Wind power is growing fast all over the world, and in Sweden alone thousands of turbines has been installed the last few decades. Although the number of decommissioned turbines so far is very low, the rapid installation rate indicates that a similar rapid decommissioning rate is to be expected shortly. If the waste material from these turbines is not handled sustainably the whole concept of wind power as a clean energy alternative is challenged. This study aims to present an accurate estimate of the amounts of waste material that will be generated from wind turbines in Sweden during the coming decades, allowing the waste management industry to plan for this and by extension prevent unnecessary energy losses through imperfect waste treatment. It should also present helpful information on how problematic waste can be reduced or avoided. VindStat’s annual report, presenting installation date and other relevant data for most installed turbines in Sweden, has been used as the base for the calculations. Information on material composition in different types and sizes of wind turbines has been extracted from various life cycle assessments, and by using the available parameters in the data base each turbine has been assigned a specific amount of steel, iron, copper, aluminum, blade material and electronics. An average life time of 20 years has been assumed, based on prior research and comparison with empiric data, and the material of each turbine is therefore seen as generated waste 20 years after installation date. To calculate the amount of waste material from replacing faulty components, empiric data over replacement rates in further developed markets has been combined with a prognosis over future development of installed wind capacity in Sweden based on a method described by prior research. As no sufficient way to predict how the future second hand market for turbines and components has been found, three different possible scenarios have been investigated to see how this may affect waste amounts. The results show that annual waste will grow slowly at about 12 % increase per year until around 2026, and then the average increase is 41 % per year until 2034. By then, annual waste amounts are estimated to have reached 237 600 tonne steel and iron (16 % of currently recycled amounts), 2 300 tonne aluminium (4 %), 3 300 tonne copper (5 %), 343 tonne electronics (<1 %) and 28 100 tonne blade material. There is no industrial scale recycling method for commonly used blade materials, and a high strength steel developed by Sandvik is proposed as a fully recyclable material to consider for further research. A well-functioning second hand market is shown to possibly have a major impact on waste amounts, at least in postponing it until better recycling systems are in place. / Vindkraft är en snabbt växande energikälla världen över och enbart i Sverige har tusentals vindkraftverk installerats under senaste decennier. Även om antalet nedmonterade verk än så länge är relativt lågt, indikerar det stora antalet årliga installationer att ett liknande antal nedmonteringar är att vänta inom kort. Om avfallsmaterialet från dessa verk inte hanteras på ett hållbart sätt riskeras att syftet med vindkraft som ett miljövänligt alternativ utmanas. Målet med studien är att presentera en noggrann uppskattning om vilka mängder avfallsmaterial som kommer att genereras från vindkraftverk i Sverige under kommande årtionden, vilken kan användas för att planera avfallshantering och på så vis i förlängningen undvika onödiga energiförluster genom felaktiga processer. Information om hur problematiskt avfall kan undvikas eller minskas ska även presenteras. Vindstats årliga rapport, vilken presenterar installationsdatum och annan relevant information för de flesta installerade vindkraftverk, har använts som bas för beräkningar. Information över materialfördelning i olika typer och storlekar av vindkraftverk har extraherats från ett antal livscykelanalyser och genom att använda tillgängliga parametrar i databasen har varje enskilt vindkraftverk tilldelats en specifik mängd stål, järn, koppar, aluminium, bladmaterial och elektronik. En genomsnittlig livslängd på 20 år har antagits, baserat på tidigare forskning och jämförelse med empirisk data, och materialet i vindkraftverken har därför setts som genererat avfall 20 år efter installationsdatum. För att beräkna mängden avfallsmaterial från utbytta komponenter har empirisk data över utbytningsfrekvenser hos mer utvecklade marknader applicerats på en prognos över över möjlig framtida utbyggnad av vindkraftskapacitet i Sverige som skapats enligt en metod beskriven i tidigare forskning. Eftersom ingen fullständig metod har funnits för att förutse hur framtida andrahandsmarknad för vindkraftverk och komponenter så har tre möjliga scenarion undersökts för att se hur detta kan komma att påverka avfallsmängder. Resultaten visar att de årliga avfallsmängderna förväntas växa med ca 12 % per år fram till 2026, och därefter i genomsnitt 41 % per år fram till 2034. Då förväntas avfallsmängderna uppnått 237 600 ton stål och järn (16 % av nuvarande återvunnen mängd), 2 300 ton aluminium (4 %), 3 300 ton koppar (5 %), 343 ton elektronik (<1 %) och 28 100 ton bladmaterial. Det finns ingen metod för att återvinna vanligen använda bladmaterial på industriell skala, och ett extra starkt stål utvecklat av Sandvik föreslås som fullt återvinningsbart alternativ att undersöka. En väl fungerande andrahandsmarknad visar sig kunna ha en betydande inverkan på framtida avfallsmängder, åtminstone genom att skjuta upp behovet av hantering tills ett mer effektivt system finns på plats.

