WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING

Transcriptie

1 Ecofys bv P.O. Box 8408 NL-3503 RK Utrecht Kanaalweg 16-G NL-3526 KL Utrecht The Netherlands tel +31 (0) fax +31 (0) WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING JPCoelingh E Holtslag JVerkaik(KNMI) JWCleijne(KEMA) oktober 2002 E60065 in opdracht van: Novem

2 Voorwoord Voor het ter beschikking stellen van de informatie gaat onze dank uit naar de volgende instanties: Alterra (voorheen Staring Centrum) uit Wageningen voor het gebruik van LGN3+. KNMI voor het ter beschikking stellen van de windsnelheidsgegevens. KEMA voor het gebruik van gegevens uit de Windmonitor. Daarnaast heeft KNMI inhoudelijke kennis ingebracht die is opgebouwd in het HYDRA-project. De informatie over ruwheden en windsnelheden voor windenergietoepassingen is ter beschikking gekomen door een project gefinancierd door NOVEM ( ). Het project is uitgevoerd door Ecofys met als subcontractanten KEMA en KNMI. Deze informatie is ook te vinden op de CD van NOVEM ( Met de wind in de rug ) en op de KNMI-website: In het parallel verschenen rapport Verantwoording wordt uitgelegd hoe tot de hier beschreven werkwijze is gekomen, en welke test zijn uitgevoerd om deze te calibreren. WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING OKTOBER 2002 II

3 Summary In the practice of developing wind energy projects, the economic feasibility is studied. An important aspect is the estimation of the long-term mean electricity production. To assess these, oftenly yield calculations are being made. With a suitable software package (often WAsP or derived packages) and reliable input data a sufficiently good estimate can be obtained. Apart from technical data of the wind turbines, two types of data are needed: area roughnesses and reference wind speeds. On the basis of a land use data base (LGN3+) of Alterra it is possible to make roughness maps for The Netherlands with a resolution of 100 m 100 m. These maps are directly suitable for use within WAsP. Furthermore, the KNMI has made available long-term wind speed information of a number of meteo stations also directly usable in WAsP. The Verantwoording deals with the realization of the information. Also, several steps have been undertaken to verify this. In the Handleiding it is outlined how the user can obtain and use the information. All files and this information can also be found on the website: WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING OKTOBER 2002 III

4 Samenvatting In de praktijk van het ontwikkelen van windenergieprojecten wordt de economische haalbaarheid onderzocht. Een belangrijk aspect daarbij is de schatting van de gemiddelde langjarige elektriciteitsproductie. Voor de bepaling hiervan worden vaak opbrengstberekeningen gedaan. Met een geschikt softwarepakket (vaak WAsP of daarvan afgeleide pakketten) en goede invoergegevens kan een voldoende goede schatting worden verkregen. Naast technische gegevens van de windturbines zijn twee typen gegevens benodigd: omgevingsruwheden en referentiewindsnelheden. Op basis van een grondgebruiksbestand (LGN3+) van Alterra is het mogelijk ruwheidskaarten voor Nederland te maken met een resolutie van 100 m 100 m. Deze kaarten zijn direct geschikt voor gebruik met WAsP. Daarnaast is door het KNMI langjarige windsnelheidsinformatie beschikbaar gemaakt van een aantal meteostations die ook direct bruikbaar is in WAsP. De Verantwoording gaat in op de totstandkoming van de informatie. Tevens is een aantal stappen ondernomen om deze te verifiëren. In de Handleiding staat aangegeven op welke wijze de gebruiker de informatie kan verkrijgen en gebruiken. Alle bestanden en deze informatie kunnen tevens gevonden worden op de website: WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING OKTOBER 2002 IV

5 Inhoudsopgave 1 Inleiding 1 2 Ruwheidskaart 2 3 Windsnelheden 4 4 Disclaimer Obstakels Hoogtelijnen Grensgebieden 5 WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING OKTOBER 2002 V

6 1 Inleiding In deze handleiding staat kort beschreven hoe de gebruiker toegang heeft tot de informatie over ruwheden en windsnelheden. Hiervoor wordt verwezen naar de website: Vandaar kunnen enkele zipfiles gedownload worden die alle files bevatten. Via de daarvoor gebruikelijke software kunnen de zipfiles worden uitgepakt. In de volgende hoofdstukken staat voor ruwheden respectievelijk windsnelheden beschreven hoe met de informatie om te gaan. Tenslotte wordt in het laatste hoofdstuk nog een aantal voorbehouden gemaakt en advies gegeven aan de gebruiker welke status de informatie heeft, en welke informatie door de gebruiker zelf zal moeten worden toegevoegd. WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING OKTOBER

