Kursplan för Vindkraft - teknik och system

Wind Power - Technology and Systems

Kursplan

  • 10 högskolepoäng
  • Kurskod: 1TE038
  • Utbildningsnivå: Avancerad nivå
  • Huvudområde(n) och successiv fördjupning: Teknik A1N, Förnybar elproduktion A1N

    Huvudområde(n) och successiv fördjupning

    Koden visar kursens utbildningsnivå och fördjupning i förhållande till andra kurser inom huvudområdet och examensfordringarna för generella examina:

    Grundnivå
    G1N: har endast gymnasiala förkunskapskrav
    G1F: har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G1E: innehåller särskilt utformat examensarbete för högskoleexamen
    G2F: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G2E: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav, innehåller examensarbete för kandidatexamen
    GXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

    Avancerad nivå
    A1N: har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    A1F: har kurs/er på avancerad nivå som förkunskapskrav
    A1E: innehåller examensarbete för magisterexamen
    A2E: innehåller examensarbete för masterexamen
    AXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

  • Betygsskala: Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
  • Inrättad: 2010-03-16
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Reviderad: 2018-08-30
  • Reviderad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: vecka 30, 2019
  • Behörighet: 120 hp inom teknik/naturvetenskap inklusive flervariabelanalys, mekanik, elektromagnetism, reglerteknik, grundkurs i statistik samt strömningslära/fluidmekanik. Rekommenderade förkunskaper är hållfasthetslära.
  • Ansvarig institution: Institutionen för teknikvetenskaper

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

  • kvalitativt bedöma hur terrängen påverkar vindresursen,
  • beräkna och analysera vindresurs och energiproduktion för ett vindkraftverk utifrån vindfördelning, vindskjuvning och effektkurva,
  • beskriva och motivera konstruktionen av typiska vindkraftverk,
  • förklara de huvudsakliga skillnaderna mellan horisontal- och vertikalaxlade vindkraftverk vad gäller konstruktion och egenskaper,
  • utföra några dimensionerande beräkningar för vindkraftverk,
  • beskriva typiska reglermetoder för vindkraftverk, liksom reglertekniska problem,
  • göra en enkel ekonomisk analys av en vindkraftanläggning,
  • ge exempel på regler (grid code) för uppkoppling av vindkraftverk mot elnät,
  • redogöra för hur vindkraftverk påverkar miljön och blir påverkade av miljön samt utföra några beräkningar relaterade till miljöpåverkan.

Innehåll

Historia: tidig vindkraft, teknisk utveckling, inverkan av samhälle och vetenskap
Vindar: fysikalisk bakgrund, energiinnehåll, variation i tid och rum, geografisk resursfördelning, inverkan av terräng, mätmetoder, statistisk analys
Turbiner: friströmning, motstånds- och lyftprinciperna, aerodynamik, design av turbinblad, horisontal- och vertikalaxlade turbiner, Betz och Glauerts turbinteorier, BEM-metoden
Mekanik: statiska och dynamiska laster (svängningar), rotordynamik, materialhållfasthet, mekanisk
modellering, aeroelasticitet
Elgenerering: synkrona/ asynkrona, lindnings-/ permanentmagnetiserade generatorer, konstant/ variabelt varvtal, transformatorer, kraftelektronik, frekvensomriktare
Konstruktion: horisontal- och vertikalaxlade turbiner, blad, styrmekanismer, drivlina, torn, maskinhus, fundament, materialval, tillverkning, klimatanpassning
Reglerteknik: styrmål, systemmodellering, styrstrategier (pitch- och stallreglering), hårdvara
Systemfrågor: vindkraftparker, transporter, uppförande, nätuppkoppling, drift, underhåll
Ekonomi: finansiering, investering, kostnader under ett vindkraftverks livslängd, vindenergins värde, bransch- och marknadsöversikt
Samhälle: miljöfrågor, juridik, statliga stödformer, tekniska aspekter av miljöfrågor
Småskalig vindkraft: teknik, ekonomi, utvecklingslinjer

Undervisning

Föreläsningar, lektionsövningar, laborationer (1 hp), projektarbete (1,5 hp) samt studiebesök.
Undervisningen sker på engelska.

Examination

Skriftlig tentamen med teorifrågor och räkneuppgifter (7,5 hp av 10 hp).
Laborationskurs (1 hp av 10 hp). Betyg på laborationskurs: U, G
Projektarbete (1,5 hp av 10 hp). Betyg på projektarbete: U, G, VG.
För godkännande fordras även godkänd laborationskurs och godkänd redovisning av projekt (muntlig presentation och skriftlig rapport, båda på engelska). 
 
Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t ex vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: vecka 30, 2019

  • Manwell, James F.; McGovan, Jon G.; Rogers, Anthony L. Wind energy explained : theory, design and application

    2. ed.: Chichester: Wiley, 2009

    Se bibliotekets söktjänst