</strong> den endelige verificering <strong>af</strong> simuleringsmodellen. Som udgangspunkt<br />

estimeres tabet til 1, 5% ved en belastning på 100kW.<br />

PT ab = RI 2 ⇒<br />

0, 015 · 100000<br />

100000<br />

= c · 100000 2 ⇒ c = 1, 5 · 10 −12<br />

(D.2)<br />

Modstanden i et kabel vil også <strong>af</strong>hænge <strong>af</strong> temperaturen, men dette negligeres<br />

i denne simple model. Det vurderes ikke, at implementering <strong>af</strong> den temperatur<strong>af</strong>hængige<br />

kabelmodstande er relevant, før hele nettet modelleres i detaljer.<br />

Den simple model på baggrund <strong>af</strong> Joules lov formel D.2 anvendes således til<br />

bestemmelse <strong>af</strong> nettabet. Modellen er opbygget som vist figur D.2, med input<br />

fra "Forbrug"modulet. Modulet beregner hvor meget effekt, der skal tilføres<br />

nettet samt nettets virkningsgrad. Nettets virkningsgrad anvendes i beregning<br />

<strong>af</strong> systemets samlede virkningsgrad, og effekten anvendes som input for<br />

kr<strong>af</strong>tværksmodulet.


116 BILAG D. OPBYGNING AF MODEL, EKSISTERENDE SYSTEM<br />

Kr<strong>af</strong>tværksmodellen<br />

Figur D.2: Simpel model for transmissionsnettet<br />

Figur D.3: Model for nuværende kr<strong>af</strong>tværk<br />

Kr<strong>af</strong>tværket består idag kun <strong>af</strong> et generatorsæt med tre generatorer <strong>af</strong> forskellig<br />

størrelse. Kr<strong>af</strong>tværksmodulet har tre input, et valg <strong>af</strong> generator, en effektefterspørgslen<br />

fra nettet og en effektefterspørgsel fra kr<strong>af</strong>tværkets egetforbrug<br />

samt gadebelysningen. Kr<strong>af</strong>tværksmodulets primære opgave er ud fra effektbehovet<br />

at beregne brændstofforbruget. Nukisiorfiit har ikke været istand til<br />

at oplyse noget om, hvilke generatorer der har kørt hvornår eller hvor mange<br />

start/stop de enkelte generatorer har h<strong>af</strong>t.<br />

Model, mærke og forhandler <strong>af</strong> generatorsættene er oplyst <strong>af</strong> Nukissiorfiit.<br />

Det har ikke været muligt at fremsk<strong>af</strong>fe testresultater på hele generatorsæt-


D.2. OPBYGNING 117<br />

Figur D.4: Virkningsgrader for de to generatortyper<br />

tet men fra generatorfabrikanten Stamford er der fremsk<strong>af</strong>fet virkningsgradskurver<br />

for generatorerne. Virkningsgradskurverne findes kun for intervallet<br />

25 − 110% <strong>af</strong> den nominelle belastning. For at sikre at virkningsgraden er difineret<br />

på hele intervallet beregnes formlen for kurven. Generator to og tre er<br />

ens, derfor indeholder D.3 kun to virkningsgradskurver.<br />

Motorerne, som er fremstillet <strong>af</strong> Scania, er alle <strong>af</strong> typen D9, men motoren<br />

til generator 1 er neddroslet til 135kW mod de 197kW, der anvendes til generator<br />

2+3. Det har kun været muligt at få oplyst brændstofforbruget ved<br />

0, 20, 50, 75 og 100% belastning. Motorerne er standard turboladede motorer<br />

og standardforbrugsdata er derfor fremsk<strong>af</strong>fet til udarbejdelse <strong>af</strong> det fornødne<br />

datagrundlag. Lektor Jesper Schram MEK-DTU har udleveret et diagram for<br />

en standard Ferrari turbodieselmotor. Diagrammet anvendes sammen med de<br />

kendte forbrug, ved 0, 25, 50, 75 og 100 % belastning til at estimere brændstofforbruget<br />

for de to motor typer figur D.5. Som kurven tydeligt indikerer,<br />

har det ingen betydning for brændstoføkonomien, hvilken motor der anvendes<br />

fordi de fysisk er ens. Forbruget for området 0-20 kW er behæftet med en lille<br />

usikkerhed. Modstande i generatoren som f.eks. friktion får en større betydning,<br />

efterhånden som den udtrukne effekt falder. Producenten var også kun<br />

istand til at give et cirka forbrug for nul last.<br />

Generatormodellen er som resten <strong>af</strong> systemet opbygget fra forbrugssiden<br />

og dermed imod energistrømmen. Modellen indledes med en kontrol <strong>af</strong>, om det<br />

indkommende produktionskrav kan opfyldes <strong>af</strong> den valgte generator. Overstiger<br />

kravet generatorens indstillede maks. last, kobles der automatisk en eller


118 BILAG D. OPBYGNING AF MODEL, EKSISTERENDE SYSTEM<br />

Figur D.5: Estimering <strong>af</strong> brændstofforbrug for motorer<br />

flere ekstra generatorer ind. Det har ikke været muligt at fremsk<strong>af</strong>fe styringsalgoritmen<br />

for PLCen, og derfor er kriterierne for opstart <strong>af</strong> en ekstra motor<br />

ukendt. Af driftdataene kan det ses, at der findes perioder, hvor der køres<br />

parallelt med to eller flere generatorer, da driftimerne overstiger timerne i<br />

perioden. En ekstra generator kan enten automatisk kobles ind, hvis reservekapaciteten<br />

på den anvendte generator bliver for lille eller, også kan den<br />

kobles ind (manuelt), hvis man forventer, at forbruget i en periode vil bliver<br />

højt. Hvor meget <strong>af</strong> parallel driften der skyldes manglende reserve kapacitet<br />

vides ikke, men det må forventes, at størstedelen kan tilskrives dette, da der<br />

ikke er nogen direkte manuel overvågning <strong>af</strong> kr<strong>af</strong>tværket. Da det vil have en<br />

voldsom negativ effekt på værkets økonomi at køre parallel drift ved lave forbrug,<br />

må det antages, at dette kun finder sted i høje belastningssituationer.<br />

Til styring <strong>af</strong> parallelt drift i modellen anvendes derfor udelukkende belastningen<br />

på generatorene. Ud fra de kendte belastninger antages det, at der aldrig<br />

køres med mere end to generatorer parallelt <strong>af</strong> gangen. Derved kan niveauet<br />

<strong>af</strong> reservekapaciteten estimeres ud fra antal drifttimer og belastningshistorikken.<br />

Som eksempel er den akkumulerede lastfordeling og andelen <strong>af</strong> parallel<br />

drift angivet figur D.7. Der blev kørt parallelt 4,75 % <strong>af</strong> tiden i 2008, hvilket<br />

svarer til en belastning fra omkring 98 kW og op efter. For at få <strong>af</strong>klaret<br />

spørgsmålene omkring styringen er den ansvarlige stærkstrømingeniør hos Megacom<br />

Danmark, Peter Schougaard kontaktet. Peter har personligt designet<br />

PLC-programet, men de kan naturligvis ikke udlevere dette. Peter fortæller,<br />

at styringen regulerer efter effekten og frekvensen på hovedskinnen. Alle pa-


D.2. OPBYGNING 119<br />

Figur D.6: Akkumuleret lastfordeling for 2008 og angivelse at parallel drift<br />

andelen<br />

rametre i programmet opdateres for hver 30 ms. Styringen <strong>af</strong> generatorerne<br />

er opbygget med faste startværdier, men med en mere avanceret stopfunktion<br />

kaldet „Selektiv stop“. Det vil sige at der startes en ny generator ved en given<br />

effekt, men alt efter historikken kan den udkobles igen, før eller efter dette<br />

niveau. Når der køres parallelt, er styringen designet til at fordele lasten, så<br />

perioder med meget lidt belastning forhindres. På grund <strong>af</strong> det variable stopniveau<br />

og de manglende parameterdata er det ikke muligt at lave en mere<br />

nøjagtig bestemmelse <strong>af</strong> start/stop niveauerne end ved at anvende lastfordelingerne.<br />

Resultaterne <strong>af</strong> denne beregning vil også blive påvirket <strong>af</strong>, hvor<br />

meget storforbrugerfunktionen i styringen har været anvendt. Denne funktion<br />

bruges til at kommunikere imellem kr<strong>af</strong>tværket og fiskefabrikkens køleanlæg.<br />

Funktionen sikrer at der er tilstrækkelig reservekapacitet når køleanlægget ønsker<br />

at indkoble en ekstra kompressor. Om parameterne for start og stop er<br />

indstillet ens for de to motorstørrelser er tvivlsomt. Vi får en lidt højere effekt<br />

for månederne, hvor generator 1 ikke har været i drift, og det tyder på, at<br />

niveauet ikke er indstillet ens, tabel D.1. Ved projektets <strong>af</strong>slutning er driftparametrene<br />

blevet udleveret <strong>af</strong> Nukissiorfiit, og det viser sig, at generator 1 er<br />

indstillet til 96 kW, mens generator 2+3 er indstillet til 150 kW.<br />

Ud fra disse undersøgelser sættes startværdien for alle generatorene til en<br />

fast startværdi på 98kW. I praksis vil værdien, på grund <strong>af</strong> at anvendelsen <strong>af</strong><br />

storforbrugerfunktionen er inkluderet i statistikken, være højere. Med hensyn<br />

til simuleringsresultaterne vurderes dette ikke at have en den store indflydelse.


120 BILAG D. OPBYGNING AF MODEL, EKSISTERENDE SYSTEM<br />

Tabel D.1: Driftdata for 2008 og estimeret indkoblingsniveau<br />

Måned Timer G1 Timer G2 Timer G3 Timer Dob. Andel Dob. Est. Niveau<br />

1 0 322 422 0 0,0 124kW<br />

2 282 276 154 16 2,299 93kW<br />

3 430 0 322 8 1,075 89kW<br />

4 96 447 210 33 4,583 88kW<br />

5 199 62 491 8 1,075 94kW<br />

6 32 20 693 25 3,472 89kW<br />

7 79 315 363 13 1,747 99kW<br />

8 20 540 209 25 3,360 92kW<br />

9 0 624 101 5 0,694 101kW<br />

10 24 737 58 75 10,081 101kW<br />

11 193 669 64 206 28,611 96kW<br />

12 75 194 478 3 0,403 108kW<br />

Ialt 1430 4206 3565 417 4,747 98kW<br />

Der kan fordi brændstofforbruget for de tre motorer er ens ved en given belastning<br />

anvendes en meget simpel styring, der udelukkende anvender lasten<br />

til at bestemme antallet <strong>af</strong> indkoblede generatorer.<br />

Bestemmelsen <strong>af</strong> antallet <strong>af</strong> indkoblede generatorer, beregnes ud fra belastningsgraden<br />

og generatorens virkningsgrad ved denne belastning. Når generatorvirkningsgraden<br />

kendes, kan den nødvendige motoreffekt beregnes. Når<br />

den nødvendige motoreffekt er kendt, kan motorens brændstofforbrug bestemmes<br />

ud fra figur D.5. Ud fra brændstofflowet og brænsstoffets brændværdi kan<br />

generatorens samlede virkningsgrad bereges ved:<br />

ηGenerator = PNet<br />

˙v · Bv<br />

(D.3)<br />

hvor Bv er brændstoffets brændværdi, i dette tilfælde anvendes gasolies nedre<br />

brændværdi 34, 686 MJ<br />

L 1 og PNet et den <strong>af</strong>givne elektriske effekt.<br />

Fordelingen <strong>af</strong> generatorernes samlede virkningsgrad i forhold til belastningen,<br />

se figur D.7, viser, at det rent brændstofmæssigt er stort set underordnet,<br />

hvilken generator der anvendes. En anden væsentlig oplysning er at virkningsgraden<br />

kun varierer forholdsvis lidt fra en belastning på 60kW og opefter.<br />

Økonomisk model<br />

Elpriserne i Grønland er reguleret <strong>af</strong> hjemmestyret, og for perioden 2005-2009<br />

gælder en overgangsordning, som har til formål at ændre de grønlandske elpriser<br />

fra faste priser til markedspriser. Landsstyret har vedtaget, at prisen må<br />

stige 10% per år plus stigninger på olie og andre produktionsrelaterede udgifter.<br />

