Behörighetskrav

120 hp inom teknik/naturvetenskap inklusive flervariabelanalys, mekanik, elektromagnetism, reglerteknik, grundkurs i statistik samt strömningslära/fluidmekanik. Rekommenderade förkunskaper är hållfasthetslära.

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).