Skal der tages højde for træer, når der skal placeres vindmøller?

tirsdag 30 jan 18

Det seneste år har forskere fra blandt andet DTU Vindenergi kigget nærmere på, hvad træer i landskabet betyder for vindene. 

Hvordan påvirker et enkelt træ eller en lille klynge af træer vinden? Det er det, en udvalgt gruppe af forskere fra DTU Vindenergi er gået sammen med European Forest Institute fra Finland og Western University fra Canada om at finde svaret på i forskningsprojektet ”The Single Tree Experiment,” som bekostes af Danmarks Fri Forskningsråd (DFF).

I 2017 lavede gruppen det første fuldskala vindeksperiment på et enkelt træ på Risø Campus, ligesom små træer blev undersøgt i den store WindEEE dome i Canada, hvor atmosfæriske forhold bliver genskabte indendørs.

Projektet, der startede sidste år, har et grundvidenskabeligt fokus, men forskellige samfundsrelevante problemer bliver også undersøgt. For de helt store moderne vindmøller har et enkelt træ en meget begrænset betydning. Alligevel kan den samlede effekt af mange enkeltstående træer, alléer og små skove have en væsentlig betydning for vindens middelværdi taget over hele landskabet.

”Når man modellerer landskabets effekt i vind- og meteorologimodeller i dag, bruger man satellitbilleder til at typebestemme landskabet. Hver landskabstype får så en bestemt fortolkning i modellen. Når man kigger på landskabet ovenfra via satellitbilleder, så ser man ikke de mindre skove og enkelte træer, som vi ved har en stor betydning. De svækker vinden. Det er blandt andet derfor, vi vil kigge nærmere på, hvilken betydning træer har for vindmålinger,” siger projektleder Ebba Dellwik fra DTU Vindenergi.

For de mindre husholdsvindmøller kan det være helt afgørende for den beregnede elproduktion at forstå, hvordan nærliggende træer skygger for vinden.

Ud fra de første test, er der et meget klart billede:

”Om vinteren kommer to tredjedele af vinden igennem et fuldvoksent løvtræ på grund af de manglende blade på træerne. Om sommeren, derimod, er det et helt andet billede. Der er det blot omkring 10 % af vinden, der kommer igennem træerne, så her er der markant mindre vind til vindmøllerne. Så man kan sige, at det er bladene, der gør forskellen.”, forklarer Ebba Dellwik.

Et tværfagligt projekt
Forskerholdet fra DTU Vindenergi har selvfølgelig haft mest fokus på, hvad der sker i vinden, men projektet foregår på tværs af forskellige forskningsdiscipliner, og især har samarbejdet med forskere, som undersøger vindens betydning for træer og skove taget fart. Målet for forskerne er at blive bedre til at forstå og forudsige, hvornår træer vælter i stormvejr.

”Det er utroligt givende at samarbejde med forskere, som betragter samme problem, men fra en helt anden synsvinkel”, siger Ebba Dellwik.

Samarbejdet har resulteret i en fælles workshop på Risø Campus i april 2018, hvor forskere fra hele verden skal mødes og diskutere fordele og ulemper med de nye eksperimentelle tekniker, der bruges for at forstå træers interaktion med vinden.

Samarbejde på tværs af DTU
For at fortolke vindmålingerne korrekt og gøre resultaterne generelle er det meget vigtigt at beskrive de undersøgte træer med høj detaljegrad. De undersøgte træer er derfor blevet scannet med en topmoderne laserscanner, og data fra scanneren blev undersøgt i samarbejde med DTU Compute.

Resultaterne viste, at selv de mest avancerede algoritmer havde svært at beskrive træets finskalastruktur (små grene og kviste) og samtidigt beholde tilstrækkeligt detalje i de større elementer (stamme og store grene).

Forskningsprojektet ”The Single Tree Experiment” løber til juli 2020.  I 2018 fortsætter det eksperimentelle arbejde samtidigt med at fokus bredes at udvikle fremtidens numeriske modeller hvor træernes interaktion med vinden er bedre håndteret end i dag.