Vindförhållanden över skog
När vindkraftverk byggs i skogsmiljö finns särskilda förhållanden att ta hänsyn till. I en avhandling presenteras ny kunskap om hur turbulensen över skog påverkas av den vertikala temperaturskiktningen.
I avhandlingen från Johan Arnqvist, Uppsala universitet, presenteras en utredning av vindförhållanden över skog på de höjder som vindkraftverk når upp till. Strömningen utreds i detalj – särskilt vad gäller egenskaper som kan påverka vindkraftverk.
Avhandlingen innehåller analyser av nya mätningar från en 138 meter hög mätmast placerad i skogsmiljö vid existerande vindkraftverk. I skogsmiljö vet man sedan tidigare att det gäller att bygga höga vindkraftverk eftersom vinden på lägre höjd bromsas av skogen och det skapas mer turbulens, virvlar, som påverkar de laster som vindkraftverk utsätts för. Turbulensen utreds under olika förhållanden, med avseende på bland annat avtagande med höjd över träden och hur energi fördelar sig i olika riktningar och på olika stora virvlar.
– Avhandlingen visar att på de höga höjder som vindkraftverk i skog når upp till måste man ta hänsyn till hur turbulensen påverkas av den vertikala temperaturskiktningen. Detta har tidigare inte gjorts i samma utsträckning, dels på grund av att det komplicerar beräkningar och dels för att det på lägre höjd inte är lika avgörande, säger Johan Arnqvist.
I avhandlingen presenteras två nya matematiska modeller. De beskriver turbulensen och hur medelvinden ändras med höjden. De nya modellerna gör det möjligt att analytiskt lösa ekvationer som tidigare endast kunnat lösas numeriskt.
Vidare visas det i mätningarna hur vågbildning i vinden ger upphov till periodiska svängningar i vindhastigheten. Denna typ av vågbildning är sedan tidigare känd över skog, men blir i avhandlingen utredd på högre höjd än tidigare. Teori och modeller som beskriver vågbildning används för att förutsäga vågornas egenskaper och när de kan uppkomma.
FAKTA
Johan Arnqvist arbetar vid institutionen för geovetenskaper, luft-, vatten- och landskapslära. Avhandlingen Mean Wind and Turbulence Conditions in the Boundary Layer above Forests försvaras den 6:e februari.
Läs avhandlingen i fulltext.
Kontaktinformation
Johan Arnqvist, tel: 018-471 7191, 070-7557377, e-post: johan.arnqvist@geo.uu.se