Prisen i 2009 må dog maksimalt være 150% <strong>af</strong> den landsdækkende pris i<br />

1 Energistyrelsens Energistatistik 2007, www.ens.dk


D.2. OPBYGNING 121<br />

Figur D.7: Generatorsættenes samlede virkningsgrad som funktion <strong>af</strong> belastningen<br />

Tabel D.2: Produktionsprisen i <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Omkostninger 2006 2007<br />

kr/kWh kr/kWh<br />

Vareforbrug 1,36 1,28<br />

Personaleomkostninger 1,12 1,06<br />

Kapacitetsomkostninger 0,63 1,78<br />

Afskrivninger 0,85 1,31<br />

Renter 0,34 0,30<br />

Enhedspris 4,31 5,73<br />

2003. Disse krav er gældende for hver sammenhængende område. Det betyder,<br />

at Nikussiorfiit har været tvunget til at beregne de nøjagtige enhedsomkostninger<br />

for hver produktionsanlæg og dermed også anlægget i <strong>Sarfannguaq</strong>. Vi<br />

kender derfor enhedsprisen og baggrunden for prisen, se Tabel D.2. Ud <strong>af</strong> de<br />

fem udgiftsposter, som enhedsprisen består <strong>af</strong>, er der kun vareforbrug, der<br />

varierer med produktioner. De fem andre vil være faste over året, men vil variere<br />

fra år til år. Vareforbruget dækker over gasolieforbrug, motorolieforbrug<br />

og andre direkte produktionsrelaterede udgifter. Vareforbruget vil, fordi der


122 BILAG D. OPBYGNING AF MODEL, EKSISTERENDE SYSTEM<br />

Figur D.8: Produktionsprisen per kWh<br />

næsten udelukkende er tale om oliebaserede produkter, variere med olieprisen.<br />

Grønland her indtil 2009 være begunstiget med en fordelagtig fastpris<strong>af</strong>tale<br />

på olie, men fra 2009 overgår priserne til verdensmarkedspriser, og det vil<br />

sandsynligvis betyde, at priserne på oliebaserede produkter vil stige. Vi tager<br />

udgangspunkt i 2007 priser D.2, da det er de nyeste, tilgængelige data.<br />

Enhedspriserne er beregnet ud fra produktionsomkostningerne per produceret<br />

kWh (2007 415.240kWh).<br />

For at gøre modellen så anvendelig og realistisk så mulig baseres prisen på<br />

gasolie- og smøreolieforbruget. Smøreolieforbruget bereges som et forbrug per<br />

forbrugt liter gasolie formel D.4<br />

RSmreolie = msmreolie<br />

mGasolie<br />

= 816L<br />

= 5, 506 · 10−3<br />

148200L<br />

(D.4)<br />

Smøreolien koster omkring 22kr/L, hvilket betyder, at smøreoliens andel<br />

<strong>af</strong> enhedsprisen er 4,32øre/kWh og antages det, at omkostningerne til gasolie<br />

udgør resten, er prisen 3.465kr/L. Denne pris er en smule under den officielle<br />

grønlandske pris på 3,74 kr/L, men det kan skyldes mængderne, der <strong>af</strong>tages,<br />

og at Nukissiorfiit har nogle særlige <strong>af</strong>taler. De faste udgifter (4,45 kr/kWh)<br />

antages at være jævnt fordelt over året og implementeres i modellen som udgift<br />

per sekund formel D.5.<br />

KF ast =<br />

KF ast · PSolgt 4, 45˙375224<br />

kr<br />

= = 0, 05295<br />

Antalsekunderiåret 31536000 sek.<br />

(D.5)


D.3. VERIFICERING AF MODEL 123<br />

Figur D.9: Økonomisk model for kr<strong>af</strong>tværket<br />

Dette sættes sammen til en simpel økonomisk model for det nuværende kr<strong>af</strong>tværk<br />

D.8.<br />

D.3 Verificering <strong>af</strong> model<br />

Verficering <strong>af</strong> modellens resultater er som tidligere beskrevet kompliceret <strong>af</strong><br />

fejl<strong>af</strong>læsninger mm. Det betyder, at det er svært at fastlægge det eksakte<br />

nettab, tab ved start/stop <strong>af</strong> generatorene og kørsel med flere generatorer.<br />

Som udgangspunkt er nettabet estimeret ud fra et helt år for at minimere<br />

konsekvenserne <strong>af</strong> <strong>af</strong>læsningsfejl og varierende <strong>af</strong>læsningstidspunkter. Til verificering<br />

<strong>af</strong> brændstofforbruget og produktionen anvendes også et helt år. Som<br />

det tidligere er nævnt er brændstofforbruget målt med en induktiv flowmåler,<br />

og ifølge producentens angivelser skulle disse målinger være relativt præcise.<br />

Sammenholdes måleresultaterne med de pejlede beholdninger ved årets start<br />

og årets <strong>af</strong>slutning, samt den tilførte mængde i løbet <strong>af</strong> året, er der op til 19%<br />

<strong>af</strong>vigelse. Ser man samlet over de tre år(2006-2008) med denne typer målinger,<br />

er <strong>af</strong>vigelsen på omkring 9,1% eller knap 48 m 3 . For alle de tre år er der<br />

tale om, at der er forbrugt mere olie end der er tilført, og derfor er der klart,<br />

at der er et problem med nogle <strong>af</strong> målingerne. Som udgangspunkt blev det<br />

valgt at anvende de målte mængder, men ved en nærmere gennemgang <strong>af</strong> de<br />

udleverede driftdata har det vist sig, at mængderne beregnet ud fra beholdningerne<br />

og den tilførte mængde i perioden giver mere realistiske resultater.<br />

Det er således ikke realistisk, at der skulle være påfyldt 48 m 3 mere gasolie end


124 BILAG D. OPBYGNING AF MODEL, EKSISTERENDE SYSTEM<br />

Figur D.10: Model for nuværende system<br />

der er registreret over en treårig periode. Modellen kalibreres derfor efter de<br />

beregnede værdier frem for de målte. Det betyder at start/stop parameteren i<br />

for kr<strong>af</strong>tværket bliver på 1,011. Det betyder også, at de variable omkostninger,<br />

der er udregnet på baggrund <strong>af</strong> olieforbruget, må ændres. Olieprisen stiger på<br />

den baggrund til 4,1248 kr/L.<br />

Den økonomiske model anvender Nikissiorfiits egne omkostningsdata. Derfor<br />

er den let at kontrollere ved at anvende olieforbruget og salget for 2007<br />

som input og kontrollere om omsætningen passer.


Bilag E<br />

Vinddata og statistik<br />

Til dette projekt er der anvendt meteorologiske data fra <strong>Sarfannguaq</strong> og Sisimiut.<br />

Jeg ville gerne have h<strong>af</strong>t flere data tilrådighed, men på grund <strong>af</strong> DMI’s<br />

priser på data var det ikke muligt at supplere med deres data. Dette <strong>af</strong>snit<br />

indeholder statistisk bearbejdning <strong>af</strong> de indsamlede data og en estimering <strong>af</strong><br />

langtid vindresurcerne for sitet ved <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

E.1 Vinddata for <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Artek-DTU har i to perioder siden 2003 indsamlet vinddata fra toppen <strong>af</strong><br />

fjeldet over byen. Der er målt med en mast i perioden 08.2003-08.2004 og en<br />

anden mast i perioden 08.2006-03.2008, hvor udstyret blæste ned. Den anden<br />

mast står stadig på fjeldet, og i forbindelse med undersøgelser til dette projekt<br />

er instrumenterne på masten udskiftet.<br />

Sammenholdes dette med den viden, der findes om vindklimaet i området,<br />

kapitel 4, skulle sitet være forholdsvis meget påvirket <strong>af</strong> lokale nordvestenvinde.<br />

Sammenholdes fordelingen med fordelingen for de tre Sisimiut<br />

site, Dumpen figur E.3, Teleøen figur E.1 og Lufthavnen <strong>af</strong>viger fordelingen<br />

også væsentlig fra disse. Ser man på andre rapporter om vindresurserne i <strong>Sarfannguaq</strong>området<br />

bl.a. i [Pianigiani(2009)], er disse data anvendt direkte. Ved<br />

ydeligere studier <strong>af</strong> dataene, i forbindelse med MCP „Measure Correlate Predict“,<br />

undersøgelserne <strong>af</strong>snit E.4 blev en sandsynlig årsag til denne for området<br />

unormale fordeling <strong>af</strong>dækket og teorien er, at vindfanen ved opsætning <strong>af</strong> den<br />

anden mast ikke er blevet orienteret korrekt. Ved en korralationsberegning<br />

imellem dataene fra den første mast og den anden mast blev offsettet imellem<br />

retningerne for de to serier estimeret til 209 ◦ . Det forudsættes således, at<br />

vindfanen for den første mast har været orienteret korrekt og sammenholdes<br />

dette med det kendte vindklima i området og de observerede <strong>af</strong>bøjninger <strong>af</strong><br />

vinden på sitet, virker fordelingen realistisk. Ved modtagelse <strong>af</strong> data fra de nye<br />

instrumenter er det konstateret, at instrumenterne på den første mast ikke var<br />

orienteret mod den reelle nordpol men mod magnetisk nord, og det betyder,<br />

125


126 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.1: Fordelingsrose og hastighedshistogram for raw 10 minuttersdata fra<br />

<strong>Sarfannguaq</strong><br />

at der skal korrigeres endnu en gang, figur E.3. Afvigelsen i retningerne har<br />

ingen betydning for vindresurserne ved selve mastens placering, men anvendes<br />

et program, som fx. WASP, til at beregne vindresurserne i området, vil<br />

resultaterne ikke være korrekte.<br />

Teleøen<br />

For Teleøen er der indsamlet to dataserier. En serie med 60 minutters middelværdier<br />

for perioden (1991.09.21 16:00:00 - 2009.02.21 00:00:00) og en serie<br />

med 10 minutters middelværdier for perioden (2006.10.24 13:50:00 - 2009.02.21<br />

00:00:00).<br />

10 minuttersdata fra Teleøen<br />

Sammenligning <strong>af</strong> resultaterne for de to serier<br />

Sammenlignes middelvindhastighederne for de to serier er det kun sektor 10,<br />

som <strong>af</strong>viger en smule, selvom de to serier dækker forskellige perioder. Estimeringen<br />

<strong>af</strong> ekstermhastighederne giver henholdsvis 33, 2 + −4, 6m/s og 35, 1 + −3, 4m/s.<br />

Usikkerheden er som forventet væsentig mindre for den lange serie, selvom der<br />

anvendes 60 minutters middelværdier figur E.6 og E.7. Til disse indledende<br />

statistiske bearbejdninger er programmet WAsP climate analyst anvendt.<br />

E.2 Lufthavnen<br />

Målingerne i lufthavnen anvendes primært til overvågning <strong>af</strong> forholdene for<br />

flytr<strong>af</strong>ikken. Der anvendes to separate målesystemer i lufthavnen. Et vars-


