• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 473
  • 103
  • 58
  • 33
  • 18
  • 17
  • 13
  • 13
  • 12
  • 8
  • 8
  • 7
  • 7
  • 7
  • 7
  • Tagged with
  • 901
  • 901
  • 349
  • 195
  • 144
  • 127
  • 93
  • 92
  • 90
  • 88
  • 82
  • 81
  • 77
  • 66
  • 65
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
641

Framtagning av testrigg för att testa regnerosion på vindturbinblad / Development of a test rig for testing rain erosion on wind turbine blades

Arvidsson Lindbäck, Nils, Johansson, David January 2023 (has links)
Bakgrunden till projektet är problem med kanterosion av turbinblad inom vindkraftverks- industrin. Det är ett fenomen som uppstår när turbinblad roterar i höga hastigheter och träffar partiklar, främst vattendroppar i regn. Denna erosion skadar turbinbladen, vilket både minskar vindkraftverkens effektivitet och sprider partiklar i den lokala miljön. För att både undersöka detta fenomen och ge möjlighet att utvärdera olika materials motståndskraft mot erosion ska en testrigg tas fram. Utöver detta ska testriggen även möjliggöra uppsamling av partiklar för vidare forskning kring deras effekt på miljön. Som utgångspunkt används en tribometer med rotationsmekanism från ett föregående maskinkonstruktionsprojekt på KTH. Ombyggnationen av denna avgränsas till att endast genomföras digitalt med hjälp av CAD för att hålla mängden arbete till en rimlig nivå. Förutom CAD har arbetet även inkluderat kravspecifikationer, beräkningar i MATLAB, FEA-analyser och kostnadskalkyler. Resultatet är en digitalt styrd testrigg med tillhörande komponentlista och instruktioner för tillverkning och genomförande. Inköpskostnad för ombyggnationen uppskattas till 28 000 kr. Riggen för en cylindrisk provbit genom ett artificiellt regn i hög hastighet, vilket resulterar i en accelererad nötningsprocess. Under testets gång dokumenteras erosionen visuellt med hjälp av en kamera och efter testet kan mängden förlorat material mätas i vikt och partiklar samlas upp. Flera andra parametrar dokumenteras automatiskt under testets gång för att ge en mer detaljerad bild av processen och data för undersökningar av repeterbarhet. Slutligen konstateras att testriggen uppnår alla krav ställda på den förutom att den inte har en nödbroms. Avsaknaden av nödbroms diskuteras och det leder till slutsatsen att testriggen, även utan nödbroms, är fullt fungerande, enkel och säker att använda. / The background for this project is a problem in the wind turbine industry, namely leading edge erosion of turbine blades. This occurs when wind turbine blades rotate at high speeds and collide with particles, mainly water drops in rain. This erosion damages the turbine blades, reducing the efficiency of the wind turbines and releasing particles into the local environment. To investigate this phenomenon and evaluate the durability of different materials, a test rig is to be developed. In addition, the test rig will enable the collection of particles to facilitate further research into their environmental impact. A tribometer with a rotation mechanism from a previous project at KTH serves as the starting point. The reconstruction of this tribometer is limited to a digital implementation using CAD to keep the amount of work at an appropriate level. In addition to CAD, the work has also included requirements specifications, calculations in MATLAB, FEA, and cost estimates. The result is a digitally controlled test rig with an accompanying component list and instructions for manufacturing and implementation. The estimated purchase cost for the reconstruction is 28,000 SEK. The rig tests a cylindrical sample by propelling it at high speed through artificial rain, resulting in an accelerated wear process. The erosion is visually documented using a camera during the test. Afterwards the amount of lost material can be measured by weight and the particles collected. Several other parameters are automatically recorded during the test to provide a more detailed picture of the process and data for investigations into repeatability. Finally, it is concluded that the test rig meets all its requirements except for the absence of an emergency brake. The absence of an emergency brake is discussed, leading to the conclusion that despite missing an emergency brake, the test rig is fully functional, easy to use, and safe.
642

Renewable Energy and Sweden : An overview of how different regions in Sweden work towards an increase in implementation of renewable energy.

