Vindkraft i skog med gläntor

Dnr:

SNIC 2017/1-223

Type:

SNAC Medium

Principal Investigator:

Alf-Erik Almstedt

Affiliation:

Chalmers tekniska högskola

Start Date:

2017-05-17

End Date:

2017-12-01

Primary Classification:

20301: Teknisk mekanik

Webpage:

Allocation

Abstract

vi har ett doktorandprojekt (doktorand Johanna Matsfelt) som handlar om vindkraft i skog och gläntor. Frågeställningen är hur gläntor och utglesad skog påverkar krafter (dvs. umattning och underhåll) och energiproduktion för vindkraftverket. Vi behandlar skogen som ett poröst medium (Darcy-strömning). Porösa medier används i flerfasströmning med tillämpning t.ex. mot grundvattenströmning och hydrogeologi. Man lägger en extra motståndsterm (tryckförlust) i Navier-Stokes men ingen motståndsterm i kontinuitetsekvationen, dvs. man släpper igenom samma mängd vätska i grundvattenströmingen men det kostar mer tryckfall. Inom vindkraft i skog and använder man Darcys lag för att modellera skogens effekt på vinden. Skogen framför vindkraftverket orsakar extra tryckfall (strömingsmotstånd). I vårt forskningsprojekt om vindkraft i skog och gläntor ska vi studera om det är lönsamt att göra uthuggningar framför vindkraftverket. Tanken är att turbulensen framför vindkraftverket ska reduceras vilket minskar de utmattande, fluktuerande krafterna -- pga. minskad turbulens -- på vindkraftverket. Samtidigt ökar medelhastigheten nära marken vilket kan ge ökad energiproeduktion. En nyckelkomponent för att göra noggranna beräkningar av strömningen (vinden) framför vindkraftverket är hur vi modellerad skogen. Vi använder som sagt Darcys modell. När vi inför gläntor eller när vi glesar ut skogen så kommer tryckfallet att påverkas (minskas). I det föreslagna projektet kommer vi att vidareutveckla Darcy-mnodellen för att kunna modellera gläntor och utglesad skog. Projektet finansieras av SWPTC och är ett samarbete med Meventus och Stena Renewable.