E.2. LUFTHAVNEN 127<br />

Figur E.2: Fordelingsrose og hastighedshistogram for korrigerede 10 minuttersdata<br />

fra <strong>Sarfannguaq</strong><br />

lingssystem for turbulens og et system, der anvender hastigheds- og retningsmålinger<br />

ved banen. Turbulenssystemet anvender målinger på en ø ud for<br />

lufthavnen, og det andet system anvender de to master, der er placeret ved<br />

landingsbanen. Turbulenssystemet gemmer ikke dataene og viser kun den aktuelle<br />

situation. Turbulenssystemet er udviklet <strong>af</strong> Force Technology og er et<br />

ekstra system der anvendes, fordi lufthavnen er placeret relativt tæt på fjeldet,<br />

hvor der er sandsynlighed for kr<strong>af</strong>tig turbulens. Målingerne fra de to master<br />

placeret i hver ende <strong>af</strong> banen gemmes i en standard pc som 8 sekunders middel<br />

og maks-værdier. Programmet er opsat til at pakke hvert døgns målinger i en<br />

fil. Ved gennemgang <strong>af</strong> dataene viste det sig, at der var et års data på pc-en.<br />

GLV’s folk mente, at det skyldes at pc-en var blevet skiftet, men da der er<br />

tale om præcis et år, er det nok mere sandsynligt, at det er programmet, der<br />

sletter de gamle data. Det har ikke været muligt få bekræftet denne formod-


128 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.3: Fordelingsrose og hastighedshistogram for nord korrigerede 10 minuttersdata<br />

fra <strong>Sarfannguaq</strong><br />

Figur E.4: Fordelingsrose og estimering <strong>af</strong> 50 års ekstrem vinde for <strong>Sarfannguaq</strong>


E.2. LUFTHAVNEN 129<br />

Figur E.5: Fordelingsrose og hastighedshistogram for Teleøen 10 minuttersdata<br />

Figur E.6: Estimat <strong>af</strong> ekstremhastigheder og fordeling i sektorer på baggrund<br />

<strong>af</strong> 10 minuttersdata for Teleøen


130 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Tabel E.1: 10 minutters middelværdidata for Teleøen i Sisimiut<br />

Recordings in file:<br />

count: 122229<br />

Start time: 2006-10-24 13:50:00<br />

End time: 2009-02-21 00:00:00<br />

Mean wind speed data:<br />

Readings below lower limit (0): 233 (0,19%)<br />

Readings above upper limit (999): none<br />

Calms (speeds below 0 m/s): 908 (0,74%)<br />

Valid readings accepted: 122229 (99,81%)<br />

Accepted values range: 0,00 m/s to 29,23 m/s<br />

Mean wind direction data:<br />

Readings below lower limit (0): 234 (0,19%)<br />

Readings above upper limit (999): none<br />

Calms (speeds below 0 m/s): 908 (0,74%)<br />

Valid readings accepted: 122228 (99,81%)<br />

Accepted values range: 0,0ř to 359,9ř<br />

Data recovery:<br />

Expected recording count: 122462<br />

Count of recordings in file: 122462 (100,0%)<br />

Recordings with invalid values in one or more fields: 234 (0,19%)<br />

Entirely valid recordings accepted: 122228 (99,81%)<br />

All-sectors stat.:<br />

Source data mean: 3,30 m/s<br />

Fitted Weibull-A: 3,20 m/s<br />

Fitted Weibull-k: 1,03<br />

Fitted mean: 3,13 m/s<br />

Combined Weibull-A: 3,40 m/s<br />

Combined Weibull-k: 1,10<br />

Combined mean speed: 3,30 m/s<br />

ning, men jeg kan blot konstatere, at GLV kun var istand til at levere et års<br />

data. Dataene sendes løbende til DMI, som gemmer dem i deres databaser,<br />

men det er som tidligere beskrevet ikke muligt at få adgang til deres data.<br />

For de to master ved landingsbanen er der mindre <strong>af</strong>vigelser i retningsfordelingen.<br />

Den vestlige mast er udsat for mere vind end den østlige, særligt fra<br />

nord og nordvest er hastighederne væsentlig større. Ser man på deres placering,<br />

er det som man måtte forvente.


E.3. DUMPEN 131<br />

Tabel E.2: 60 minutters middelværdidata for Teleøen i Sisimiut<br />

Recordings in file:<br />

count: 152697<br />

Start time: 1991-09-21 16:00:00<br />

End time: 2009-02-21 00:00:00<br />

Mean wind speed data:<br />

Readings below lower limit (0): 3280(2,15%)<br />

Readings above upper limit (999): none<br />

Calms (speeds below 0 m/s): 5507 (3,69%)<br />

Valid readings accepted: 149416 (97,85%)<br />

Accepted values range: 0,00 m/s to 29,70 m/s<br />

Mean wind direction data:<br />

Readings below lower limit (0): 3410 (2,23%)<br />

Readings above upper limit (999): none<br />

Calms (speeds below 0 m/s): 5299 (3,55%)<br />

Valid readings accepted: 149287 (97,77%)<br />

Accepted values range: 0,0ř to 359,9ř<br />

Data recovery:<br />

Expected recording count: 152697<br />

Count of recordings in file: 152697 (100,0%)<br />

Recordings with invalid values in one or more fields: 3532 (2,31%)<br />

Entirely valid recordings accepted: 149165 (97,69%)<br />

All-sectors stat.:<br />

Source data mean: 3,23m/s<br />

Fitted Weibull-A: 3,10m/s<br />

Fitted Weibull-k: 1,03<br />

Fitted mean: 3,11m/s<br />

Combined Weibull-A: 3,40m/s<br />

Combined Weibull-k: 1,10<br />

Combined mean speed: 3,27m/s<br />

E.3 Dumpen<br />

Artek-DTU har i samarbejdet med MEK-DTU foretaget målinger på en fjeldtop<br />

ved Dumpen i Sisimiut i perioden 08.2004-08.2008. Målingerne er foretaget<br />

på en 78 m høj fjeldknude syd for byen. Knuden ligger omkring 1 km vest for<br />

Kællingehætten(784 moh.) og vil derfor, særlig ved østenvind, være kr<strong>af</strong>tig<br />

påvirket <strong>af</strong> strømningerne omkring dette relativt høje fjeld.<br />

Ud fra sektorfordelingerne figur E.9 øverst er Kællingehættens indflydelse<br />

på strømninger tydelige. Sammenligner man med målingerne fra Teleøen og


132 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.7: Estimat <strong>af</strong> ekstremhastigheder og fordeling i sektorer på baggrund<br />

<strong>af</strong> 60 minuttersdata for Teleøen<br />

Tabel E.3: Observeret vindklima for Teleøen<br />

Sector Vinkel[ ◦ ] Hyp.10min Hyp.60min Mid.10min Mid.60min<br />

1 0 6,5% 6,5% 4,62 m/s 4,62 m/s<br />

2 30 7,4% 7,4% 1,88 m/s 1,88 m/s<br />

3 60 21,3% 21,3% 2,31 m/s 2,31 m/s<br />

4 90 13,6% 13,6% 2,99 m/s 2,99 m/s<br />

5 120 6,1% 6,1% 2,54 m/s 2,54 m/s<br />

6 150 5,7% 5,7% 2,98 m/s 2,98 m/s<br />

7 180 8,1% 8,1% 5,01 m/s 5,01 m/s<br />

8 210 4,8% 4,8% 4,86 m/s 4,86 m/s<br />

9 240 2,7% 2,7% 2,45 m/s 2,45 m/s<br />

10 270 8,8% 8,8% 1,42 m/s 2,95 m/s<br />

11 300 9,6% 9,6% 3,98 m/s 3,98 m/s<br />

12 330 5,3% 5,3% 4,80 m/s 4,80 m/s<br />

All 3,30 m/s 3,23 m/s


E.4. MCP BEREGNINGER FOR SITES 133<br />

Figur E.8: Estimat <strong>af</strong> fordeling på sektorer på baggrund <strong>af</strong> 10 minuttersdata<br />

for Lufthavnen, øst øverst og vest nederst<br />

Lufthavnen figur E.5 og E.8, er det tydeligt, hvor de høje forekomster <strong>af</strong> østige<br />

vinde er <strong>af</strong>løst <strong>af</strong> sydøstlige. Det relativt frie inflow i de sydlige sektorer betyder,<br />

at disse retninger bidrager med et ikke uvæsentlig del at vindpotentialet.<br />

E.4 MCP beregninger for sites<br />

MCP står for „Measure Correlate Predict“. MCP er en simpel metode til<br />

estimering <strong>af</strong> vindpotentialet for et møllesite, ud fra sitemålinger og langtids<br />

målinger fra et referance site. Ud fra en korrelationsfunktion, som beskriver<br />

forholdet imellem vinde for de to site, kan vindpotentialet så bestemmes. Der<br />

kan anvendes flere forskellige metoder, men i dette tilfælde anvendes udelukkende<br />

liniare relationer. Det skulle under normale omstændigheder give et<br />

godt resultat [Anderson(2004)].


134 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Tabel E.4: Observeret vindklima for Lufthavnen<br />

Sector Vinkel[ ◦ ] Hyp. øst Hyp. vest Mid. øst Mid. vest<br />

1 0 0,2 % 0,2 % 0,61 m/s 0,74 m/s<br />

2 30 3,4 % 2,1 % 2,39 m/s 1,48 m/s<br />

3 60 16,9 % 11,2 % 3,03 m/s 3,32 m/s<br />

4 90 20,0 % 24,5 % 1,72 m/s 2,30 m/s<br />

5 120 8,8 % 10,6 % 1,60 m/s 1,89 m/s<br />

6 150 6,9 % 7, %8 1,95 m/s 2,85 m/s<br />

7 180 7,3 % 5,6 % 1,87 m/s 3,99 m/s<br />

8 210 6,6 % 4,0 % 2,52 m/s 3,15 m/s<br />

9 240 8,0 % 5,0 % 2,46 m/s 2,19 m/s<br />

10 270 14,1 % 13,9 % 3,55 m/s 3,19 m/s<br />

11 300 6,5 % 12,3 % 2,80 m/s 5,07 m/s<br />

12 330 1,3 % 2,5 % 2,52 m/s 4,77 m/s<br />

All 2,45 m/s 3,01 m/s<br />

Tabel E.5: Observeret vindklima ved Dumpen<br />

Sector Vinkel[ ◦ ] Hyp. [%] Mid.[ m<br />

s ] W Power[ m2 1 0 4,6 4,64<br />

]<br />

141<br />

2 30 6,3 4,22 108<br />

3 60 8,8 3,21 40<br />

4 90 9,0 4,14 155<br />

5 120 14,1 5,89 324<br />

6 150 17,2 5,49 220<br />

7 180 7,5 3,96 182<br />

8 210 7,6 7,12 882<br />

9 240 5,0 6,75 665<br />

10 270 2,6 3,24 138<br />

11 300 7,7 3,72 98<br />

12 330 9,8 4,41 124<br />

All 4,84 251


E.4. MCP BEREGNINGER FOR SITES 135<br />

Figur E.9: Estimat <strong>af</strong> fordeling på sektorer på baggrund <strong>af</strong> 10 minutters data<br />

for Dumpen<br />

Relation imellem <strong>Sarfannguaq</strong> sitet og masten på Teleøen<br />

Det eneste site hvor det har været muligt at sk<strong>af</strong>fe langtidsdata, dækkende hele<br />

måleperioden for <strong>Sarfannguaq</strong>, er Teleøen. Dataene som dækker hele perioden<br />

er times værdier, hvor dataene for <strong>Sarfannguaq</strong> er 10 minutters værdier. Det<br />

betyder, at det er nødvendigt at omregne dataene til times værdier inden<br />

de kan sammenlignes. Efter omregningen plukkes de tilsvarende (samtidige<br />

målinger) data for Teleøen ud og sammenholdes med dataene for <strong>Sarfannguaq</strong><br />

figur E.10.<br />

Den direkte korrelation imellem de to tidsserier kan <strong>af</strong>læses <strong>af</strong> korrelationsfaktoren,<br />

som er angivet i figurens overskrift. Den direkte korrelation på 0,15<br />

betyder at de to serier ikke korrelerer særlig godt. Ser men nærmere på dataene,<br />

optræder flere <strong>af</strong> perioderne med høje vindhastigheder i næsten samtidige<br />

i begge serier. Ser man på <strong>af</strong>vigelserne, er de generelt størst i vinterhalvåret,


136 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.10: Figuren viser de samtidige målinger for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen i<br />

Sisimiut. Den nederste figur viser <strong>af</strong>vigelserne imellem de to måleserier.<br />

hvor de generelle vindhastigheder er højest. Det er en indikation <strong>af</strong>, at der<br />

er nogle særsonvariationer, der påvirker sammenhængen imellem de to sites,<br />

og man bør derfor være opmærksom på dette ved anvendelse <strong>af</strong> de almindelige<br />

beregningsmetoder. Den viste varierende middelværdi er et middel over<br />

14 dage. Plottes dataene imod hinanden, figur E.11, ses forskellen på de to<br />

sites tydeligt. De lange perioder med lave vindhastigheder for Teleøen sitet<br />

betyder, at det er meget vanskeligt at finde en fornuftig sammenhæng imellem<br />

målingerne. Forskellene på strømninger på de to sites beskrives næmere,<br />

når de sektorvise data præsenteres.<br />

Undersøges de samtidige retningsdata figur E.12, vil de dominerende vindretninger,<br />

øst og vest være meget tydelige. Forekomsten <strong>af</strong> dem er også rimelig<br />

entydig. Vestenvinden er dominerende i sommerperioden, mens østenvinden<br />

er fremherskende i vinterperioden. Undersøges dataene for <strong>Sarfannguaq</strong> forskydes<br />

denne variation omkring den sorte markering. I dataene for teleøen<br />

fortsætter tendensen med østlige vinde om vinteren og vestlige vinde om sommeren.<br />

Sammenlignes dataene for de to sites, er det tydeligt, at retningerne<br />

er forskubbet i forhold til hinanden. Når der senere sammenlignes med de andre<br />

sites undersøges dette retningsskift ydeligere for evt. at kunne fastslå den<br />

korrekte.


E.4. MCP BEREGNINGER FOR SITES 137<br />

Figur E.11: Figuren viser målingerne plottet imod hinanden, og hvordan en<br />

mulig lineær regression vil se ud<br />

Adskilles dataserien alt efter, hvilken mast der er anvendt, og plottes de<br />

imod hinanden figur E.13, giver det et godt billede <strong>af</strong> ændringen i offsettet.<br />

Dataene fra den første mast er målt direkte i sektorer, og det medfører de<br />

vandrette „linje“ <strong>af</strong> målinger. Der er kun målt i et år med den første mast,<br />

men der tegner sig et billede <strong>af</strong>, at retningsændringer er på omkring 220 ◦ .<br />

En egentlig korrelation imellem retningerne for de to sites er det ikke muligt<br />

at lave, for hele dataserien, da den er årstids<strong>af</strong>hængig og påvirket <strong>af</strong> fjeldene<br />

mm.. En anden, men mere usandsynlig mulighed er, at både de dominerende<br />

vindretninger og teleøensudstyr har ændret retning i perioden, hvor der ikke<br />

er målt i <strong>Sarfannguaq</strong>. Før dette kan , er det nødvendig at beregne korrelationerne<br />

i forhold til de andre master i området, se korrelationer med Dumpen.<br />

For at identificere særsonvariationerne opdeles dataene i måneder figur<br />

E.14. Opdelingen <strong>af</strong> dataene forbedrer korrelationerne betragteligt, men at<br />

fitte en entydig lineær relation imellem de to dataserier er ikke mulig. Nogle<br />

måneder giver bedre fit end andre, men generelt kan der kun opnås en meget<br />

ringe repræsentation <strong>af</strong> dataene.<br />

Ud fra retningskorrelationer imellem dumpen og Teleøen, Lufthavnen og<br />

Teleøen kan det ses, at retningsdataene for Teleøen er korrekte. Det er således


138 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.12: Figuren viser de samtidige retningsdata for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen<br />

vindfanen på den anden mast i <strong>Sarfannguaq</strong>, der ikke har været orienteret<br />

korrekt. Dataene fra den første mast er ikke tilstrækkelige til at opnå en tilfredsstillende<br />

sikkerhed, og det er derfor nødvendig at estimere offsettet for<br />

de resterende data. Udstyret, som er anvendt til at indsamle dataene, blæste<br />

ned i starten <strong>af</strong> 2008, og det er derfor ikke muligt at få verificeret offsettet<br />

ved hjælp <strong>af</strong> instrumenternes placering. Eneste mulighed for at estimere offsettet<br />

er altså at analysere forholdet imellem dataserierne. En måde kunne<br />

være at se på de varierende middelværdier, men det giver nogle problemer<br />

med at ramme på grund <strong>af</strong> forskellig <strong>af</strong>bøjningerne <strong>af</strong> vinden alt efter retning.<br />

En anden måde at estimere <strong>af</strong>vigelsen på er ved at anvende kovariansen eller<br />

korrelationen imellem de to samtidige tidsserier til at finde offsettet. Kovariansen<br />

beskriver de to dataseriers samtidige <strong>af</strong>vigelse i forhold til deres middel<br />

eller på formel cov(x, y) = 1 Ni=1 (xi − x) · (yi − y). Korrelationen er kova-<br />

N<br />

riansen divideret med kvadratroden <strong>af</strong> standardvariationerne eller på formel<br />

. Plottes korrelationskofficienten som funktion <strong>af</strong> offsettet,<br />

corr(x, y) = cov(x,y)<br />

σx·σy<br />

for det interessante område figur E.15, fås et godt estimat <strong>af</strong> offsettets størelse.<br />

Anvendes denne metode, bliver det estimerede offset 221◦ . De 221◦ er<br />

således et udtryk for, hvornår retningerne for Teleøen og <strong>Sarfannguaq</strong> korrelerer<br />

bedst, men der er således ikke taget hensyn til, at <strong>af</strong>bøjningen <strong>af</strong> vinden er


E.4. MCP BEREGNINGER FOR SITES 139<br />

Figur E.13: Figuren viser dataene for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen plottet imod<br />

hinanden. Serien er her delt i to for at tage højde for ofsettet i det ene datasæt<br />

forskellig for de to sites. Hvis man ser på, hvad retningsdataene anvendes til,<br />

nemlig at beregne sandsynligheden for en given vindretning eller nærmere en<br />

given vindsektor, så vil retningsoffsettet kunne bestemmes på en simpel måde<br />

ud fra sektorfordelingerne for den første og den anden mast. For at eliminere<br />

særsonvariationernes påvirkning er det vigtigt, at der kan anvendes data fra<br />

samme tidspunkt på året. Dette gøres ved, at der for hver enkelt måling med<br />

den første mast findes en måling på et tilsvarende tidspunkt på året for den<br />

anden maste. For at opnå et tilstrækkeligt datagrundlag for en sikker korrelation<br />

er der anvendt data fra både 2006 og 2007 til data for den anden mast.<br />

Det at der anvendes data fra forskellige år medfører en usikkerhed i form <strong>af</strong><br />

årlige variationer, men da der <strong>af</strong> naturlige årsager ikke findes samtidige data<br />

for de to master, vurderes denne metode at være den mest pålidelige <strong>af</strong> de<br />

tre. Ud fra resultatet <strong>af</strong> korrelationsundersøgelsen figur E.16 findes den bedste<br />

korrelation ved et offset på 209 ◦ svarende til en korrelationskoefficient på<br />

97,39%. I de følgende beregninger, hvor data fra <strong>Sarfannguaq</strong> sitet anvendes,<br />

anvendes dette offset for dataene fra den anden mast.<br />

Efter korrektionen <strong>af</strong> retningsdataene er sammenhængen imellem de Retningerne<br />

på de to sites figur E.17A og B noget bedre. Sammenlignes der med<br />

de oprindelige data figur E.12 A og B følges de varierende middelværedier


140 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.14: Figuren viser dataene for <strong>Sarfannguaq</strong> og Teleøen plottet imod<br />

hinanden opdelt i måneder


E.4. MCP BEREGNINGER FOR SITES 141<br />

Figur E.15: Figuren viser korrelationen imellem <strong>Sarfannguaq</strong> retningsdataene<br />

for den 2. mast og de tilsvarende data for Teleøen som funktion <strong>af</strong> offsettet.<br />

Figur E.16: Figuren viser korrelationen imellem <strong>Sarfannguaq</strong> retningsdataene<br />

for den 1. mast og de tilsvarende data for den anden mast, som funktion <strong>af</strong><br />

offsetvinklen


142 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

rimeligt, og korrelationen ligner mere dataene fra den første mast. Sæsonvariationerne<br />

ligger nu også som forventet, med en høj hyppighed <strong>af</strong> vestenvind<br />

om sommeren og en høj hyppighed <strong>af</strong> østenvind om vinteren.<br />

Med retningerne på plads er det nu muligt at opdele dataene i sektorer og<br />

undersøge om det er muligt at finde en form for korrelation. For at minimere<br />

indflydelsen på korrelationer fra de mange målinger, udenfor det for produktionen<br />

interessante område (3- m/s), fjernes alle data, som ligger under 3m/s.<br />

Betydningen <strong>af</strong> korrektionerne er primært interessant for retnings- og sektorkorrelationerne.<br />

For retningerne betyder fjernelsen <strong>af</strong> de lave vindhastigheder,<br />

at måleusikkerhederne minimeres, og det giver et mere reelt billede <strong>af</strong><br />

vindhastighederne. For sektordataene betyder det, at der er en større sikkerhed<br />

for, at hastighederne kommer i den rette sektor. Det tynder en del ud i<br />

dataene hvis alle målinger under 3m/s for begges site fjernes. Da sorteringen i<br />

sektorer sker efter retningen i <strong>Sarfannguaq</strong>, har jeg derfor valgt kun at fjerne<br />

alle data med hastigheder under 0,5 m/s for Teleøen og 3 m/s for <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

De reducerede retningsdata fra <strong>Sarfannguaq</strong> figur E.19A giver et meget bedre<br />

billede <strong>af</strong> de overordnede retningsvariationer. For Teleøen betyder reduktionen<br />

ikke det store, men der er en tendens til to dominante vindretninger om<br />

sommeren, mens der kun er én for <strong>Sarfannguaq</strong>.<br />

De sektoropdelte hastighedsdata figur E.20 korrelerer stadig meget dårligt.<br />

For de fleste sektorer er det ikke muligt at finde nogen reel korrelation.<br />

For at se om der er en sammenhæng i retningerne undersøges de simultane<br />

retningsdata for hver sektor figur E.21. For sektorerne 1,5,6,7 og til dels sektor<br />

11 og 12 er der så få data, at det ikke er muligt at undersøge sammenhængen.<br />