Espling, Joel, Sjölander, Alfred January 2023 (has links)
The goal of achieving carbon neutrality for year 2045 puts Sweden on a road towards further implementation of renewable energy into their energy system. The goal of this degree project is to investigate how the implementation of renewable energy in Sweden is worked towards on a regional level but also to explore how this expansion might look for the Norra Småland Region. By conducting several semi-structured interviews with the energy agencies of Sweden as well as creating a model for the potential solar and wind power expansion in the Norra Småland Region, the authors aim to answer the questions of how the current work with expanding the renewable energy share in the Swedish energy system is conducted; what bottlenecks, problems and challenges exist and what tools, data, information and incentives might help further facilitate this work. Through the interviews conducted, this degree project encapsulates the different projects related to the subject of renewable energy which the various regions of Sweden work with. The degree project also provides a compilation of various challenges related to the projects as well as an insight into what tools and incentives are asked for by the regions with the goal of helping facilitate the work conducted. The degree project also provides a projection for how the future expansion of wind power and solar power might look in the Norra Småland Region based on the previous expansion trends, resulting in three individual projections with individual growth rates.
643

THE WIND OF CHANGE – SENSITIVITY OF THREE PARAMETERS ON WIND POWER ENERGY CALCULATIONS USING WINDPRO SOFTWARE

Skuja, Nina January 2023 (has links)
Many parameters used for Wind Resource Assessment (WRA) have uncertainty and variability, yet are input into the process as single values. The extent of the uncertainty or variance may not be known, and may or may not be significant enough to affect output. This Thesis focused on the energy calculation element of WRA, to assess the affect that errors (uncertainty) in three key user inputs had on the energy results. A parameter was chosen from each of the main groups influencing the energy calculation: wind speed (atmosphere), surface roughness (site conditions), and power curve (turbine technology). Reasonable variation due to uncertainty for wind speed and power curve were taken from other studies and their application simplified. Roughness change was assessed over the 5 classes (Class 0 (water) to 4 (dense forest/city)). WindPRO software was used to calculate the Annual Energy Production (AEP) and applied to three different wind turbine generators at the same coordinate. A sensitivity analysis was done on the AEP results using a hybrid One-At-a-Time Local Sensitivity Analysis by determining percentage changes from baselines and an overall rate of change for those key input parameters. The results showed that roughness class change effect was not linear. Changing from Class 0 to 1, AEP was on average -8±1%. Class 1 to 2 change was on average ‑12±1%. Class 2 to 3 change was on average -20±2%. Class 3 to 4 change was on average -29±2%. The wind speed change effect was found to be roughly linear. If mean wind speed has an error of ±10%, the AEP could be expected to be out by approximately +18/‑17% with a standard deviation of +4/-3%. The power curve change effect was also roughly linear. A PC±9% error leads to an approximate +6/-7% AEP error with a standard deviation of ±1%. Roughness class change was the most sensitive parameter to AEP with a 14.5 average rate of change, followed by wind speed at 1.8, then power curve with a 0.8 rate. Results compared reasonably well with other relevant studies.
644

Studie i att sammanställaenergiplaner för att synliggörakraftbehov 2030 : En explorativ och formativ undersökning / Study in compilation of energy plans to predict power needs 2030 : An explorative and formative investigation

