Småskaliga vindkraftverk på byggnader i urban miljö : Möjligheter och hinder för ökad implementering

• Main Authors: Halvarsson, Patrik, Larsson, Emma
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Byggteknik och design 2013
• Subjects: wind power; wind turbines; small-scale; HAWT; VAWT; certificates; net-metering; feed in tariffs; attachment; mounting; building mounted; vindkraft; vindkraftverk; småskaligt; elcertifikat; nettodebitering; inmatningstariffer; infästning; montage; byggnadsmonterad
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-127036

Intresset för småskaliga vindkraftverk på byggnader har ökat under de senaste åren. Allt fler människor blir mer energi- och miljömedvetna samt ser fördelarna med att elektriciteten produceras där den konsumeras; i den bebyggda miljön. Det är dock en större utmaning att installera ett vindkraftverk i urban miljö, jämfört med i öppet landskap, då det finns många faktorer som skall beaktas. Stadens komplexa uppbyggnad gör att vindens hastighet och riktning varierar och ger upphov till turbulenta strukturer i den omgivande luften. Många av dagens vindkraftverk kan ej operera effektivt vid turbulens, därför måste dessa vindkraftverken placeras på höga höjder för att nå den laminärt strömmande vinden över staden, vilket ger orealistiska längder på de master som krävs, även om vindkraftverket monteras på en byggnad. För att kunna utnyttja de vindar som uppkommer i urbana miljöer bör vertikalaxlade vindkraftverk med en helixformad geometri på rotorn användas. Dessa har visat sig vara både de effektivaste och de vindkraftverk som utsätter omgivningen för lägst nivå av störningar. Att placera ett vindkraftverk på en byggnad i urban miljö, där många människor vistas, kräver god kunskap om säkert montage samt vilka störningar som vindkraftverket kan generera. Ett vindkraftverk som monteras felaktigt kan bidra till hälso- och säkerhetsrisker, och om dessa risker blir för stora kan vindkraftverket tvingas att tas ur drift. För att vara säker på att vindkraftsanläggningen är tillförlitligt bör vindkraftverket och montaget vara stadardiserat och certifierat, något som i dagsläget saknas i Sverige. I dag finns inga direkta stöd för småskaliga vindkraftverk i Sverige, vilket är en bidragande faktor till att ekonomin kring dessa vindkraftverk är bristfällig. Elcertifikatsystemet som skall ge stöd åt förnyelsebar energi är inte utformat för småskalig elproduktion. Men i takt med att detta användningsområde för vindkraft utvecklas samt att priset för energi förväntas stiga kommer troligtvis byggnadsmonterade vindkraftverk bli en lönsam investering i framtiden. === The interest for small-scale wind turbines mounted on buildings has increased during the last couple of years. More and more people are giving more consideration to energy and environmental questions and are appreciative of the benefits of producing electricity where it is consumed; in the urban environment. However it is a greater challenge to install a wind turbine in the urban environment, compared to an open landscape, because of the many factors that needs to be taken in consideration. The complex structure of the city has an effect on the speed and direction of the wind and causes turbulent structures in the surrounding air. Many of today’s wind turbines cannot operate effectively in turbulence, this is why these turbines need to be placed on high heights to reach the laminar wind flow over the city, which gives unrealistic lengths of the towers that are required, even if the turbine is mounted on a building. To be able to utilize the existing wind in urban environments a vertical axis wind turbine with a helix shaped rotor should be used. These turbines have shown themselves to not only be the most effective but also the turbines that expose the surroundings to the lowest level of disturbances. To place a wind turbine on a building in an urban environment, where a lot of people reside, requires a good knowledge of how to securely mount the turbine but also what kind of disturbances that a turbine can emit. A turbine that is mounted incorrectly can contribute to health and safety hazards, and if these risks become to great the turbine may be forced to be taken out of operation. To be certain that the wind turbine and its components are trustworthy the turbine and mounting should be standardized and certified, a feature that don’t exist today in Sweden.  Currently there is no direct support scheme for small-scale wind turbines in Sweden, which is a contributing factor to the inadequate economics surrounding these wind turbines. The Swedish system with certificates is meant to give support renewable energy but the system is not suited for small-scale production of electricity.  But the more this field of application for wind turbines develops, together with the assumption of rising cost of energy will most likely make building mounted wind turbines a profitable investment in the future.