For sektor 2 er der en <strong>af</strong>bøjning <strong>af</strong> dataene, så dataene for Teleøen for<br />

hovedpartens vedkommende ligger i sektor 3. Sektor 3 og 4, der er de hyppigst<br />

forekommende, giver de bedste overenstemmelser, men der er stadig en<br />

del data, som ligger spredt over hele området. Et direkte offset i retningerne<br />

vil normalt skyldes, at retningsmåleren ikke er kalibreret, men er der offset i<br />

enkelte sektorer er det normalt fordi, strømningerne <strong>af</strong>bøjes ind imod den ene<br />

mast. Det kan være sådanne <strong>af</strong>bøjninger, der resulterer i forskydningerne eller<br />

opsplitningerne <strong>af</strong> dataene i sektor 2, 8, 9 og 10. En del <strong>af</strong> <strong>af</strong>vigelserne kan<br />

også tilskrives den store <strong>af</strong>stand imellem de to sites (≈ 36km), hvilket vil give<br />

en tidsmæssig forskydning i, hvornår ændringer i vejret rammer de to sites.<br />

Havde der været tale om et mindre komplekst terræn, havde det været muligt,<br />

at korrigere for dette ved et hastigheds<strong>af</strong>hængigt offset i tidsangivelsen,<br />

men da der er så mange andre ting, der påvirker strømningerne undervejs,<br />

er det ikke særlig sandsynligt, at der kan opnås gode resultater <strong>af</strong> en sådan<br />

korrektion.<br />

En simpel måde at undersøge <strong>af</strong>standens betydning for retningerne er ved<br />

at sætte måleperioden op, så den er væsentlig længere end den længste tid, det<br />

tager vinden at komme fra den ene mast til den anden. For at undersøge dette<br />

sættes midlingsperioden op fra en time til et døgn og minimums ’hastigheden


E.4. MCP BEREGNINGER FOR SITES 143<br />

Figur E.17: Figuren viser korrelationen imellem <strong>Sarfannguaq</strong> retningsdataene<br />

og de tilsvarende data for Teleøen efter korrektion


144 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.18: Figuren viser korrelationerne imellem de sektorvise data for <strong>Sarfannguaq</strong><br />

og de tilsvarende data for Teleøen


E.4. MCP BEREGNINGER FOR SITES 145<br />

Figur E.19: Figuren viser korrelationen imellem <strong>Sarfannguaq</strong> retningsdataene<br />

og de tilsvarende data for Teleøen efter korrektion


146 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.20: Figuren viser korrelationerne imellem de sektorvise data for <strong>Sarfannguaq</strong><br />

og de tilsvarende data for Teleøen


E.4. MCP BEREGNINGER FOR SITES 147<br />

Figur E.21: Figuren viser de sektorvise retningsdata for <strong>Sarfannguaq</strong> som funktion<br />

<strong>af</strong> de tilsvarende retninger for Teleøen


148 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

for Teleøen hæves til 2 m/s. En vind på 2 m/s vil således være omkring 5<br />

timer om at komme fra Teleøen til <strong>Sarfannguaq</strong>. Med en midlingstid på et<br />

døgne vil den tidsmæssige påvirkning <strong>af</strong> resultaterne være minimale.<br />

Sammenlignes resultatet figur E.22 med det tidligere resultat figur E.21 er<br />

det meget begrænset, hvilken effekt det har på andet, end at der er væsentlig<br />

færre data for døgnresultaterne.<br />

Ud fra disse korrelationsundersøgelser må det konkluderes, at det ikke har<br />

været muligt at finde en tilstrækkelig sikker korrelation imellem de to sites,<br />

til at anvende MCP-metoden til at forudsige vindresurserne for <strong>Sarfannguaq</strong><br />

sitet. Efter min vurdering skyldes de dårlige resultater hovedsageligt at reference<br />

sitet påvirkes <strong>af</strong> både terræn og byen omkring den, så der reelt ikke<br />

findes en sektor med fri indstrømning. Det komplekse terræn har også en stor<br />

betydning for den dårlige korrelation, men havde der været adgang til et frit<br />

placeret reference site, ville der have været væsentlig bedre muligheder for<br />

at anvende MCP. For at undersøge hvor godt masten på Teleøen repræsenterer<br />

vinden i Sisimiutområdet laves en tilsvarende korrelationsberegning, hvor<br />

Dumpen anvendes som estimeringssite.<br />

E.5 Relation imellem Dumpen og masten på<br />

Teleøen<br />

Masten på Dumpen var placeret på en fjeldknude i 78 m.o.h. omkring 1 km<br />

syd for byen. Der er fri indstrømning fra syd over vest til nord-vest, mens<br />

strømning til og fra øst er blokeret <strong>af</strong> Kællingehætten 784 m.o.h. Afstanden<br />

imellem de to sites er kun 1775 m, men på grund at det komplekse terræn er<br />

meget interessant, om det er muligt at opnå en relation imellem vinden på de<br />

to sites.<br />

E.6 Relationerne imellem Lufthavnen og Teleøen<br />

For at undersøge forskellen imellem målingerne foretaget på Teleøen og den<br />

mest fritstående <strong>af</strong> de to master i lufthavnen, den Nord-vestlige, laves også<br />

en korrelationsberegning på disse to sites. Det kunne være interessant at lave<br />

korrelationer med andre data end dataene fra Teleøen, da de korrelerer dårligt<br />

med alle de andre master i undersøgelsen, men da der ikke er samtidige data<br />

for andre sites tilrådighed, kan der ikke laves yderligere undersøger.


E.6. RELATIONERNE IMELLEM LUFTHAVNEN OG TELEØEN 149<br />

Figur E.22: Figuren viser de sektorvise retningsdata for <strong>Sarfannguaq</strong> som funktion<br />

<strong>af</strong> de tilsvarende retninger for Teleøen midlet over et døgn og med 2 m/s<br />

som minimums hastighed for Teleøen


150 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.23: Figuren viser de samtidige målinger for Dumpen og Teleøen i<br />

Sisimiut


E.6. RELATIONERNE IMELLEM LUFTHAVNEN OG TELEØEN 151<br />

Figur E.24: Figuren viser de samtidige retningsdata for Dumpen og Teleøen


152 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.25: Figuren viser hastighedsdataene for Dumpen og Teleøen plottet<br />

imod hinanden, opdelt i måneder


E.6. RELATIONERNE IMELLEM LUFTHAVNEN OG TELEØEN 153<br />

Figur E.26: Figuren viser retningsdataene for Dumpen og Teleøen plottet imod<br />

hinanden, opdelt i måneder


154 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.27: Figuren viser korrelationerne imellem de sektorvise data for Dumpen<br />

og de tilsvarende data for Teleøen


E.6. RELATIONERNE IMELLEM LUFTHAVNEN OG TELEØEN 155<br />

Figur E.28: Figuren viser de sektorvise retningsdata for Dumpen som funktion<br />

<strong>af</strong> de tilsvarende retninger for Teleøen med 2 m/s som minimumshastighed for<br />

Teleøen


156 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.29: Figuren viser de samtidige målinger for Lufthavnen NV og Teleøen<br />

i Sisimiut


E.6. RELATIONERNE IMELLEM LUFTHAVNEN OG TELEØEN 157<br />

Figur E.30: Figuren viser de samtidige retningsdata for Lufthavnen NV og<br />

Teleøen


158 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.31: Figuren viser hastighedsdataene for Lufthavnen NV og Teleøen<br />

plottet imod hinanden, opdelt i måneder


E.6. RELATIONERNE IMELLEM LUFTHAVNEN OG TELEØEN 159<br />

Figur E.32: Figuren viser retningsdataene for Lufthavnen NV og Teleøen plottet<br />

imod hinanden, opdelt i måneder


160 BILAG E. VINDDATA OG STATISTIK<br />

Figur E.33: Figuren viser korrelationerne imellem de sektorvise data for Lufthavnen<br />

NV og de tilsvarende data for Teleøen


E.6. RELATIONERNE IMELLEM LUFTHAVNEN OG TELEØEN 161<br />

Figur E.34: Figuren viser de sektorvise retningsdata for Lufthavnen NV som<br />

funktion <strong>af</strong> de tilsvarende retninger for Teleøen med 3 m/s som minimums<br />

hastighed


Bilag F<br />

Klimastation på Teleøen vest<br />

for Sisimiut<br />

163


ASIAQ – Greenland Survey Information about station no. 515<br />

Information regarding Sisimiut <strong>Clim</strong>ate station, no. 515<br />

The station is located on Teleøen in the western part of Sisimiut, figure 1. Coordinates for the station are<br />

given in table 1.<br />

Figure 1. <strong>Clim</strong>ate station no. 515, Sisimiut.<br />

Table 1. Key information for the station.<br />

Station<br />

no.<br />

Station<br />

name<br />

515 Sisimiut<br />

<strong>Clim</strong>ate st.<br />

County Coordinate<br />

Longitude<br />

Coordinate<br />

Latitude<br />

Elevation<br />

m.a.s.l.<br />

Set up Date Shut<br />

down<br />

Date<br />

Sisimiut 53˚41’26’’W 66˚56’23’’N 15 21.Sept.1991 Still active<br />

03-09-2008 Page 1 of 4 Version 3.0


ASIAQ – Greenland Survey Information about station no. 515<br />

Time series:<br />

An overview of parameters automatically measured at the station is given in table 2.<br />

