Engelska
Svenska

Varje hösttermin

Kursen syftar till att ge grundläggande kunskaper inom vindkraft och dess användning i samhället. Den syftar även till att på ett ingenjörsmässigt sätt identifiera och förklara vindkraftteknik och -system samt deras integrering i kraftsystemet. Kursen har stor relevans för en hållbar utveckling av energisystemet där vindkraft för tillfället är den mest expansiva förnybara energikällan med en årlig global utbyggnadstakt på ca 20 %.

Behovet av elektrisk energi växer ständigt samtidigt som kraven på miljövänlig elproduktion ökar. Utbyggnaden av miljövänliga alternativ ökar successivt till följd av globala och nationella mål på förnybar elproduktion. I Sverige finns elcertifikatsystemet som en drivkraft för utbyggnaden av förnybar elproduktion. Vindkraften förväntas successivt ta en allt större andel då den befintliga kärkraften minskar och troligen är utfasad innan år 2040. I takt med större andel förnybar elproduktion ställs högre krav på elkraftsystemet till följd av minskade reglermarginaler. För att bibehålla elförsörjningens höga driftsäkerhet kommer även kraven på vindkraftsystem att öka. Speciellt för alltfler nyetablerade storskaliga anläggningar både på land och till havs.

I kursen beskrivs nuläget och möjligheterna för vindkraften att bidra till energiförsörjningen i Sverige och internationellt. Vi studerar bland annat vinden som energiresurs, verkens produktion och uppbyggnad samt miljöfrågor.

Historisk överblick av vindkraftens utveckling och dess geografiska expansion
Vindpotential och dess fysikaliska bakgrund. Påverkan av terräng vid val av anläggningsplats. Energiinnehåll och produktionsberäkning.
Teknik och system för vindkraftanläggningar. Funktion och egenskaper för olika konstruktioner. Styrning, reglering och drift
Storskalig och småskalig utbyggnad. Exempel på storskalig havsbaserad anläggning.
Design och dimensionering för optimering av produktion, tillgänglighet och kostnad.
Integrering av vindkraftsystem till kraftsystemet. Anslutningskrav och systemtjänster.
Vindkraftens påverkan på Elmarknaden.
Modellering, simulering och analys av vindkraftsystem.
Arbetsmoment inom projektering, konstruktion och drift & underhåll.
Inlämningsuppgifter, projektuppgift samt laboration

Studiebesök hos kraftbolag med vindkraftanläggning.

förstå vindens och omgivningens betydelse för att bedöma platsval för anläggning
redogöra för olika vindkraftskonstruktioner med deras för- och nackdelar
beskriva en vindkraftanläggning på både komponent- och systemnivå
redogöra för olika reglermetoder och begränsningar av vindkraftverk
förstå betydelsen av inbördes placering av vindkraftverk i en anläggning
förstå de tekniska krav (grid codes) som gäller i samband med inkoppling till nätet
inse betydelsen av små- och storskalighet och dess påverkan på kraftsystemet
redogöra för de viktigaste momenten inom projektering, konstruktion och drift & underhåll
redogöra för hur vindkraftverk påverkar miljön

informera om och beskriva vindkraftsystem på ett objektivt sätt
utföra dimensionerande beräkningar för vindkraftverk
formulera en matematisk modell av ett vindkraftverk utifrån information om de ingående komponenterna och hur de samverkar
analysera vindresurs och estimera årlig produktion för vindkraftsystem
relatera anläggningsplats, placering av verk, rotordiameter, generatorkapacitet och verkningsgrad för val av design och optimering av elproduktion
relatera val av design och vindkraftskonstruktion för bedömning av robusthet och tillgänglighet
göra en ekonomisk analys av en vindkraftanläggning

visa insikt i vindkraftens möjligheter och begränsningar och dess roll i samhället
objektivt bedöma för och emot integrering av vindkraft geografiskt lokalt men även nationellt och ur ett globalt perspektiv.

Föreläsningar

Laborationer

Projekt

Studiebesök

Skriftlig tentamen

Inlämningsuppgifter

För godkänd kurs krävs fullgörande av en laboration med förberedelseuppgifter, en simuleringsuppgift, en designövning, två inlämningsuppgifter, projektuppgift samt skriftlig sluttentamen som innefattar uppgifter med både problemlösning och teorifrågor.

Underkänd, godkänd

ESSF15 Elenergiteknik (E+W), MIE012, EIEF35 Elektroteknikens grunder (M), ETE115, EITF90 Ellära och elektronik (F).

Manwell, James F., McGowan, Jon G. & Rogers, Anthony L.: Wind Energy Explained, Theory, Design and Application. 2009. ISBN 9780470015001.

EIEN10F

2021-06-24

Professor Thomas Johansson