Kortenius, Jacob, Wallhed, Niklas January 2019 (has links)
Energiöverenskommelsen 2016 innefattade ett flertal mål och implikationer för utformningenav det svenska el- och energisystemet. Sveriges energisystem ska vara ekologiskt hållbart,konkurrenskraftigt och försörjningstryggt. Utöver detta så omfattas överenskommelsen av enmålsättning om 100% förnyelsebar elproduktion år 2040, som analyserats i rapporten. Syftetmed rapporten är att belysa problematiken som kan uppkomma vid ett obalanserat elsystemmed avseende på försörjningstrygghet, ekologisk hållbarhet och konkurrenskraft. Här ämnarrapporten även att öka medvetenheten bland aktörer inom det svenska energisystemet ochsynliggöra problematik som kan uppkomma efter år 2040. Den huvudsakliga vetenskapligametoden är en formativ undersökning där intervjuer med kraftbolag genomförts för att få endjupare förståelse för det framtida kraftsystemet. Sedan har även en explorativ undersökninggenomförts genom litteraturstudier. Dessa två undersökningar har tillsammans möjliggjortförklaringar av orsakssamband. Det främsta källmaterialet i rapporten är vetenskapliga artiklarkopplade till el- och energiområdet, där KTH:s Databas Primo samt Google scholar använtssom främsta medium för sökningar. Myndigheter och organisationer som KungligaIngenjörsvetenskapsakademien (IVA) samt North European Energy Perspectives Project(NEPP) har bidragit med information. Resultaten visar att det finns problematik kopplade tilleffektbrist, svängmassa och planerbarhet i och med en nedläggning av kärnkraften, där ensamtida beskattning av avfallsbaserad kraftvärme ytterligare försämrar tillgången på effekt.Resultaten visar även att introducering av vindkraft till systemet ökar det svenskaimportberoendet av el från Tyskland med högre andel fossila inslag, men samtidigt bidrar tillen ökad export där svensk el kan trycka bort smutsig el i andra länder. Vidare beskrivslångsiktighet och ett ökat samarbete mellan systemets aktörer som av stor vikt för utvecklingenav det framtida elsystemet samt ett ökat fokus på implementering av systemtjänster somförsvinner från systemet framöver. Andelen vindkraft beräknas öka till år 2030 samtidigt somkärnkraft och värmekraft, som båda är planerbara kraftslag, beräknas minska. Att målet omförnyelsebar elproduktion införlivas 2040 är inte troligt, då kärnkraftsreaktorerna beräknasdrivas hela deras ekonomiska livslängd vilket löper ut 2045. / The Energy Agreement from 2016 is comprised of several goals for the forming of the Swedishpower system. The Swedish power system should be ecologically sustainable, competitive andbe able to supply power without interruption. Furthermore, this agreement also involves a goalof a 100% renewable power generation in 2040, which has been analyzed in this report. Theaim with his report is to highlight problems that might occur in the case of an unbalanced powersystem with respect to ecological sustainability, competitiveness and safe supply. The reportalso aims to raise awareness amongst the actors in the Swedish energy system and highlightproblems in the future. The main scientific method used in this report is a formativeexamination where interviews with the power company representatives gave a deeperunderstanding of the power system as of now, but also in the future. Another scientific methodused has been an explorative examination throughout the literature studies, where these twomethods combined has enabled explanations and causations. The foremost source ofinformation are scientific studies connected to the power system, where KTH’s database Primoand Google Scholar has been used as a primary medium for searches. Authorities and NGOs,such as the Royal Swedish Academy of Engineering Sciences (IVA) and North EuropeanEnergy Perspectives Project (NEPP), has also been used as a primary source of information.The results show problems connected to lack of effect, inertia as well as a decrease of plannablepower through the closure of nuclear power plants and thermal power plants due to newtaxation. The result also shows that an introduction of wind power to the Swedish power systemalso decrease the national independence and rely more on import of power, mainly fromGermany which have a higher share of fossil elements. In other situations, it also leads to ahigher export where Swedish power removes fossil elements in other countries. Furthermore,a long-term strategy and increased cooperation between the systems actors is crucial for thedevelopment of the future energy system with focus on implementing system services whichare decreasing with the decrease of plannable power. The share of wind power is expected torise to 2030, at the same time the plannable power, nuclear and thermal power, is expected todrop. The national goal of a renewable power generation is reached by the year 2040 is notlikely, where the current nuclear power reactors will remain their entire economic life spanwhich spans to 2045, with chance of life span extension.
645

Voltage Regulation for an Electrical Grid

Alzubaidi, Jaafar, Antonsson, Rasmus January 2019 (has links)
The aim of this study is to analyse the voltage regulation of a power grid when wind power parks are connected to an existing power grid. Secondary the project have studied the placement of these wind power parks and costs related to connecting them to the grid. The goal was to achieve this grid with a smaller than 5% voltage margin and preferably a low phase deviation. The power grid is located in the area around Lule älven. Several issues with constructing and connecting windpower parks to an electrical grid have been studied by numerical analysis of a fictive grid but with real world variables. A balanced and stable grid is achieved with wind and hydro power and is able to successfully operate without non-renewable energy sources.The data was simulated in Matlab to analyse the power grid and the modification of it when connecting the wind power parks. The method used is power flow analysis through Matlab. All required unknown voltages and phase angles are determined and whether they are within given specifications. This entails that a stable electrical grid can be constructed
646

Kan underhållsrutiner effektiviseras utifrån oljekvalité?