Table 2. Characteristics of time series for station no. 515.<br />

Time series Parameter Type Logging<br />

AT1203 Air temperature Radiation<br />

shield with artificial<br />

ventilation<br />

ATA1203 Mean air temperature<br />

Radiation shield with artificial<br />

ventilation<br />

ATM1203 Maximum air temperature<br />

Radiation shield with artificial<br />

ventilation<br />

ATN1203 Minimum air temperature<br />

Radiation shield with artificial<br />

ventilation<br />

interval<br />

Instantaneous 60 min<br />

Measuring<br />

[meter] period 2<br />

2 Sept. 1991<br />

to present<br />

Height 1<br />

60 min mean 60 min 2 Oct. 2006 to<br />

present<br />

Max. of 60<br />

min<br />

60 min 2 Oct. 2006 to<br />

present<br />

Min. of 60 min 60 min 2 Oct. 2006 to<br />

present<br />

BAT1000 Battery voltage Instantaneous 60 min - Sept. 1991<br />

to present<br />

PRE1011 Precipitation Belfort gauge Accumulated 60 min - Sept. 1991<br />

with Nipher wind protection<br />

shield<br />

to present<br />

PRE2010 Precipitation Belfort gauge. Accumulated 60 min - Sept. 1991<br />

No wind protection shield<br />

to May<br />

1995<br />

PRE3014 Precipitation Tipping bucket Accumulated 60 min - Sept. 1991<br />

to June<br />

1994<br />

QFE1000 Air pressure at station Instantaneous 60 min 1,5 Oct. 2006 to<br />

present<br />

QFF1000 Air pressure, reduced to sea Instantaneous 60 min - Oct. 2006 to<br />

level<br />

present<br />

QNH1000 Air pressure, reduced to sea Instantaneous 60 min - Sept. 1991<br />

level<br />

to Oct. 2006<br />

RH1203 Relative humidity Radiation Instantaneous 60 min 2 Oct. 1991 to<br />

shield with artificial<br />

ventilation<br />

present<br />

RH1203 Relative humidity Radiation Instantaneous 10 min 2 Oct. 2006 to<br />

shield with artificial<br />

ventilation<br />

present<br />

SD1000 Snow depth Instantaneous 60 min - Mar. 2008<br />

to present<br />

SRI1200 Short wave radiation, 60 min mean 60 min 2 Sept. 1991<br />

incoming<br />

to Oct. 2006<br />

SRI1200 Short wave radiation, 5 min mean 5 min 2 Oct. 2006 to<br />

incoming<br />

present<br />

SRI<br />

Short wave radiation, 5 min mean 5 min - July 2003 to<br />

(N, S, E, W) incoming at directions<br />

present<br />

SRO<br />

Short wave radiation, 5 min mean 5 min - July 2003 to<br />

(N, S, E, W) outgoing at directions<br />

present<br />

03-09-2008 Page 2 of 4 Version 3.0


ASIAQ – Greenland Survey Information about station no. 515<br />

UVB1200 UV-B radiation, corrected for 5 min mean 5 min 2 Aug. 2008<br />

sensor temperature<br />

to present<br />

UVT1200 Temperature of UV-B sensor 5 min mean 5 min 2 Aug. 2008<br />

to present<br />

WD1600 Wind direction 60 min mean 60 min 10 Sept. 1991<br />

to present<br />

WD1600 Wind direction 10 min mean 10 min 10 Oct. 2006 to<br />

present<br />

WDM1600 Wind direction,<br />

60 min WS 60 min 10 Sept. 1991<br />

at WSM<br />

max.<br />

to Oct. 2006<br />

WDM1600 Wind direction,<br />

10 min WS 10 min 10 Oct. 2006 to<br />

at WSM<br />

max.<br />

present<br />

WS1600 Wind speed 60 min mean 60 min 10 Sept. 1991<br />

to present<br />

WS1600 Wind speed 10 min mean 10 min 10 Oct. 2006 to<br />

present<br />

WSM1600 Wind speed,<br />

Max. of 60 60 min 10 Sept. 1991<br />

maximum<br />

min<br />

to present<br />

WSM1600 Wind speed,<br />

Max of 10 min 10 min 10 Oct. 2006 to<br />

maximum<br />

present<br />

1) Measurement height relative ground level<br />

2) Gaps in the time series during the measuring period are not shown.<br />

03-09-2008 Page 3 of 4 Version 3.0


ASIAQ – Greenland Survey Information about station no. 515<br />

Photo:<br />

<strong>Clim</strong>ate station 515 seen towards north (photo from 2005).<br />

Owner of the station:<br />

The station is owned by ASIAQ – Greenland Survey. The station is a part of the ASIAQ climate programme.<br />

A contact between DTU*BYG, 2003-2008, gives both DTU*BYG and Asiaq ownership of the data from 515<br />

Sisimiut during this period.<br />

Additionally, 515 Sisimiut is fitted with a pyranometer mast, owned by DTU*BYG. The pyranometer mast is<br />

seen in the photo between the Belfort rain gauge and the 10 m climate mast.<br />

03-09-2008 Page 4 of 4 Version 3.0


168 BILAG F. KLIMASTATION PÅ TELEØEN VEST FOR SISIMIUT<br />

Dataene tabel F.2 er statistik udregnet for de, <strong>af</strong> ASIAQ, udleverede 60<br />

minutters data. „Afvigelse“ angiver <strong>af</strong>vigelse fra seriens middelværdi, „M.92-<br />

08“.<br />

F.1 Statistik for Teleøen<br />

DMI’s middelhastighed „M.DMI“ i tabel F.2 er for perioden 1961-90 [Cappelen(2004)]


F.1. STATISTIK FOR TELEØEN 169<br />

Tabel F.1: Vinddatastatistik for Teleøen<br />

År Middel Målinger Afvigelse<br />

[m/s] [T imer] [%]<br />

1991 4,28 2430 33,45<br />

1992 3,18 8219 -0,93<br />

1993 2,83 8754 -11.90<br />

1994 2,97 7974 -7,34<br />

1995 3,16 7621 -1,47<br />

1996 3,51 8749 9,24<br />

1997 3,30 8729 2,82<br />

1098 3,11 8756 -2,99<br />

1999 3,27 8757 2,13<br />

2000 3,07 8783 -4,42<br />

2001 3,11 8757 -3,15<br />

2002 3,14 8595 -2,06<br />

2003 3,37 8726 4,94<br />

2004 3,44 8768 7,23<br />

2005 3,28 8293 2,03<br />

2006 3,08 8754 -4,18<br />

2007 3,41 8756 6,34<br />

2008 3,26 8752 1,60<br />

2009 3,19 1225 -0,53<br />

M.92-08 3,21 8573<br />

M.DMI 3,0


170 BILAG F. KLIMASTATION PÅ TELEØEN VEST FOR SISIMIUT<br />

Tabel F.2: Klimanormaler for Sisimiut og Kangerlussuaq [Cappelen(2004)]<br />

Temp Temp Tryk Tryk Vind Vind<br />

Sted Sis Kan Sis Kan Sis Kan<br />

Måned [ ◦ C] [ ◦ C] [hPa] [hPa] [m/s] [m/s]<br />

1 -12,8 -19,8 1003,5 1003,7 3,1 3,7<br />

2 -13,9 -21,4 1005,2 1005,3 2,9 3,4<br />

3 -14,0 -18,4 1009,3 1009,1 2,8 3,3<br />

4 -7,1 -7,8 1013,4 1014,4 2,8 3,2<br />

5 -0,2 2,5 1013,5 1014,1 2,9 3,7<br />

6 3,6 8,6 1010,2 1010,5 3,0 4,1<br />

7 6,3 10,7 1009,9 1008,9 2,6 3,7<br />

8 6,1 8,2 1009,1 1008,3 2,7 3,7<br />

9 3,5 3,0 1007,3 1008,9 2,9 3,3<br />

10 -1,9 -5,5 1006,6 1009,0 2,9 3,5<br />

11 -5,9 -12,1 1006,7 1006,2 3,6 4,0<br />

12 -10,1 -16,4 1005,0 1004,7 3,7 3,8<br />

Mid -3,9 -5,7 1008,4 1008,6 3,0 3,6<br />

Min -38,2 -47,2 946,1 947,3 0,0 0,0<br />

Max 23,8 25,5 1049,7 1048,5 28,3 19,6


Bilag G<br />

Anvendte vindmøller<br />

171


Power Output (Watts)<br />

7000<br />

6000<br />

5000<br />

4000<br />

3000<br />

2000<br />

1000<br />

0<br />

0 5 10 15 20<br />

Wind speed in metres/second<br />

(multiply by 2.2 for m.p.h.)<br />

Rotor Speed Control<br />

Above 12m/s (25mph) the blade<br />

pitch is automatically adjusted to<br />

maintain 200 rpm and full output<br />

High Build Quality<br />

All components are hot-dipped<br />

galvanised steel, stainless steel or<br />

plastic.<br />

Low Speed Equals Durability<br />

Low rotor speed (half the speed of<br />

comparable machines) ensures<br />

extended durability of blades and<br />

bearings. It also means that<br />

Proven WTs are the quietest in the<br />

world!<br />

Proven WT6000 6kW Wind Turbine<br />

Proven TM900 9m (or TM1500 15m)<br />

Self-Supporting Mast<br />

Performance<br />

Cut-In Wind Speed 2.5 metres/second (5.6 mph)<br />

Cut-Out Wind Speed none<br />

Rated Wind Speed 12 metres/second (25 mph)<br />

Rotor<br />

Type Down-wind, Self-Regulating<br />

Number of Blades 3, Flexible<br />

Rotor Diameter 5.6 metres<br />

Blade Material Wood/Epoxy/PU<br />

Generator<br />

Type Brushless, Direct Drive,<br />

Permanent Magnet<br />

(No Gear-Box, Zero Maintenance)<br />

Output 48V/120V/240V/300V 3-phase AC<br />

(25Hz nom)<br />

Rated RPM 200 nominal<br />

Rated Power 6000 Watts<br />

Annual Output 7000-18 000 kWh depending on site<br />

TM900 Mast<br />

Type Self supporting/Tilt Down.<br />

Hub Height 9m<br />

Foundations 35 Newton Concrete Pad 2.5 x 2.5 x 1 m<br />

Tube ∅ 175 mm top A/F<br />

350 mm bottom A/F<br />

530 mm square mast base<br />

TM1500 Mast<br />

Type Self supporting/Tilt Down.<br />

Hub Height 15m<br />

Foundations 35 Newton Concrete Pad 3 x 3 x 1.2 m<br />

Tube ∅ 200 mm top A/F<br />

440 mm bottom A/F<br />

750 mm x 739mm mast base<br />

Noise (approximate)<br />


Proven Patented Furling<br />

In winds of above 12m/s or 25mph, the Proven’s blades twist to limit power in<br />

response to high rpm<br />

Low Speed<br />

Equals Durability<br />

Marine Build Quality<br />

All machines are<br />

manufactured with galvanised<br />

steel, stainless steel & plastic<br />

components<br />

18000<br />

16000<br />

14000<br />

12000<br />

10000<br />

8000<br />

6000<br />

4000<br />

2000<br />

0<br />

Pow er<br />

Output<br />

(Watts)<br />

Wind speed in metres/second<br />

0 5 10 15 20 25<br />

Technical Specification Sheet<br />

MODEL Proven 15 (15kW)<br />

Cut In (m/s) 1 2.5<br />

Cut Out m/s) None<br />

Survival m/s) 70<br />

Rated (m/s) 12<br />

Rotor Type Downwind, Self Regulating<br />

No. of Blades 3<br />

Blade Material Glassthermoplastic Composite<br />

Rotor Diameter(m) 9<br />

Generator Type Brushless, Direct Drive,<br />

Permanent Magnet<br />

Battery charging 48V DC<br />

Grid connect with<br />

Windy Boy Inverter 230Vac 50Hz or 240 Vac 60Hz<br />

Direct Heating 240V ac<br />

Rated RPM 150<br />

Annual Output 2 15,000-30,000 kWh<br />

Head Weight (kg) 1100<br />

Mast Type Tilt-up, tapered, self-supporting,<br />

no guy wires (Taller guyed towers<br />

also available on request)<br />

Hub Height (m) 15 or 25<br />

WT Found (m) 3.7x3.7x1.2 or 5x5x2<br />

Winch Found (m) 1.5x1.5x1.2<br />

(no anchor foundation for 25m)<br />

Tower Weight (kg) 1478 or 2794<br />

Mechanical Brake Yes<br />

Noise 3 @ 5m/s 48 dBA<br />

Noise @ 20m/s 65 dBA<br />

Rotor Thrust (kN) 26<br />

Sample of<br />

commercial customers British Telecom<br />

Scottish Youth Hostel Association<br />

British Rail<br />

Irish Lighthouse Authority<br />

UK Lighthouse Authority<br />

T-mobile<br />

Orange<br />

Shell Exploration<br />

Saudi Aramco<br />

1 metre/second = 2.24 miles per hour=3.6kph<br />

2 Output range is quoted to cover typical average wind speeds (annual). Lighter wind<br />

sites with typical 4.5m/s will produce lower end of range. Higher wind speed sites e.g.<br />