7 2 Ruwheidskaart Het Windows programma WASP_MAP.EXE (zie Figuur 1) geeft de mogelijkheid (rechthoekige) ruwheidskaarten te maken voor WAsP in DXF-format. Om WASP_MAP te draaien moet het in de dezelfde directiory staan als het bestand CD10_100.BDA. Dit bestand bevat ruwheidsinformatie op een resolutie van 100 m 100 m. Deze informatie is afgeleid uit het landgebruiksbestand LGN3+ van Alterra. In het bestand WASP_MAP.INI worden oude instellingen van WASP_MAP bewaard. Dit bestand is echter niet noodzakelijk om het programma WASP_MAP te draaien. Bij het draaien van het programma moeten de volgende invoer velden worden ingevuld: Xmin, Xmax, Ymin, Ymax, Resolution en Output DXF-file. Figuur 1: Pagina 2 van WAsP_MAP; de invoeropties. Xmin en Ymin zijn de Amersfoortse coördinaten van de hoek linksonder van het geselecteerde gebied, Xmax en Ymax zijn de coördinaten van de hoek rechtboven. Het domein van de kaart strekt zich van (0, ) tot aan (281850, ). WAsP gebruikt ruwheidsinformatie tot maximaal 10 km bovenwinds van de locatie van de meetmast of windturbine. Een groter gebied selecteren heeft dus in principe geen zin. Het zal resulteren in een grotere map -file, waardoor de processing daarvan door WASP_MAP en WAsP zelfs trager verloopt. WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING OKTOBER

8 Resolution bepaalt de resolutie van de uitvoer DXF-file. De fijnste resolutie van de kaart is 100 m. De minimumwaarde van de resolution is daarom ook 100 m. In het veld DXF-file moet de naam van de uitvoerfile gegeven worden. WAsP herkent deze files als ruwheidskaarten wanneer de extensie.map aan de naam gegeven wordt. Nadat de velden zijn ingevuld moet de Check -knop worden aangeklikt. Het programma controleert dan de invoergegevens op de volgende punten: de coördinaten moeten binnen het domein vallen er moet een gebied geselecteerd zijn Verder worden de coördinaten en de resolutie op een veelvoud van 100 m afgerond. Wanneer de invoer niet correct is kan deze verbeterd worden. Wanneer de invoer correct is verschijnt het volgende scherm: Figuur 2: Scherm met bevesting juiste instellingen (OK s) Wanneer nu de Go -knop aangeklikt wordt, gaat het programma van start en genereert de ruwheidskaart voor het geselecteerde gebied. WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING OKTOBER

9 3 Windsnelheden De windsnelheidsinformatie wordt ter beschikking gesteld in de vorm van TAB-files. Deze beslaan een periode van 10 jaar ( ) en zijn verspreid over Nederland. Voor de keus van het meest geschikte meteostation wordt verwezen naar de handleiding van WAsP. Een voorbeeld van een TAB-file van Leeuwarden (stationscode 270) is te zien in Figuur 3. Figuur 3: TAB-file uit WAsP van Leeuwarden. WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING OKTOBER

10 4 Disclaimer De informatie die via de website aangeboden wordt en zoals die beschreven is in de Verantwoording is ter vrije beschikking aan de gebruikers. Om aan te sluiten op de algemene praktijk en om tegemoet te komen aan de eisen van vertrouwelijkheid van de brongegevens is ervoor gekozen alleen de eindresultaten zoals deze direct in WAsP bruikbaar zijn, beschikbaar te stellen. Hoewel de informatie met zorg is samengesteld (zoals te lezen in de Verantwoording ) kan geen garantie worden gegeven dat de resultaten van berekeningen goed zijn. We verwijzen hierbij naar de handleiding van WAsP en de Europese Windatlas. In het algemeen kan gesteld worden dat de informatie tijdgebonden is. De ruwheidsinformatie is (per definitie) een momentopname en is aan verandering onderhevig. Inmiddels is er een update van LGN3+ genaamd LGN4 die mogelijk weer tot andere inzichten kan leiden. Tevens zullen databases van windsnelheden groeien naarmate de reeksen langer worden. Deze aspecten kunnen mogelijk in een toekomstige update worden meegenomen, maar daarover kan nu geen uitspraak worden gedaan. Op de website zullen wanneer nodig de gegevens geupdate worden en zal voor de nauwkeurigheid constant de meeste recente stand van inzicht worden weergegeven. Tenslotte kan wat betreft een aantal aspecten direct al aangegeven worden dat de gebruiker daar zelf aandacht aan zal moeten schenken. 4.1 Obstakels Als er dicht bij de geplande windturbines bouwwerken of bomenrijen staan dan dienen deze te worden opgevat als obstakels (zie handleiding WAsP). Deze informatie is géén onderdeel van de ruwheidskaart en dient door de gebruiker zelf te worden toegevoegd. 4.2 Hoogtelijnen Voor locaties met aanzienlijke hoogteverschillen (bv. Zuid-Limburg of Salland/Veluwe) is het van belang deze informatie in de vorm van hoogtelijnen toe te voegen aan de ruwheidskaart in WAsP. Ook deze informatie dient de gebruiker zelf toe te voegen. 4.3 Grensgebieden De ruwheidskaart beslaat uitsluitend het Nederlands grondgebied. Dat betekent dat de ruwheidskartering in de grensstrook (minder dan zo n 10 km van de grens) in feite niet compleet is. Zoals ook beschreven in de Verantwoording is er wel een ruwheidslengte opgegeven, maar dit is slechts een gemiddelde waarde. Het is aan de gebruiker om informatie van over de grens toe te voegen indien nodig en gewenst. Voor de kuststrook geldt dit niet, aangezien daar een ruwheidslengte van 0 is opgegeven. Dit is voor de zee een correcte waarde. WINDSNELHEDEN EN RUWHEDEN - HANDLEIDING OKTOBER