Bonnevier, Linnea January 2023 (has links)
En undersökning av vindturbiners hydraulolja med avseende på partikelinnehåll har genomförts. Med syftet att öka tillgängligheten på Statkrafts vindturbiner genom ändrade underhållsrutiner. Målsättningen har varit att minska mängden partiklar och hitta en lösning för förbättrat underhåll rörande hydrauloljan. För att lösa detta har en litteraturstudie, intervjuer och oljeprovtagning genomförts. Vidare installerades ett offlinefilter för att undersöka en potentiell lösning för partikelavskiljning och förändring av underhållsrutiner. Resultaten från oljeprovtagningen visade på höga halter av partiklar för de små och medelstora partiklarna, en låg viskositet och höga värden av föroreningar och vatteninnehåll. Samtliga parametrar förbättrades efter 24 timmar filtrering där partikelinnehållet hade minskat till godtyckliga värden tillsammans med vatteninnehållet samt att viskositeten hade en liten ökning. Efter filtrering i en vecka hade vissa av värdena gått upp ytterligare och partikelhalterna för små och medelstora partiklar hade ökat. Detta tros bero på provtagning i samband med återföring av smutsig olja från pitchcylindrarna. Lösningar på reningen av oljan undersöktes potentiellt att vara filtrering, partikelräknare, IR termografi och oljebyte. Där filtrering i kombination med partikelräknare i dagsläget ger det mest ekonomiska och lämpliga lösningen för företagets underhållsstrategi och målsättning. Slutsatsen från arbetet är att offlinefiltreringen fungerar och att underhållsrutinerna skulle kunna optimeras ytterligare om partikelräknare installerades i anslutning till detta. Ekonomiskt är denna lösning realistisk men för att göra större ändringar i underhållsrutinerna behövs vidare studier av filtreringstid och eventuellt manuell hantering / An investigation has been done of the particles in hydraulic oil in wind turbines. The purpose of this has been to increase the availability for Statkraft´s wind turbines through changing their maintenance routines. The goal has been to lower the particle count and finding a solution for bettering their maintenance with the hydraulic oil. A literature study, interviews and testing of the hydraulic oil has been done to solve this. Furthermore, an offline filtration unit has been mounted to investigate whether that may be a potential solution for clearing the oil from particles and if it can be useful for changing the maintenance routines within the oil service. The results from the oil analysis showed upon high particle counts for the smaller and middle-sized particles, low viscosity and high values for contamination and water content. All parameters were improved after 24 hours of filtration where the particle count had lowered to arbitrary values together with the water count and the viscosity had a slight increase. After filtration for a week some of the parameters had gone up slightly and the values for small and middle-sized particles hade increased. This is believed to be due to oil testing at the same time as the returning of the unclean oil from the pitch cylinders. Different solutions for clearing the oil were investigated, such as filtration, a particle counter and an oil change. The result from the investigation showed that filtration together with a particle counter is the best solution. This fits both economically and the goal for the business as of today. The conclusion of this work is that the offline filtration works and that the availability routines could be optimized further if a particle counter was to be installed together with the filtration unit. Economically this solution is most realistic but to be able to do any improvements on the availability routines further investigation of the filtration intervals has to be done with potential manual labour
647

Automatised detection of sources for power curve deviations of horizontal axis wind turbines