6.5m/s average will produce upper end of range.<br />

3 All readings taken with an ATP SL-25 dBA meter at the base of the tower at a height<br />

of 1.5m.<br />

* A car passing 20m away @ approx 40 mph is 70-80dBA


Entegrity EW 50 - 50kW Wind Turbine<br />

Entegrity Wind Systems, located in Charlottetown Canada, are a<br />

leading manufacturer of intermediate size wind turbines with many<br />

installations worldwide.<br />

The EW 50 is a 50 kilowatt wind turbine generator - formerly the<br />

Atlantic Orient Corporation AOC 15/50 - designed to supplement<br />

electric power generation on or off-grid and is suitable in any of the<br />

following applications:<br />

• Industrial<br />

• Out of town retail<br />

• Large farms<br />

• Communities<br />

• Local authorities<br />

• Schools<br />

• Remote locations<br />

The Entegrity wind turbine is also an approved product under the<br />

Department for Business, Enterprise and Regulatory Reform’s<br />

(BERR – formerly the DTi) Low Carbon Building Programme<br />

(LCBP) grant scheme.<br />

For further information contact Altergen.info@altergen.co.uk


Technical Specification<br />

SYSTEM<br />

Type 3 Φ Grid<br />

Connected<br />

Configuration Horizontal Axis<br />

Rotor Diameter 15 m (49.2 ft)<br />

Centerline Hub Height 25 m (82 ft)<br />

PERFORMANCE PARAMETERS<br />

Rated Electrical<br />

Power<br />

50 kW @11.3 m/s<br />

(25.3 mph)<br />

Wind Speed Ratings:<br />

cut-in 4.6 m/s (10.2<br />

mph)<br />

shut-down (high<br />

wind)<br />

22.4 m/s (50<br />

mph)<br />

design speed 59.5 m/s (133<br />

mph)<br />

Calculated Annual<br />

Output @ 100 %<br />

availability<br />

5.4 m/s (12 mph)<br />

85,000 kWh<br />

6.7 m/s (15 mph)<br />

145,000kWh<br />

8.0 m/s (18 mph)<br />

199,000 kWh<br />

ROTOR<br />

Type of Hub Fixed Pitch<br />

Rotor Diameter 15 m (49.2 ft)<br />

Swept Area 177 m² (1902 ft²)<br />

Number of Blades 3<br />

Rotor Solidity 0.077<br />

Rotor Speed @ rated<br />

wind speed<br />

65 rpm<br />

Location Relative to<br />

Tower<br />

Downwind<br />

Cone Angle 6º<br />

Tilt Angle 0º<br />

Rotor Tip Speed 50 m/s (111 mph)<br />

TOWER<br />

Type Free standing galvanized<br />

bolted lattice or Monopole<br />

Tower Height 30 m (100 ft)<br />

Options 24.4 m (80ft)<br />

Monopole (various heights)<br />

Tilt down<br />

EW50 Estimated Annual Energy Output<br />

60 Hz and 50 Hz curves<br />

FOUNDATION<br />

Type Concrete pads, piers or<br />

special<br />

CONTROL SYSTEM<br />

Type Microprocessor based<br />

Communications Ethernet/Internet link to for<br />

energy monitoring and<br />

maintenance dispatch<br />

Enclosures NEMA 1, NEMA 4 (optional)<br />

Soft Start Optional<br />

ROTOR SPEED CONTROL<br />

Running Passive stall regulation<br />

Start up Aerodynamic<br />

Shut-down Aerodynamic tip brake.<br />

Parking brake for servicing


@ 60 Hz<br />

Design Tip Speed 6.1<br />

BLADE<br />

Length 7.2 m (23.7 ft)<br />

Material Epoxy /glass fibre<br />

Blade Weight 150 kg (330 lbs)<br />

approximate<br />

GENERATOR<br />

Type 3 phase/4 pole<br />

asynchronous<br />

Frequency 50 Hz<br />

Voltage 3 phase @ 50 Hz,<br />

400-600 VAC<br />

kW @ Rated Wind 50 kW<br />

Speed<br />

kW @ Peak Continuous 55 kW<br />

Insulation Class F<br />

Enclosure Totally Enclosed<br />

Air Over<br />

Options Arctic low temp<br />

sh<strong>af</strong>ting -40°c<br />

TRANSMISSION<br />

Type Planetary<br />

Housing Ductile iron<br />

Ratio (rotor to gen. 1 to 28.25 (60 Hz)<br />

speed)<br />

Rating, output horse 88<br />

power<br />

Lubrication synthetic gear<br />

oil/non toxic<br />

Heater (option) Arctic version,<br />

electric<br />

YAW SYSTEM<br />

Normal Free, passive<br />

Optional Yaw damp<br />

Electrical Twist cable<br />

BRAKE SYSTEM CONTROL<br />

Fail-s<strong>af</strong>e aerodynamic and parking brakes<br />

APPROXIMATE SYSTEM DESIGN WEIGHTS<br />

Tower Lattice 3,210 kg (7,080 lb)<br />

Tower Monopole 4535 kg (10,000 lb)<br />

Rotor & Drive<br />

train<br />

2,420 kg (5,340 lb)<br />

DESIGN LIFE: 30 Years<br />

DESIGN STANDARDS: Applicable Standards,<br />

AWEA, and IEC<br />

DOCUMENTATION: Installation Guide and<br />

Operation & Maintenance Manual<br />

SCHEDULED MAINTENANCE: Semi-annual or<br />

<strong>af</strong>ter severe events.


The basic turbine<br />

for universal use<br />

For years, Fuhrländer‘s FL 250 has proven in inland and<br />

coastal location that wind turbines of the medium class<br />

continue to be of commercial use. Install, connect, let it<br />

run – these are the experiences of many operators of this<br />

machine designed with a life of 25 years which produces<br />

reliable power in many countries far beyond Germany and<br />

Europe from the USA to Japan. In addition to its<br />

Output<br />

[kW]<br />

Power curve FL 250<br />

(measured)<br />

Wind speed<br />

[m/s]<br />

FL 250<br />

Rotor: Ø 29.5 m<br />

Tower heights: 42 / 50 m<br />

robustness, the compatibility of this centrally controlled<br />

turbine is trendsetting for local users: The FL 250 supplies<br />

islands in the Pacific in combination with a Diesel engine,<br />

produces self-sufficient power for companies in structurally<br />

weak regions and strengthens local power grids. The FL 250<br />

proves its stability in particular in typhoon regions.<br />

Medium wind<br />

speed at hub<br />

height [m/s]<br />

FL 250<br />

Annual yield<br />

[kWh]<br />

8.5 857’000<br />

8.0 791’000<br />

7.5 717’000<br />

7.0 638’000<br />

6.5 554’000<br />

6.0 468’000<br />

5.5 380’000<br />

5.0 302’000<br />

Subject to technical alterations. Data can vary depending on components.


The robust<br />

start-up turbine<br />

At the end of the 80s, Fuhrländer redefined the term<br />

„quality“ with the FL 100: Since then, this wind turbine has<br />

been operating with the highest reliability even in extreme<br />

conditions. We have maintained this turbine concept up to<br />

the megawatt class. It is designed for a life of ca. 25 years.<br />

The speciality of the FL 100, for example, is the supply of<br />

self-sufficient living units or the use in extreme conditions in<br />

typhoon regions. As an example of the use of wind power, it<br />

supplies e.g. an environmental institute in a Czech cloister<br />

and provides power to the electric stacker fleet of an<br />

international shipping agent.<br />

Output<br />

[kW]<br />

FL 100<br />

Rotor: Ø 21 m<br />

Power curve FL 100<br />

(theoretical)<br />

Tower height: 35 m<br />

Wind speed<br />

[m/s]<br />

Medium wind speed<br />

at hub height [m/s]<br />

FL 100<br />

Annual yield<br />

[kWh]<br />

8.5 396’000<br />

8.0 370’000<br />

7.5 340’000<br />

7.0 306’000<br />

6.5 267’000<br />

6.0 226’000<br />

5.5 183’000<br />

5.0 144’000<br />

Subject to technical alterations. Data can vary depending on components.


The small turbine with<br />

the highest reliability<br />

Since the start of wind power use, the FL 30 has proven<br />

that Fuhrländer concepts fit up to today. This centrally<br />

controlled compact turbine with blade tip brake runs<br />

totally uncomplicated on its slim lattice mast in various<br />

urban and rural locations. It has a technologically simple<br />

Output<br />

[kW]<br />

FL 30<br />

Rotor: Ø 13 m<br />

Power curve FL 30<br />

(theoretical)<br />

Lattcie towers: 18 / 27 m<br />

design and generates kilowatt <strong>af</strong>ter kilowatt of clean wind<br />

power – maintenance-free and discrete. This machine is<br />

also suitable for remote locations without demands for<br />

the electricity network or the infrastructure – mainly in the<br />

market outside Europe.<br />

Wind speed<br />

[m/s]<br />

Medium wind<br />

speed at hub height<br />

[m/s]<br />

FL 30<br />

Annual yield<br />

[kWh]<br />

8.5 129’000<br />

8.0 121’000<br />

7.5 111’000<br />

7.0 101’000<br />

6.5 89’000<br />

6.0 77’000<br />

5.5 64’000<br />

5.0 52’000<br />

Subject to technical alterations. Data can vary depending on components.


ENERCON’s E-33 wind turbine makes it economically feasible to realise wind energy projects even at sites difficult<br />

to access. Their modular design allows for convenient container transport by ship and truck as well as efficient<br />

installation using one regular-sized lifting crane.<br />

TECHNICAL DATA<br />

Rated power: 330 kW<br />

Rotor diameter: 33.4 m<br />

Hub height: 36 m – 50 m<br />

Wind class (IEC): IEC/NVN I and IEC/NVN II<br />

(depending on hub height)<br />

Turbine concept:<br />

Rotor<br />

Gearless, variable speed, variable pitch<br />

control<br />

Type: Upwind rotor with active pitch control<br />

Direction of rotation: Clockwise<br />

Number of blades: 3<br />

Swept area: 876 m2 Blade material: Fibreglass (epoxy resin);<br />

integrated lightning protection<br />

Rotational speed: Variable, 18 – 45 rpm<br />

Pitch control:<br />

Drive train with generator<br />

ENERCON blade pitch system, one<br />

independent pitching system per rotor<br />

blade with allocated emergency supply<br />

Hub: Rigid<br />

Main bearings: Single-row cylindrical roller bearings<br />

Generator: ENERCON direct-drive synchronous<br />

annular generator<br />

Grid feeding: ENERCON converter<br />

Braking systems: – 3 independent blade pitch systems<br />

with emergency supply<br />

– Rotor brake<br />

– Rotor lock<br />

Yaw control: Active via adjustment gears,<br />

load-dependent damping<br />

Cut-out wind speed: 28 – 34 m/s<br />

(with ENERCON storm control)<br />

Remote monitoring: ENERCON SCADA<br />

Details – ENERCON Storm Control – (see last page)<br />

CALCULATED POWER CURVE<br />

Power P [kW] Power coefficient Cp [–]<br />

350<br />

0.60<br />

300<br />

0.50<br />

250<br />

0.40<br />

200<br />

150<br />

100<br />

0.30<br />

0.20<br />

50<br />

0.10<br />

0<br />

0.00<br />

0 5 10 15 20 25<br />

Wind speed v in hub height [m/s]<br />

Power P Power coefficient Cp<br />

Power<br />

Wind Power P coefficient Cp<br />

[m/s] [kW] [-]<br />

1 0.0 0.00<br />

2 0.0 0.00<br />

3 5.0 0.35<br />

4 13.7 0.40<br />

5 30.0 0.45<br />

6 55.0 0.47<br />

7 92.0 0.50<br />

8 138.0 0.50<br />

9 196.0 0.50<br />

10 250.0 0.47<br />

11 292.8 0.41<br />

12 320.0 0.35<br />

13 335.0 0.28<br />

14 335.0 0.23<br />

15 335.0 0.18<br />

16 335.0 0.15<br />

17 335.0 0.13<br />

18 335.0 0.11<br />

19 335.0 0.09<br />

20 335.0 0.08<br />

21 335.0 0.07<br />

22 335.0 0.06<br />

23 335.0 0.05<br />

24 335.0 0.05<br />

25 335.0 0.04<br />

Details – ENERCON power curve – (see last page)<br />

2 3<br />

ρ = 1.225 kg/m 3


POWER CURVE: 21-METER ROT0R<br />

Standard Density (1.225 kg/m^3)<br />

ELECTRIC POWER (kWe)<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25<br />

