Hans Georg Beyer, Anne.Gerd Immenes, Valentina Volongi. Universitetet i Agder, Grimstad, Norwegen Teknova A.S, Kristiansand, Norwegen

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Gretel Schulz
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1 Korrelation von Windgeschwindigkeit und Umgebungstemperatur: - eine Untersuchung zur Gleichzeitigkeit des Ertrags von Windenergieanlagen und des Heizwärmebedarfs in Norwegen Hans Georg Beyer, Anne.Gerd Immenes, Valentina Volongi Universitetet i Agder, Grimstad, Norwegen Teknova A.S, Kristiansand, Norwegen

2 Aspekte der Energieversorgung in Norwegen: ~95% des Elektrizitätsbedarfs wird über Wasserkraft gedeckt ~2% dieses Bedarfs entfällt auf private Haushalte ~75 % des Haushaltsbedarfs entfällt auf die Wärmeerzeugung da der überwiegenden Anteil der Haushalte elektrisch beheizt wird

3 Aspekte der Energieversorgung in Norwegen: wachsender Bedarf - Engpässe bei Energieerzeugung möglich (Kapazität der Reservoire in Abhängigkeit des Wetterverlaufs kritisch) - Engpässe bei Verteilung (Netzausbau erforderlich)

4 Aspekte der Energieversorgung in Norwegen: wachsender Bedarf Reaktion: - Ausbau des (transnationalen) Versorgungsnetzes - neue Erzeugungskapazität Windenergie

5 Aspekte der Energieversorgung in Norwegen: - neue Erzeugungskapazität Windenergie Wünschenwert: Ausbau unter Minimierung von - Bedarf an vermehrter Netzkapazität Vorteile für Erzeugung Verbrauchernah Bedarfsnah

6 eine resultierende Frage: kann Windenergie als bedarfsnahe Erzeugung angesehen werden? dazu: 1) Fallstudie 1) Überlegungen zu Korrelation von Windangebot und Bedarf

7 Probability [%] Fallstudie - Master thesis (Eurec]: PV/Wind Hybrid System for Low Emission Commercial Buildings of the Future - a Case Study in Norway Case study for the Rogaland Energi senter (in planning at Bjerkheim, Rogaland ) 1, 8, 6, 4, 2,, Wind speed range [m/s]

8 Fallstudie Simulation calculations using HOMER el-. load here: office operation, lighting [no heating] generation: Wind turbine, PV

9 Fallstudie Simulation calculations using HOMER el-. load : office operation, lighting [no heating] only marginaly korrelated to wind generation big change expected when taking into account heating load

10 Heizbedarf [%] Frage: Wie gut korrelieren Windleistungsangebot und (temperaturgetriebener) Heizenergiebedarf temperaturgetriebener Heizenergiebedarf: charakterisiert durch Heizgerade Datenreihen1 Energiebedarf charakterisierbar durch Heizgradtage ( Tkrit Td ) 1d Aussentemperatur [ C]

11 Information zu Heizgradtagen und Windgeschwindigkeiten z.b. gegeben im tool Retscreen [Monatsmittelwerte]

12 HGT [d C] Information zu Heizgradtagen und Windgeschwindigkeiten z.b. gegeben im tool Retscreen [Monatsmittelwerte] Beispiele für Norwegische Standorte: 1) gute Beispiele: R² = R² = v [m/s] Andalsnes Bodø Linear (Andalsnes) Linear (Bodø)

13 HGT [d C] Information zu Heizgradtagen und Windgeschwindigkeiten z.b. gegeben im tool Retscreen [Monatsmittelwerte] Beispiele für Norwegische Standorte: 2) aber auch: R² = Lista Linear (Lista) v [m/s]

14 HGT [d C] HGT [d C] HGT [d C] HGT [d C] Korrelation Heizgradtage/Windgeschwindigkeit R² = R² = R² = v [m/s] Andalsnes Bodø Linear (Andalsnes) Linear (Bodø) v [m/s] Lista Linear (Lista) R² = v [m/s] Kristiansand Linear (Kristiansand) R² =.848 R² = v [m/s] Tromso Trondheim Linear (Tromso) Linear (Trondheim) hohe regionale (lokale) Variation [Aufgabe: Identifikation der guten Regionen]

15 P_wind, P_heat [rel. unit] Korrelation Heizgradtage/Windgeschwindigkeit -> Übertragung auf Korrelation Heizenergiebedarf/Energiebereitstellung Beispiel auf der Basis von Messdatensatz (1 min) eines Mischstandortes (Lindesnes, Südwestküste) Annahmen: Windenergieanlage P_nenn 1KW 14 haet. load P_wind Heizleistungsbedarf [1%] = 1kW time[h]

16 cum. energy [rel. units] daily energy [rel.units] Beispiel auf der Basis von Messdatensatz (1 min) eines Mischstandortes (Lindesnes, Südwestküste) klarere Sicht durch Betrachtung mit täglicher Zeitauflösung heat. load W_turbine time [d] zeitlicher missmatch erkennbar durch kumulierte Verläufe E_cum_heat_data E_cum_wind_data time [h]

17 cum. energy [rel. units] zeitlicher missmatch erkennbar durch kumulierte Verläufe ( Speicher-/ Ausgleichs- bedarf) E_cum_heat_data E_cum_wind_data time [h] Diese Informationen auch aus Modell/Datenbank-tools zu erhalten?

18 cum. energy [rel. units] Test: tool Meteonorm: input: geo. Position Winddaten, Temperaturdaten: mittelwertkorrigiert E_cum_heat_mn E_cum_wind_mn E_cum_heat_data E_cum_wind_data time [h] (ok)

Korrelation von Windgeschwindigkeit und Umgebungstemperatur: - eine Untersuchung zur Gleichzeitigkeit des Ertrags von Windenergieanlagen und des Heizwärmebedarfs in Norwegen - positive Korrelation

19 Korrelation von Windgeschwindigkeit und Umgebungstemperatur: - eine Untersuchung zur Gleichzeitigkeit des Ertrags von Windenergieanlagen und des Heizwärmebedarfs in Norwegen - positive Korrelation gegeben aber hohe regionale Variabilität - Standorte mit starker Gleichzeitigkeit von Erzeugung und Verbrauch identifizierbar - Anwendbarkeit von Standardtools (Meteonorm) für Detailuntersuchungen scheint für gemäßigte Standorte gegeben ( )

20 P_wind, P_heat [rel. unit] v [m/s], T_amb [ c] ambient temperature wind speed time[h] haet. load P_wind time[h]

21 cum. energy [rel. units] daily energy [rel.units] heat. load W_turbine time [d] E_cum_heat_data E_cum_wind_data time [h]

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