Walter, Marius January 2022 (has links)
To face climate change and transform the electricity supply to an environmentally friendly generation, wind plays an important role. Due to a yearly increase in installed wind power turbines, in the European Union, the need for maintenance increases as well. For reducing the maintenance times and, with that, the standstill time and resulting economical losses, the time for troubleshooting must be reduced. This work aims to show that the troubleshooting process of wind turbines can be reduced to a minimum with the automation. This can be reached by creating a scatter plot of the active power over the wind speed curve and investigating the data points where the turbine is not performing as it should. The data is extracted from a wind farm located in Finland for the wind year 2021. The methodological approach taken in this study is to build a normalised threshold power curve and compare it to monthly binned power curves of two selected turbines. The deviation between the threshold and the monthly power curve is investigated, and the months with a high deviation are chosen for further analysis, which includes the separation of the outlier data into four different categories. The outlier in bins with a higher deviation than 5 % are selected. The four categories are further inspected, and the reasons for the curtailments are extracted and analysed. In summary, these results show that the analysis of curtailment reasons based on a scatter plot of the active power of a wind turbine is possible. Moreover, the troubleshooting process can be reduced in time. Due to practical constraints, this work cannot provide an analysis with a threshold power curve built with data from more than one year. This makes the results less objective since fluctuations, which can occur during only one year, cannot be minimised.
648

ASSESMENT OF WIND POWER FORECASTING ERROR FOR GOTLAND

Rengmyr, Simon January 2022 (has links)
When the wind blows and wind turbine generators harvests the kinetic energy and trans- forms it to electrical power, there is a need for predicting how much power that will be dispatched from the turbines. Even the most perfect computer model with high computa- tional power could not model the beauty of the forces of nature and we must accept some degree of forecasting error in the predicted power output due to the inherently stochastic patterns in the atmosphere.  This project set out to investigate the main reasons and factors that impacts the forecasting error related to wind power assets on Gotland. From theory and the performed case study, wind speed is the strongest predictor of wind power production, to claim anything else would be severely inaccurate. However, the main predictors of wind power prediction are summarized from a literature study, extracted from a weather model and tried in a case study for the wind farm Stugylparken on Näsudden, Gotland. Three different prediction methods were tried and the ensemble trees model was the best model by the evaluation metrics that was chosen. The second-best performing model was the artificial neural network, and prediction by theoretical power curve performed worse than the standard machine learning methods what was tested in the study. It can be noted that when assessing what model to choose, it depends on how the evaluation is done and which metric is deemed most important. Besides that wind speed will have the most significant impact in all models, forecasting error seem to have correlation to the diurnal cycle. One reason could be land-sea interaction during the day, especially at the period April-September. Higher forecasting errors correlates strongly to periods of a higher mean wind speed and times of varying weather will impact the forecastability and larger errors should be expected. In this project, numerical weather prediction data is used to investigate the forecasting error. A lower error can be seen at the first hours from the model run. This should be expected because it is when we are closest to the initial conditions, in other words, the real world. However, it seems like wind speed and diurnal cycle are more significant than the performance of the numerical weather prediction model in the first 24 hours.  Predicting the future power output of wind assets is expected to be even more impor- tant in the future years due to larger installed capacity. Even with an increase in installed capacity, an over capacity is not wanted and flexibility will be more important. There are challenges, but also opportunity to have a more efficient use of resources in our society and lowering the climate impact that our society has on the planet through a more flexible use of resources.
649

Feasibility Analysis of the use of Hybrid Solar PV-Wind Power Systems for Grid Integrated Minigrids in India