WIND SPEED AT HUB HEIGHT (m/s)<br />

ANNUAL ENERGY PRODUCTION*: 21-METER ROTOR<br />

Standard Density, Rayleigh Distribution<br />

ENERGY (MWh)<br />

400<br />

350<br />

300<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5<br />

ANNUAL AVERAGE WIND SPEED AT HUB HEIGHT (m/s)<br />

*Preliminary specs subject to change.<br />

Available for delivery August 15th.<br />

AVERAGE<br />

ANNUAL<br />

WIND<br />

SPEED<br />

(m/h)<br />

AVERAGE<br />

ANNUAL<br />

WIND<br />

SPEED<br />

(m/s)<br />

8.9 4.0 77<br />

10 4.5 110<br />

11 5.0 145<br />

12 5.5 183<br />

13 6.0 222<br />

15 6.5 260<br />

16 7.0 298<br />

17 7.5 334<br />

18 8.0 368<br />

ANNUAL<br />

ENERGY<br />

OUTPUT<br />

(MWh/yr)<br />

19 8.5 400<br />

*Annual energy production estimates<br />

assume standard conditions, 100%<br />

availability and no losses.<br />

1 m/s = 2.24 m/h<br />

Wind Turbine for European Markets*<br />

WIND<br />

SPEED<br />

(m/s)<br />

1 0<br />

2 0<br />

3 0<br />

4 3.7<br />

POWER<br />

(kWe)<br />

5 10.5<br />

6 19.0<br />

7 29.4<br />

8 41.0<br />

9 54.3<br />

10 66.8<br />

11 77.7<br />

12 86.4<br />

13 92.8<br />

14 97.3<br />

15 100.0<br />

16 100.8<br />

17 100.6<br />

18 99.8<br />

19 99.4<br />

20 98.6<br />

21 97.8<br />

22 97.3<br />

23 97.3<br />

24 98.0<br />

25 99.7


How much does it cost to buy and install a Northwind 100?<br />

Northern Power 29 Pitman Road Barre, VT 05641 802.461.2955<br />

Pricing and Maintenance Budgeting<br />

The list price of a Northwind 100 nacelle and standard 37-meter tower is approximately US$330,000. Included in this pricing is our<br />

standard 2-year warranty and SmartView Monitoring System, for local and Web-based remote monitoring. Shipping and options<br />

such as an extended warranty, spare parts, and FAA lights are not included in this estimate.<br />

The "total installed cost” of your wind project will include—in addition to the turbine & tower costs above—the costs of site-specific<br />

engineering, permitting, constructing a foundation, interconnecting with the grid, erecting the turbine & tower and commissioning<br />

the turbine. These costs can vary widely based on local building regulations, accessibility of the site, environmental and soil<br />

conditions of the site (which determine foundation type and costs), the distance between the wind turbine and the utility interface<br />

and the services offered by the installation provider. For planning purposes, it is recommended that you budget approximately<br />

$200,000 for these additional costs. We at Northern Power will be involved in the commissioning and will certainly support<br />

engineering and construction efforts, but we do not perform the engineering and construction services noted above.<br />

It is important to note that many states in the US offer incentives such as cash grants or interest-free loans that can reduce your<br />

up-front costs significantly.<br />

How much will it cost to maintain my Northwind 100?<br />

The Northwind 100 was designed with high reliability in mind, so you can be assured of low lifecycle costs for the life of your<br />

machine. Although industry standards approach 1.5¢ per kilowatt hour produced, our gearless, hydraulics-free turbine is<br />

expected to cost much less.<br />

Annual Preventative Maintenance<br />

Northern provides as an option a 2-year maintenance kit containing the materials that need to be replaced each year. This annual<br />

procedure will require approximately 10 labor hours, a torque wrench, and a grease gun. It can be performed by any Northerncertified<br />

technician. For planning purposes, you should budget US$1,000 to US$1,500 for materials & labor for this annual check.<br />

Major Repair Reserve<br />

In addition to annual maintenance, we also recommend planning for unscheduled repair activities. We advise allowing 13% of the<br />

cost of the wind turbine for miscellaneous repairs over its 20-year life. For example, setting aside US$1,450 each year will save<br />

US$29,000 over the 20-year life of the turbine.<br />

Spare Parts<br />

In addition to the maintenance suggestions above, we recommend that you purchase a spare parts package to ensure that changeouts<br />

of minor parts will not be delayed by shipping time, minimizing the turbine’s down-time. Warranty replacements can be used to<br />

refresh your spares inventory. Northern provides both minimum-recommended spares and site inventory packages as options.<br />

What does the 2-year Product Limited Warranty cover?<br />

The Northwind 100 limited warranty will cover all parts for a period of 2 years. An extended warranty for a period of up to 5 years is<br />

available as an option, at additional cost.<br />

The warranty validity is conditional upon the annual scheduled maintenance being performed as noted above. We also require<br />

Internet service for the SmartView computer on site. This allows owners to remotely access the SmartView Web Service (a password<br />

protected website) in order to monitor the performance of their turbine from anywhere in the world. SmartView also provides email<br />

notification for alarms and events, which can be used to notify owners and Northern personnel.<br />

Note: This document is for general budgeting purposes only.<br />

For a complete sales quote, please contact us directly at 1-800-90 NORTH or info@northernpower.com.<br />

TOLL FREE: 1. 877.90 NORTH<br />

NW100 Pricing & Maintenance FAQ 1208


Power [kW] Wind speed [m/s]<br />

ENERCON wind turbines can operate with any power<br />

set point required and increase or decrease of power<br />

is done with a selectable dP/dt rate<br />

4<br />

Wind Energy Converters<br />

Time [s]<br />

Power Management System in Stanley,<br />

Power Station (Falkland Islands)<br />

Power Management System<br />

Consumers<br />

1. WIND-DIESEL APPLICATION<br />

With ENERCON wind energy converters and their standard integrated<br />

system controls for variable speed and variable blade pitch it is<br />

possible to s<strong>af</strong>ely connect and operate wind turbine capacity in the<br />

range of up to 35 % of the installed diesel capacity in parallel to the<br />

diesel gen-sets. As the turbines power output is freely selectable and<br />

reliably controlled via rotor speed and blade pitch, no dump loads are<br />

necessary and a maximum use of the wind energy is possible while<br />

the diesel machines keep their grid forming tasks (diesel remains to<br />

be the main energy source).<br />

In order to efficiently manage the supply and demand side and to<br />

control the interaction of diesel gen-sets and wind turbines,<br />

ENERCON offers a Power Management System for this application<br />

(example see below).<br />

Diesel<br />

Generator<br />

Sets<br />

Step1: Wind-Diesel<br />

2. STAND-ALONE APPLICATION<br />

If the fuel saving results are encouraging and the grid and/or power<br />

station operators are satisfied with the grid behaviour of the winddiesel<br />

system, the installed wind capacity can be increased. Then an<br />

energy storage system comes into play in order to balance the wind<br />

fluctuations and to allow for a diesel-off mode (“zero-emission”) where<br />

100 % of the energy demand can be supplied by the wind turbines,<br />

when the available wind power meets the demand of the consumers.<br />

The schematic drawing below shows a stand-alone system with all<br />

necessary components. With such a system wind energy can completely<br />

supply the consumers, depending on the system layout, i.e.<br />

balance between wind turbine installed capacity and load demand<br />

(wind turbine takes over as main energy source).<br />

ENERCON has developed all relevant system components including<br />

the main control system (Power Management System) and can thus<br />

even supply a complete power station (based on wind energy) to provide<br />

consumers with power at locations where no energy supply has<br />

been available so far or where old diesel engines have to be replaced.<br />

In all configurations and operational modes the system delivers stable<br />

and uninterruptible power with very high grid quality (well within the<br />

limits of e.g. EN 50160 – see measurement on the right above). And<br />

this precisely according to the demand – which is the main challenge<br />

in small local grids. Only the required amount of energy is produced<br />

and dump loads to dispose of excess energy are not necessary.<br />

Step 2: Stand-Alone<br />

Wind Energy Converters<br />

Power Management System<br />

Consumers<br />

Close up view of measurement (1 hour real-time)<br />

Voltage [V] Windspeed [m/s] Frequency [Hz]<br />

260 20<br />

220 15<br />

180 10<br />

8,5 8,7 8,9<br />

Fluctuating wind<br />

9,0 9,2<br />

46<br />

9,5<br />

Time [h]<br />

The dotted lines show the allowed limits for grid voltage and frequency<br />

Grid voltage and frequency in the ENERCON Stand-<br />

Alone System are well within the admissible limit<br />

values according to EN50160<br />

Diesel<br />

Generator<br />

Sets<br />

(existing or<br />

newly supplied)<br />

Flywheel<br />

Storage<br />

200kW/5kWh<br />

Battery<br />

Storage<br />

Master<br />

Synchronous<br />

Maschine<br />

5<br />

56<br />

51


2 of 3 E-33 on Falkland Islands<br />

6<br />

COMPONENTS IN THE ENERCON STAND-ALONE SYSTEM<br />

Wind turbine<br />

• Main energy source<br />

ENERCON products<br />

• E-10, E-20, E-33, E-44, E-53<br />

Flywheel<br />

• Short-term energy storage to compensate the wind<br />

energy fluctuations in the seconds range<br />

• Frequency controller in the stand-alone grid<br />

(diesel-parallel and diesel-off mode)<br />

Battery storage<br />

• Emergency back-up in the stand-alone grid<br />

(diesel-off mode) for power supply in the minute range<br />

• Frequency control in emergency cases<br />

Master Synchronous Machine used in diesel-off mode for<br />

• Voltage control<br />

• Supply of reactive power<br />

• Short circuit current supply<br />

• Flicker filtering<br />

Controls<br />

• Power management in the wind-diesel mode or stand-alone grid<br />

• S<strong>af</strong>e and economic automatic operation of the system<br />

(manual mode also possible)<br />

• Data processing and process visualisation<br />

Diesel generator (or other combustion engine)<br />

• System start-up<br />

• Power supply at lack of wind and empty storage facilities<br />

FLYWHEEL STORAGE SYSTEM<br />

In the year 2000 ENERCON decided to develop an energy storage<br />

system specially suited to compensate wind power fluctuations. It has<br />

been designed according to the following requirements:<br />

• Low cost<br />

• Low maintenance<br />

• Robust design<br />

• Long lifetime<br />

• Standard components and materials as far as possible<br />

• Possibility for individual applications (modular, containerised etc.)<br />

• Rated power 200 kW<br />

• Energy storage capacity 5 kWh<br />

• High efficiency / low losses<br />

• Extremely fast reaction time<br />

• Optimum grid behaviour<br />

The ENERCON flywheel is a very simple and robust system, which is<br />

proven by more than 20,000 operating hours without maintenance<br />

work. The mechanical design using standard materials and wellproven<br />

components for example bearings and other machine parts<br />

ensures a reliable operation and a long-term supply with spare parts.<br />

Access to e.g. bearings is easy and for their replacement no specially<br />

trained personnel is required.<br />

The use of standard well-proven ENERCON inverters ensures very<br />

high grid quality and allows for the use of standard spare parts<br />

necessary for wind turbine maintenance.<br />

The ENERCON flywheel comes in a standard 20ft sea container<br />

convenient to transport and ready for connection to the grid. All<br />

components are installed and completely cabled. The system<br />

undergoes extensive testing before delivery. Thus the time for<br />

installation and commissioning on site is very short.<br />

ENERCON Flywheel<br />

Engine-Room Fan<br />

Distribution<br />

Flywheel-Inverter<br />

MSM<br />

Flywheel Energy Storage<br />

ENERCON standard energy storage container<br />

(example with flywheel)<br />

7<br />

MSM-Control<br />

Flywheel-Control

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!