Aðferðafræði vindorkurannsókna
Á láglendi eru veðurstöðvar víðast staðsettar nægilega þétt til að fá megi gott svæðisbundið yfirlit um vindstyrk og stefnu. Veðurstöðvanetið er þó gisið á nokkrum svæðum sem gætu verið áhugaverð hvað vindorku varðar. Því er nauðsynlegt að bæta við athuganirnar með því að nota einnig niðurstöður reiknilíkana til að meta vindhraða og hita bæði við og fyrir ofan yfirborð.
Í ICEWIND verkefninu var notast við reikniniðurstöður úr verkefninu „Reikningar á veðri“ (RÁV). Það verkefni var unnið af Reiknistofu í Veðurfræði, stutt af Rannís og nokkrum íslenskum stofnunum, og var veðurlíkanið WRF (Weather Research and Forecasting) notað til að reikna veður á Íslandi 1995-2011 í reiknineti með 3 km möskvastærð (Ólafur Rögnvaldsson o.fl., 2007; Ólafur Rögnvaldsson & Haraldur Ólafsson, 2009; Ólafur Rögnvaldsson o.fl., 2011).
Beitt var tölfræðilegum aðferðum til þess að aðlaga niðurstöður RÁV, og tryggja að þær væru í sem bestu samræmi við mælingar á veðurstöðvum.
Þó niðurstöður RÁV gefi góða mynd af vindafari fyrir hvert hérað, er reikninet með 3 km möskvastærð samt ekki nægilega þétt til þess að hægt sé að meta vindafar minni svæða, t.d. einstakra dala eða hæða. Til þess þyrfti möskvastærð reikninetsins að vera 100 m eða minni.
Innan ICEWIND verkefnisins voru niðurstöðurnar reiknaðar á enn minni kvarða með danska vindorkuforritinu WAsP (Wind Atlas Analysis and Application Program) frá Danska tækniháskólanum, DTU Vindenergi.
Hér að ofan sést sjálfvirka veðurstöðin á Hvanneyri. Ljósmynd: Sigvaldi Árnason.
Alhæft vindafar
WAsP tilheyrir flokki svonefndra jaðarlagslíkana og hentar vel til þess að reikna vindafar fyrir lítil svæði út frá einum mælingastað innan svæðisins. WAsP notar mæliröð með vindhraða og vindstefnu (röðin getur líka byggt á veðurlíkani, t.d. RÁV niðurstöðum) og nákvæmum upplýsingum um landslag og yfirborðsgerð á svæði nærri mælipunkti til þess að reikna alhæft, eða svæðislægt, vindafar efst í jaðarlaginu (í um 1 km hæð). Með útreikningunum eru áhrif landslags, og jafnvel bygginga, í nágrenni mælipunkts fjarlægð svo að mæliröðin lýsi vindafari á stærra svæði. Alhæfða vindafarið er lýsing á vindhraðadreifingu fyrir ólíkar vindáttir, og það má nota til þess að meta raunverulegt vindafar hvar sem er á umræddu svæði bæði við yfirborð og ofan þess. Niðurstöður eru birtar í vefviðmóti vindatlasins, sjá kaflann Vindagögn.
Aflþéttni
Upplýsingar um vindhraðadreifingu nægja til þess að reikna tölfræðilegar lykilstærðir vindafarsins og leggja mat á þá vindorku sem svæðið gefur af sér. Hér er lykilstærðin aflþéttni eða vindorkuflæðið um einingarflöt þvert á vindstefnu. Þessi stærð hefur einingu afls á flatareiningu (W/m2) og er í beinu hlutfalli við eðlismassa loftsins og þriðja veldi vindhraðans. Hún hentar vel fyrir vindatlasa þar sem hún gefur mat á því hversu mikla vindorku má fá úr vindi á svæðinu.
Til að leggja endanlegt mat á vindorku svæðisins þarf að huga að þeirri vindmyllu sem setja á upp. Þverskurðarflatarmál vindmyllunnar (það svæði sem spaðarnir þekja þegar þeir snúast) og aflfræðileg nýtni ráða því hversu mikið af orkunni í vindinum tekst að beisla. Þessar upplýsingar eru breytilegar milli ólíkra vindmylla og breytast í takt við framleiðslu aflvéla, stærð spaða o.s.frv. Hver tegund vindmyllu hefur þekktan orkuframleiðsluferil sem segir hversu miklu afli hún skilar fyrir gefinn vindhraða. Upplýsingar um vindhraðadreifingu svæðis má því nota til að meta þá vindorku sem viðkomandi vindmylla gefur á svæðinu.
Tilvísanir
Ólafur Rögnvaldsson og Haraldur Ólafsson (2009). Stöðuskýrsla vegna þriðja árs RÁVAndar verkefnisins. Rit Reiknistofu í veðurfræði. Reykjavík.
Ólafur Rögnvaldsson, Hálfdán Ágústsson, Einar Magnús Einarsson, Haraldur Ólafsson, Halldór Björnsson & Óli Grétar Blöndal Sveinsson (2007). Stöðuskýrsla vegna fyrsta árs RÁV verkefnisins. Rit Reiknistofu í veðurfræði. Reykjavík.
Ólafur Rögnvaldsson, Hálfdán Ágústsson og Haraldur Ólafsson (2011). Aflræn niðurkvörðun veðurs innan LOKS verkefnisins. Rit Reiknistofu í veðurfræði. Reykjavík.