Mata Yandiola, Cristina January 2017 (has links)
Reliable electricity supply remains a major problem in rural India nowadays. Renewable off-grid solutions have been applied in the last decades to increase power supply reliability but often failed to be feasible due to their high energy costs compared to the national grid. Grid Integrated Mini-grids with Storage (GIMS) can provide reliable power supply at an affordable price by combining mini-grids and national grid facilities. However, research on the techno-economic feasibility of these systems in the country is very limited and unavailable in the public sphere. This research project analysed three different aspects of the GIMS feasibility. First, the feasibility of the use of hybrid wind and solar Photovoltaic (PV) systems in GIMS was analysed by comparing the Levelised Cost of Electricity (LCOE) and Net Present Cost (NPC) of solar PV and hybrid PV/Wind GIMS systems. Second, the potential savings GIMS can offer due to the possibility of selling power to the grid were quantified by comparing the LCOE and NPC of the system with and without grid export. Lastly, the cost of reliability of the power supply was represented by the influence of the allowed percentage of capacity shortage on the total cost of the system. The analysis was carried out by means of the software HOMER and was based on three case studies in India. The results of this analysis showed that the use of hybrid systems could generate savings of up to 17% of the LCOE of the GIMS system in comparison to solar mini-grids. Moreover, power sales to the grid enabled LCOE savings up to 35% with respect to mini-grid without power sell-back possibility. In addition, the LCOE could be reduced in between 28% and 40% in all cases by enabling up to a 5% of capacity shortage in the system. / En tillförlitlig elförsörjning är ett stort problem på landsbygden i Indien. Elnätslösningar baserade på förnybara energikällor har undersökts under de senaste decennierna för att öka tillförlitligheten men har ofta misslyckats i genomförandefasen på grund av höga energikostnader jämfört med i det nationella nätet. Nätintegrerade mini-grids med energilagring (GIMS) kan ge tillförlitlig strömförsörjning till ett överkomligt pris genom att kombinera mini-grids och nationella elnätsanläggningar. Forskningen om den tekniskekonomiska genomförbarheten av dessa system i landet är emellertid mycket begränsad och otillgänglig inom den offentliga sfären. I den här studien analyseras tre olika aspekter av GIMS-genomförbarheten. För det första analyserades genomförbarheten av att använda hybrida vind- och solcellssystem i GIMS genom att jämföra ”Levelised Cost of Electricity” (LCOE) nivån och nuvärdeskostnaden (NPC) för solcellssystem (PV) och hybrid PV/Vind GIMS-system. För det andra kan de potentiella besparingar GIMS erbjuder, genom möjligheten att sälja elenergi till nätet, kvantifieras genom att jämföra LCOE och NPC i systemet med och utan ”nätexport”. Slutligen studeras kostnaden för tillförlitligheten hos strömförsörjningen i förhållande till accepterad kapacitetsbrist med avseende på systemets totala kostnad. Analysen har utförts med hjälp av mjukvaran HOMER och grundas på tre fallstudier i Indien. Resultaten av denna analys visar att användningen av hybridsystem skulle kunna generera besparingar på upp till 17% av LCOE i GIMS-systemet i jämförelse med enbart PV-baserade mini-grids. Försäljning av elenergi till nätet möjliggör LCOE-besparingar på upp till 35% med i förhållande till mini-grids utan möjlighet till export. Slutligen: LCOE kunde reduceras mellan 28% och 40% i samtliga fall genom att tillåta upp till 5% kapacitetsbrist i systemet.
650

