Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Uppskattning av vindklimat: – Implementering och utvärdering även metod för normalårskorrektion
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, LUVAL.
2010 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The expected technical lifetime for a wind turbine is 20-25 years (Wizelius, 2007).

In the process of planning a wind farm on a site an estimation of the average wind

speed and the energy yield is required from the site. Due to large fluctuations in

wind velocity from one year to another it is, from a climatologically point of view,

not sufficient to measure the wind for a short period of time, e.g. one year. The

year measured may have uncommonly high or uncommonly low winds and

thereby generate an average not representative of the wind climate on the site. In

the same time it is neither practical nor economically desirable to measure for a

longer time period.

Instead the measured data collected for a short period of time is scaled into a

normal year before it is used to calculate the energy content. This normal year

correction can be preformed using different methods. Principally, the methods

relate the short time series, measured on the site, to one or more variables of a long

time reference series. As a long time reference series the geostrophic wind on the

site or a series of measured wind nearby can be used. If the correlation between the

two series is sufficiently high a normal year correction may be done using the

relation. Normal year correction has foremost been done using the relation

between the velocities of the measured wind and a reference wind. The purpose in

this study is to evaluate and implement a part of an algorithm for normal year

correction considering additional variables besides wind velocity. The

relationships studied are between measured wind speed and geostrophic wind

speed, geostrophic wind direction and time of the year.

For the purpose of evaluating the algorithm two wind data series from Näsudden,

on the Swedish island of Gotland, for a period of 15 years has been used.

Measured wind on 75 meters and geostrophic wind on 850hPa. Where the

geostrophic wind has been used as a long time reference and the measured wind

for one year at the time has been related to this reference. The relation has then

been used together with the geostrophic wind data to create an estimation of the

wind climate on Näsudden in three steps. Step one establishes the estimation due

to the relation of geostrophic wind speed. Step two corrects the estimation due to

the relation of geostrophic wind direction and step three corrects the estimation

due to the relation of time of year.

The conclusions from this study showed that with the method used for

implementing the algorithm the normal year correction using only the relation

between the velocities of the measured wind and the geostrophic wind gives the

best estimation of the climatically mean wind speed. The standard deviation gives

a 5 % risk for more than 0.436 m/s error for estimation of the mean wind on the

site, which is comparable to earlier studies. The introduction of the wind direction

dependence overestimates the mean wind on the site and amplifies the error. The

introduction of the season dependence amplifies the error further and

overestimates the mean wind additionally.

Abstract [sv]

En vindturbin har en planerad livslängd på 20-25 år (Wizelius, 2007). Vid planering

av en vindkraftspark behöver en estimering av medelvinden och energiutvinningen

utföras för platsen man är intresserad av. På grund av stora fluktuationer av

vindhastighet från år till år är det ur klimatologisk synpunkt inte tillräckligt att

mäta under en kort period, exempelvis ett år. Det år man mäter kan ha ovanligt

starka eller ovanligt svaga vindar och ge en icke representativ bild av vindklimatet

på platsen. Samtidigt är det inte praktiskt eller ekonomiskt önskvärt att mäta under

en längre tidsperiod.

Istället kan den korta mätserie som insamlats korrigeras till ett normalår med hjälp

av en långtidsreferens innan den används för att beräkna energiinnehållet. I princip

går normalårskorrigering ut på att relatera den korta mätserien till en eller flera

variabler i långtidsreferensen. Som långtidsreferensdata kan den geostrofiska

vinden på platsen eller en lång mätserie från en närliggande plats användas. Om

korrelationen mellan de två serierna är tillräckligt hög kan en normalårskorrigering

göras med hjälp av relationen. Tidigare har man vid normalårskorrigering främst

sett till relationen mellan vindhastigheterna för den uppmätta vinden och en

referensvind. Syftet i detta arbete är att utvärdera en del av en algoritm för

normalårskorrigering där hänsyn tas till fler variabler än endast vindhastighet.

Samband som studeras är mellan uppmätt vindhastighet och geostrofisk

vindhastighet, geostrofisk vindriktning och tid på året.

För utvärderingen av algoritmen har två vinddataserier från Näsudden på Gotland

använts för en period av 15 år med uppmätt vind på 75m och geostrofisk vind på

850hPa. Där den geostrofiska vinden fått representera långtidsreferensen och den

uppmätta vinden för ett år i taget har relaterats till denna. Efter

normalårskorrigeringen har den uppmätta vinden för 15 år fått representera

vindklimatet på platsen som jämförelse. Enligt algoritmen har uppskattning av

vindklimatet på Näsudden skapats i tre steg. Steg 1 är en uppskattning av vinden

från sambandet för geostrofisk vindhastighet. Steg 2 är en korrektion av

uppskattningen genom sambandet till geostrofisk vindriktning och steg 3 en

korrektion av uppskattningen genom sambandet till tid på året. Efter vart steg

skickas det aktuella estimatet vidare till nästa steg där det korrigeras med avseende

på nästa samband.

Slutsatserna från undersökningen visade att med den metod som använts ger

normalårskorrigeringen med enbart sambandet till hastighet bäst uppskattning av

den klimatologiska medelvinden. Standardavvikelsen för estimatet ger 5 % risk för

mer än 0,436 m/s fel vid uppskattning av klimatologisk medelvind vilket är

jämförbart med tidigare studier. Vidare överskattar införandet av

vindriktningsberoendet den uppskattade medelvindhastigheten samt ökar

osäkerheten. Även införandet av säsongsberoendet överskattar

medelvindhastigheten ytterligare samt även osäkerheten.

Place, publisher, year, edition, pages
2010.
Series
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 191
Keyword [en]
Normal year correction, season dependence, wind direction dependence, NCAR/NCEP
Keyword [sv]
Normalårskorrigering, NCAR/NCEP, säsongsberoende, vindriktningsberoende
National Category
Meteorology and Atmospheric Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-303977OAI: oai:DiVA.org:uu-303977DiVA: diva2:974921
Subject / course
Meteorology
Available from: 2016-10-04 Created: 2016-09-28 Last updated: 2016-10-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3481 kB)40 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3481 kBChecksum SHA-512
291fe78713a0b752ddf076c71e9fb898e444648df77902ad577989cd54fe02c55f31f9664f2cab757ca4be77c096dd7626535d034b61df2143fcc2539cc96640
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
LUVAL
Meteorology and Atmospheric Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 40 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 211 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf