Inom Vindforsk II har tre projekt inom området Drift och underhållsutveckling ägt rum. Ett har gällt statistiken. Vindkraftverk har länge ansetts ha tillgänglighet om 98-99 procent, och den rapportering för svenska vindkraftverk som har förts sedan 1980-talet stöder detta antagande En genomgång av statistiken visar emellertid att det finns fel och vilseledande uppgifter i rapporteringssystemet. Ett mer rättvisande värde är nog att tillgängligheten snarare ligger i intervallet 90-95 procent. Det betyder å ena sidan att produktionsförmågan överskattats men också att förbättringspotentialen är större än vi trott.
Förståelse för drift och underhåll och dess kostnader är avgörande för vindkraftens utveckling. Det blir än mer viktigt när anläggningarna blir svåra att nå, till exempel vid lokalisering till havs, men även i kallt klimat kommer
14
tillgängligheten för större underhåll periodvis att vara begränsad. För att utveckla bra DoU-strategier krävs kunskap inte bara om enskilda komponenters livslängd och fel utan också förståelse för hur de olika delsystemen påverkar varandra. Tillgång till statistik, felorsaker, frekvens, med mera. är naturligtvis grundläggande men analyserna blir inte tillförlitliga förrän det finns en tillräcklig mängd data, bra sätt att följa upp tillståndet hos komponenter samt utvecklade strategier för underhåll.
Orsaker bakom fel i danska och tyska vindkraftverk enligt en analys av J.V.
Tavner våren 2008
Ovanstående bild från en EWEC rapport13 baseras på två tyska och en dansk databas med värden från 7 000 vindkraftverk under elva år. Fel i växellådan sticker ut för de verk som har en sådan och fel i elsystemet drabbar de direktdrivna i stor grad. Att förstå krafterna och samspelet mellan mekaniska och elektriska system framstår som det kanske viktigaste.
Systematisk faktainsamling och goda underhållsmetoder utvecklar driftsresultaten. Ett projekt inom Vindforsk II har handlat om att förbättra statistiken och ett annat om att optimera underhållet för vindkraftverk till havs. Eftersom det är svårt att nå anläggningarna krävs en annan underhållsstrategi än för andra verk. Metoderna bör även vara intressanta när det gäller vindkraft i kallt klimat.
Fel ger stillestånd och kostar pengar. Efter ett blixtnedslag och en brand kan verken helt förstöras om släckningssystemen inte räcker till. I Tyskland totalförstördes under 2002 åtta vindkraftverk av brand14. Räknat på 12 000 verk blir frekvensen 0,07 procent, vilket sänker tillgängligheten med 0,7 procent. Alla slags stillestånd påverkar ekonomin och förtjänar uppmärksamhet.
Vindkraftverken har blivit större och enligt Tavners studie ökar detta felfrekvensen. Från ett fel per år för verk runt 250 kW till 3,5 fel per år för 1,5 MW-verken. De direktdrivna verken på 0,5 respektive 1,5 MW ligger på
13 P J Tavner et al. Reliability of different wind turbine concepts with relevance to offshore application. EWEC 2008, Bryssel 30/3 – 4/4 2008.
14 Wind Kraft Journal 3/2005
15
samma felfrekvens, 2,5 fel per år. En ökande felfrekvens kan inte försummas.
Tekniskt liknar vindkraft på många sätt vattenkraft och ambitionen borde vara att vindkraften skall utvecklas till samma låga felfrekvens och höga tillgänglighet, som sedan lång tid gäller för vattenkraften.
4 Avslutande kommentarer –
inklusive synpunkter på framtida satsningar
4.1 Vindforsk II:s prioriteringar
Vindforsk II har utvecklats och fortsatt i spåren från Vindforsk I. Prioriteringen har bestämts av deltagande företags behov, initiativförmågan att komma med forskningsförslag men också vilka uppgifter eller fakta forskarna har och får tillgång till. Ett krav är också någon slags grundläggande syn på att resultaten – låt vara med viss fördröjning – kan göras publikt tillgängliga.
Procentuell fördelning av stilleståndstid för svenska vindkraftverk, grundat på bearbetade data från Ribrant och Bertling (2007).
Även om forskning kring kuggväxelproblem skulle stå högst upp på önskelistan, vilket den kanske borde göra med tanke på ovanstående bild, så begränsas möjligheterna av FoU på detta område eftersom ett sådant utvecklingsarbete till stor del måste drivas av tillverkare. Elsystem, kontrollanläggningar och problem som relaterar till hur vindkraft passar in på den svenska elmarknaden är däremot områden som lämpar sig mycket väl för forskning i Vindforsks regi.
16
I konsekvens med detta är det naturligtvis angeläget att söka svar på frågor som är specifika för svensk industri, det svenska samhället eller det nordiska klimatet. En viktig aspekt blir även att prioritera sådana frågor som inte bara löser tekniska problem utan även bidrar till att skapa industriell utveckling och arbetstillfällen i Sverige. Exempel på sådana områden är idéer som utvecklar vindkraftens möjligheter att samspela med elproduktion, elnät och/eller elförbrukning; utvecklade elsystemlösningar i vindkraftparker; konstruktioner som öppnar för nya industriella lösningar (till exempel ståltorn, fundament etc.); konstruktioner som anpassas till nordiskt klimat och terräng (till exempel skog, kyla, etc.) med mera.
I IEA Wind Energy Annual Report 200715 finns en tankeväckande tabell där den installerade vindkrafteffekten i olika länder ställs mot en uppskattning av antalet arbetstillfällen och ekonomiska nyttoskattningar.
Även om tabellens siffror säkerligen innehåller en del osäkerheter så bekräftar innehållet det man anat att länder som byggt upp egen tillverkarkapacitet
15 IEA Wind Energy Annual Report 2007 page 18
17
parallellt med att vindkraften byggts ut drar dubbel nytta av satsningarna.
Svensk FoU bör fortsatt vikta upp projektförslag, som ökar möjligheterna att utveckla svensk industri.
Det andra huvudsyftet bakom Vindforsk är att genom FoU projekt till högskolor och institut medverka till att dessa bygger upp en svensk vindkraftteknisk kompetens. Alla svenska vindkraftaktörer kan också dra växlar på att högskolan lockar ny kompetent ungdom genom att stimulera doktorander att ta sig an såväl teoretiska som industriella frågeställningar.