The thesis project outlined in this report aims to comprehensively assess and optimize methods for long-term power production estimation of hybrid PV-wind energy systems. Through practical case studies, this approach seeks to exemplify the challenges and opportunities inherent in such systems. The research is conducted within the Wind Technical Team of Akuo Energy, an independent French renewable energy producer, leveraging their extensive expertise in technologies, industry practices, and data processing. The primary objective is to evaluate the relevance of two key parameters used in Akuo’s internal estimation methods, focusing on their impact on long-term production and revenues within the context of hybrid PV-wind energy systems. These parameters include unavailability losses, modeled on an hourly basis using Markovian transition matrices, and interannual variability of resources, statistically modeled by randomly shuffling yearly production profiles of individual wind and solar plants. Python will be employed to generate hybrid production time series, incorporating the models for unavailability losses and interannual variability. This approach facilitates the creation of multiple scenarios for sensitivity analysis, allowing for the variation of parameters to compare the productivity and profitability of different scenarios. The study sheds light on the importance of employing realistic models to account for unavailability losses, revealing that simpler models tend to overestimate revenues from hybrid power plants systematically. Moreover, the research shows the impact of interannual variability of resources on both production and revenues, emphasizing the necessity of generating multiple scenarios to anticipate best and worst-case outcomes. Ultimately, the results of this study aim to assist the company on the necessity and relevance of using such models for calculating long-term production and revenues in future hybrid PV-wind projects, as opposed to current simpler methods. / Det avhandlingsprojekt som beskrivs i denna rapport syftar till att heltäckande utvärdera och optimera metoder för långsiktig kraftproduktionsestimering av hybrid PV-vindenergisystem. Genom praktiska fallstudier söker detta tillvägagångssätt att exemplifiera de utmaningar och möjligheter som är inneboende i sådana system. Forskningen utförs inom vindtekniska teamet på Akuo Energy, en oberoende fransk producent av förnybar energi, där man dra nytta av deras omfattande expertis inom teknik, branschpraxis och datahantering. Det primära målet är att utvärdera relevansen av två viktiga parametrar som används i Akuos interna estimeringsmetoder och fokuserar på deras påverkan på långsiktig produktion och intäkter inom ramen för hybrid PV-vindenergisystem. Dessa parametrar inkluderar otillgänglighetsförluster, modellerade på timbasis med hjälp av Markovska övergångsmatriser, och årlig variabilitet av resurser, statistiskt modellerade genom att slumpmässigt ordna årliga produktionsprofiler för enskilda vind- och solanläggningar. Python kommer att användas för att generera hybridproduktionsserier och inkludera modeller för otillgänglighetsförluster och årlig variabilitet. Detta tillvägagångssätt möjliggör skapandet av flera scenarier för känslighetsanalys, vilket gör det möjligt att variera parametrar för att jämföra produktiviteten och lönsamheten för olika scenarier. Studien belyser vikten av att använda realistiska modeller för att ta hänsyn till otillgänglighetsförluster och visar att enklare modeller tenderar att systematiskt överskatta intäkter från hybridkraftverk. Dessutom visar forskningen påverkan av årlig variabilitet av resurser på både produktion och intäkter och betonar nödvändigheten av att generera flera scenarier för att förutse bästa och sämsta fall. Slutligen syftar resultaten av denna studie till att bistå företaget när det gäller nödvändigheten och relevansen av att använda sådana modeller för att beräkna långsiktig produktion och intäkter i framtida hybrid PV-vindprojekt, jämfört med nuvarande enklare metoder.