EG2340 Vindkraftsystem 7,5 hp

Wind Power Systems

Under sista 15 år var vindenergi den snabbast växande energikällan över hela världen om man studerar tillväxten av installerad effekt. Mellan 1995 och 2005 växte industrin med ett genomsnitt av 32 % per år. Detta är en tillväxt som enbart kan jämföras med utvecklingen inom IT och telekommunikation.

För närvarande arbetar ungefär 45 - 50 000 människor inom vindkraftindustrin över hela världen och industrin växer med en imponerande takt. Bara under 2005 installerades ca 6000 MW i EU länder. Total installerad kapacitet i EU är ca 40 500 MW. Den största drivkraften för denna utveckling är olika regeringars stöd för en minskning av t ex CO2-utsläppen. Med nuvarande höga oljepriser kan dock vindkraftindustrin förväntas växa ännu vidare.

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Kursnivå (A-D)

  • Huvudområde

    Elektroteknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

HT17 för programstuderande

HT16 för programstuderande

Lärandemål

Kursen syftar till att erbjuda kunskap om det breda teknikområde som måste behärskas av de som är verksamma inom vindkraftindustrin eller relaterad industri, till exempel elnätsbolag eller elhandelsföretag. Kursen ger också en fördjupad allmänbildning inom detta breda område.

För att bli godkänd på kursen ska deltagarna visa att de kan

  • ange grundläggande definitioner (effektkurva, verkningsgrad, Betz lag, överstegringsreglering och bladvinkelreglering, m.m.)

  • beskriva grundläggande koncept, t.ex. vindens energiinnehåll, vertikal fördelning av vindstyrka, elproduktion och verkningsgrad i vindturbiner, energiproduktion från en vindkraftanläggning,

  • beräkna den årliga energiproduktionen i en vindkraftturbine med hjälp av uppmätt vindstryka eller approximerade data,

  • beskriva de viktigaste designkoncepten för vindkrafttrubiner inklusive huvudsakliga skillnader, fördelar och nackdelar,

  • beskriva de viktigaste koncepten angående nätintegrering av vindkraft (spänning vid anslutningspunkten, reaktiv effekt, elnätets styrka, elkvalitet),

  • beskriva hur vindkraften påverkar drift och investeringar i elsystemet,

  • beskriva drift av hybridsystem (vind/diesel, vind/batteri/diesel),

  • beskriva vindkraftens miljöpåverkan,

  • beskriva olika ekonomiska stödsystem för vindkraft.

För att erhålla högre betyg (A-D), ska deltagarna också visa att de kan

  • härleda viktiga formler som ingår i kursen (vindens energiinnehåll, Betz lag, o.s.v.)

  • analysera och jämföra egenskaper hos olika vindturbiner,

  • presentera några styrmöjligheter för vindturbiner,

  • analysera vindförhållanden och möjliga utformningar av vindkraftparker på en viss plats,

  • genomföra grundläggande beräkningar och analys för nätanslutning av en vindturbin,

  • beskriva de centrala delarna av regelverket för nätanslutning av vindkraft och förklara varför dessa delar är viktiga.

Kursens huvudsakliga innehåll

Vindkrafttekniken täcker många teknikaspekter som aerodynamik, mekanik, fysik och elektroteknik. Därför avser kursen att ge en bred kunskapsbas, till exempel energin i vinden, vindkraftens historik, elmarknadens funktion, design av vindkraftverk, miljöpåverkan av vindenergi, ekonomi, integration i kraftsystemet, stand-alone system och havsbaserad vindkraft.

En viktig del av kursen är ett projekt där en grupp kommer att studera möjligheterna ur teknisk, ekonomisk och miljömässig synvinkel att genomföra en utbyggnad av vindkraft.

Kursupplägg

Föreläsningar, övningar, projektarbete.

Behörighet

• Sammanlagt 60 hp inom mekanik, fysik, elektroteknik och matematik

• MJ1520 Statistik och riskhantering eller SF1901 Sannolikhetsteori och statistik I (eller motsvarande)

• Engelska B/Engelska 6 (eller motsvarande)

Rekommenderade förkunskaper

Grundläggande Matlabprogrammering.

Litteratur

Examination

  • PRO1 - Projektarbete1, 1,5, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 6,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Slutbetyget i kursen är lika med betyget på tentamen.

Krav för slutbetyg

Varje examinationsmoment ska vara godkänt.

Ges av

EES/Elkraftteknik

Examinator

Lennart Söder <lsod@kth.se>

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med HT2015.
Examinationsinformation giltig från och med HT2014.