Optimal Placement of FloatingTwo-Turbine Foundations in Offshore Wind Farms

Gelotte, Lovisa, Lundevall Nilsson, Alexandra January 2017 (has links)
This project is conducted in cooperation with Hexicon AB, which is a Swedish design and engineering company developing floating two-turbine platforms for offshore wind power.The study aims to investigate the optimal placement of Hexicon AB’s platforms in an offshore wind farm with respect to the Annual Energy Production (AEP). Wind farm layout optimization is a complex problem and it has been approached by the development of calculation and optimization programs in Matlab. The analytical Jensen wake model has been utilized for calculation of AEP and important inputs to the program have been turbine parameters and site specific conditions. The optimization strategy used is a multi-stage algorithm where the gradient-based local search algorithm Fmincon has been used in combination with a version of the heuristic genetic algorithm. The developed programs have been tested and evaluated through a case study. Included in the case study is also a brief financial evaluation regarding how different scenarios in electricity export price and costs for cabling could affect the feasibility of the optimized layouts. Concluded from the project is that the developed programs can be used to investigate the optimal placement of floating two-turbine platforms with respect to AEP. In the case study it was found that the optimized layout obtained a wind farm efficiency of around 4% more than for the conventional staggered layout that was tested. What is also emphasized is that the feasibility of the optimized layouts obtained from the program is quite sensitive toward changes in future electricity export price and costs for cabling and installation. Hence, it is important to perform a careful financial analysis in order to draw conclusions regarding what layout is the better option for a specific situation. / Dagens utbyggnad av vindkraft sker i allt större utsträckning genom etablering av vindkraftparker. De främsta fördelarna med att placera vindkraftverken i parker är att de höga fasta kostnaderna fördelas på flera kraftverk samt att man kan beställa ett flertal enheter samtidigt och därigenom minska kostnaden per installerad Megawatt (MW). För att ytterligare kunna öka vinsten på investeringen är det viktigt att undersöka optimal inbördes placering av vindkraftverken för att erhålla en så hög energiproduktion som möjligt. Det finns många studier gjorda inom området och ett flertal programvaror utvecklade. Dock finns det endast ett fåtal studier som har inriktat sig specifikt på flytande vindkraftverk. Detta arbete är utfört i samarbete med Hexicon AB, vilket är ett Stockholmsbaserat ingenjörsföretag som utvecklar en patenterad teknik för plattformar avsedda för flytande vindkraft. Det unika med Hexicon ABs patenterade teknik är att två vindkraftverk är placerade på en gemensam plattform. Denna teknik gör det möjligt för plattformen att anpassa sig till vindriktningen vilket ger en ökning av kraftverkens energiutbyte. Då det inte finns några utvecklade optimeringsmetoder för flytande plattformar som kan anpassa sig efter vindriktning är syftet för denna studie att undersöka den optimala inbördes placeringen av Hexicon ABs plattformar i en vindkraftpark. Eftersom vindkraftsoptimering är ett komplicerat problem som bland annat är icke-linjärt och icke-konvext så finns det ingen exakt lösning tillgänglig för problemet. Komplexiteten gör även många förenklingar och antaganden nödvändiga för att kunna bearbeta problemet. I detta projekt har sambandet mellan årlig elproduktion och inbördes placering av plattformarna undersökts genom att ett kalkylerings- och optimeringsprogram utvecklats i programvaran Matlab. För att kunna undersöka den optimala inbördes placeringen av vindkraftverken är det viktigt att förstå hur vindkraftverken påverkas av att placeras tillsammans i en park. För att göra detta så behövs en modell för att beskriva den så kallade vaken som uppstår bakom respektive vindkraftverk. Detta gjordes genom att använda den analytiska Jensen vakmodellen, vilket är den vanligaste modellen att använda för optimeringssyften. Beräkningen av elproduktion gjordes baserat på given information angående turbinparametrar samt specifika förhållanden på platsen för vindparken. För det utvecklade optimeringsprogrammet användes en tvåstegsalgoritm där den gradientbaserade algoritmen Fmincon utgjorde den centrala delen. Fmincon är en effektiv algoritm för lokal optimering som finns tillgänglig i Matlab. För att generera bra startgissningar till den lokala optimeringen användes en version av en heuristisk genetisk algoritm som komplement till Fmincon. Denna algoritm bygger på samma princip som processen för naturligt urval i evolutionssammanhang där de bäst lämpade individerna för vidare sina egenskaper till nästa generation. För att ytterligare förbättra algoritmen kompletterades den även med ett moment av slumpmässighet. För att testa och utvärdera de utvecklade programmen genomfördes en fallstudie. I denna studie optimerades 50 stycken olika heuristiska startgissningar. De 20 bäst presterande konfigurationerna valdes ut för vidare analys där de blev utvärderade med avseende på olika scenarion för elpris samt kostnad för elektrisk infrastruktur. Detta för att undersöka hur den optima placeringen eventuellt skulle kunna påverkas av osäkerheter i dessa faktorer. Den genomförda fallstudien indikerade att de utvecklade programmen kan användas för att undersöka den inbördes optimala placeringen av vindkraftverk med avseende på elproduktion. Den ekonomiska utvärderingen indikerade även att den optimala placeringen var känslig för olika scenarion där elpris och kostnader för infrastruktur varierades och att detta kunde påverka lönsamheten för investeringen. Det ska därför betonas att det anses vara viktigt att utföra en mer noggrann ekonomisk utvärdering av de optimerade konfigurationerna för att undersöka vilken positionering som är mest lämplig för en viss situation.

Page generated in 0.0534 seconds