Respons  |  Sök  |  Sidkarta  |  In English  |  Suomeksi

WAsP-modellen

Med WAsP-modellen kan man beskriva ett begränsat områdes vindklimat, vindpotentialfördelning, vindenergipotential och den energi vindkraftverken producerar. Den är ett PC-program, som på slutet av 1980-talet ursprungligen utvecklades av Risö DTU Vindenergidivision. Vanligen används WAsP för analys av årliga medelvindpotentialen i atmosfärens lägre del, ungefär till 100 meters höjd.

I WAsP-modellen utgår man från vindmätvärden från någon väderstation, som ligger nära objektområdet. Väderstationen och objektområdet måste representera likartat klimat. T.ex. är klimaten för havsområden och inlandet olika fastän objektområdena är nära varandra. Finlands Vindatlas fån 1991, liksom även Europas vindatlas från 1990 är gjorda med WAsP.

Hinder som inverkar på vindpotentialen i modellen

Förenklat beskrivet ändrar WAsP vindens vertikalprofil genom att beakta den terräng som omger beräkningsobjektet och de hinder som inverkar på vindpotentialen. Som utgångsvärden kunde den geostrofiska vindens värden användas för att beräkna vindens vertikalprofil uppifrån nedåt. I praktiken har det dock varit enklare att som utgångsvärden använda de klimatologiskt representativa vindmätvärden, som gjorts på väderobservationsstationerna.

I WAsP korrigeras väderstationernas vindmätningar till att representera ett större slätt område. Vindmätningarna homogeniseras så att man för varje vindriktningssektor av 30 graders vidd beaktar de faktorer som inverkar på vindens hastighet och riktning på olika höjd. Sådana är närliggande hinder, såsom byggnader, träd, alléer, torn osv, markens skrovlighets växlingar, såsom hav-land, fält-skog osv. samt topografin. Observera att WAsP inte är en dynamisk modell, luftströmningarna och vinden blir inte rätt beskrivna i närheten av berg, höga backar och hinder.

Genom att omforma tidserien för hela väderstationens vindmätningar får man representativa Vindatlas-data för det aktuella området. Genererade data kan användas som inmatningsdata i WAsP, ur vilken man kan beräkna den planerade vindkraftverkpositionens vindläge, med beaktande av omgivningens inverkan (se bilden invid).

I WAsP utgörs de presumtiva värdena av en logaritmisk vindprofil och ett neutralt väderläge, och modellens olika parametrars inställningsvärden är därefter. Vid granskning av den årliga vindpotentialens medelvärde är antagandet ganska bra. I Finland varierar de meteorologiska omständigheterna (stabiliteten, värmeflödet, vindfördelningen) särskilt mycket med årstiderna, varför man för beräkning av månatliga vindpotentialer med WAsP måste beakta dessa förhållandens variationers inverkan på parametrarna i WAsP.

För markens skrovlighet z0 har vanligen använts en ganska grov, på terrängtyper baserad, klassificering (sex terrängtyper i Europas Vindatlas 1990, sju terrängtyper i Finlands Vindatlas av 1991), men skrovligheten kan också beräknas ur t.ex. CORINE markbrukskartor, där markelementen anges med 25 x 25 kvadratmeters noggrannhet.

Verkliga vindhastighetsfördelningen anges med statistisk fördelning

WAsP behandlar inte enskilda vindsituationer utan hela vindfördelningen som helhet. När man använder väderstationernas vindmätningar, eller med vädermodellen beräknade vindhastigheter, analyserar WAsP hela mätperiodseriens observationsmängd, men omformar den verkliga hastighetsfördelningen till en statistisk återgivning (Weibull fördelning), som sedan används för beräkningen. Även i slutresultatet anges den för objektet beräknade vindhastighetsfördelningen som parametrar i Weibull-fördelningen. Weibull-fördelningen kan i somliga fall avvika märkbart från den verkliga fördelningen, vilket leder till avsevärd skillnad vid beräkning av vindens medelhastighet (m/s), vindens energiinnehåll (W/m2) eller vindkraftverkets produktion (MWh/a).

Vindatlasens användning för småskalig vindanalys

I den nya vindatlasen motsvarar varje koordinatpunkt och koordinatpunkts vindvärden en väderstation, och de med WAsPs Lib-data, beräknade 2,5 x 2,5 km2 koordinatrutor eller koordinatpunkter, kan användas för beräkning av vindförhållanden för den planerade kraftanläggningens position, med beaktande av näromgivningsterrängens, dess variationers och hindrens inverkan på vinden.


Photo: Jari Kurvinen, Teemu Rumpunen, Sami Osenius / Vastavalo.