Maglarps vindkraftverk (1982–1993)

Maglarps vindkraftverk (1982–1993) var ett vindkraftverk i Maglarp, Skåne, uppfört som en prototyp i utvecklingssyfte för att få kunskap om och erfarenheter av kraftproduktion med vindkraft i större skala. Kraftverket hade en rotordiameter på 78 meter och en toppeffekt på 3 MW. Kraftverket var i drift under 11 år, och innehade vid sin stängning 1993 världsrekordet för största elproduktion från ett enskilt vindkraftverk.

Maglarps vindkraftverk
WTS4 wind turbine.jpg
Maglarpsverkets snarlika systerkraftverk WTS-4 i Medicine Bow, Wyoming, USA
PlatsMaglarp, Trelleborg
LandSverige Sverige
ÄgareSydkraft
Färdigställt1982
Stängdes1993
Vindturbiner
Effekt3 MW
Kapacitet
Årsproduktion7 GWh/år (planerad)
Medelproduktion3,3 GWh/år (verklig)
Kumulativ produktion36,7 GWh
Kapacitetsfaktor27 % (planerad)
13 % (verklig)
Rotordiameter78 m
Navhöjd80 m
Varvtal25 RPM
Byggnation
KonstruktörKarlskronavarvet, Svenska varv och Hamilton Standard
Konstruktionskostnadca 100 MSEK

BakgrundRedigera

1970-talet var en tidsperiod med stora förändringar i planer för och attityder till elproduktion. Efter beslutet i april 1970 om att inte bygga ut Vindelälven[1] var i princip all vidare exploatering av vattenkraft i Sverige utesluten, och den fortsatta ökningen av elkonsumtionen under 1960- och 1970-talet möttes med utbyggnad av fossilkraft (till exempel Stenungsunds kraftverk och Karlshamnsverket) samt en stor satsning på kärnkraft.

 
Produktion av elektrisk energi med hjälp av vattenkraft i Sverige 1936-2007 i förhållande till den totala produktionen.

I och med valet 1976 kom fortsatt utbyggnad av kärnkraft att allvarligt ifrågasättas och ett mer förutsättningslöst sökande efter alternativa energikällor intensifierades, bland annat i och med tillsättandet av en Energikommission den 22 december 1976 med uppdrag att "bland annat utarbeta alternativa förslag till energipolitikens utformning för tiden fram till år 1990". Kommissionen avrapporterade sitt arbete i februari 1978 i SOU 1978:17 "Energi - Betänkande av energikommissionen"[2].

Ett av kommissionens många förslag var att "Utvecklingsarbetet för vindkraft drivs vidare. Fullskaleprototyper byggs på olika håll i landet. För att kännedomen om vindförhållanden i landet skall förbättras bör ökade resurser ges till SMHI och andra organisationer som kan utföra motsvarande undersökningar".[3]

Kommissionens förslag säkerställde fortsatta resurser till pågående utvecklingsinsatser inom vindkraftområdet med bland annat uppförandet av två fullskaleprototyper i början av 1980-talet: Maglarpsverket i Skåne med en rotordiameter på 78 meter och en toppeffekt på 3 MW, samt Näsudden-verket på Gotland med en rotordiameter på 75 meter och en toppeffekt på 2 MW.[4]

Konstruktion och uppförandeRedigera

 
Resningen av WTS-3 Maglarps vindkraftverk i maj 1982 i Maglarp, Trelleborg, Skåne, södra Sverige.

Illustration av Dan Hambe.

Hösten 1977 gick Nämnden för energiproduktionsforskning (NE) ut med beställningar av tre fullskaleprototyper (senare reducerat till två), varav en gick till ett konsortium bestående av Statsföretag AB, Karlskronavarvet, Uddcomb och den amerikanska tillverkaren av helikopterrotorer och propellrar Hamilton Standard.[5]

Den konceptuella utformningen av modellen benämnd "WTS-3" var en slank och vek konstruktion med ståltorn, glasfiberblad och horistontell lävindsrotor momentfritt infäst i rotoraxeln via en "teeter hinge" eller gungbrädeskonstruktion.[6] Hamilton Standard ansvarade för turbin- och system-design, system för turbinreglering samt tillverkning av turbinbladen, medan de svenska aktörerna stod för design och tillverkning av bland annat torn och maskinhus.

Parallellt med framtagningen av den svenska prototypen beställde U.S. Department of Interior en snarlik protoyp benämnd "WTS-4" med likadan rotor och växellåda men som på grund av det amerikanska elnätets frekvens på 60 Hz gav ett varvtal på 30 RPM och effekt på 4 MW i stället för Maglarpsverkets 25 RPM och 3 MW. WTS-4 uppfördes 1982 i Medicine Bow, Wyoming, USA, och var i drift fram till 1994.[7]

Grundläggningsarbeten i Maglarp påbörjades hösten 1980[8] och det 74 meter höga och 280 ton tunga tornet, det 150 ton tunga maskinhuset samt de 38 meter långa turbinbladen anlände till byggplatsen i mars 1982.[9] Transporten av tornet skedde med pråm från Karlskrona till Trelleborg, men där uppstod problem att få tillstånd för landtransporten och projektet blev kraftigt försenat.[10]

15 maj 1982 lyftes maskinhuset upp till 80 meters höjd med hjälp av en platsbyggd lyftrigg, varefter tornet restes på plats under det upplyfta maskinhuset och monterades ihop.[11][12] Efter en provdriftsperiod med vissa förseningar och korrigerande åtgärder kunde kraftverket överlämnas till operatören Sydkraft den 22 september 1983.[13]

DriftRedigera

Tekniska data för Maglarpverket[14]
Modellbeteckning WTS-3
Nominell (max) effekt 3 MW
Rotordiameter 78 m
Navhöjd 80 m
Antal rotorblad 2
Rotorvarvtal 25 RPM
Generator Synkron, 1500 RPM
Växellåda Planetväxel, 1:60
Vindhastighet inkoppling
(Cut in)
7 m/s
Vindhastighet urkoppling
(Cut-out)
25 m/s
Märkvind
(Rated wind speed)
14 m/s
Torn stål (281 ton)
Fundament armerad betong
(1600 ton)
Blad glasfiberarmerad plast
(14 ton/styck)
Maskinhus och turbin total vikt 191 ton
maskineri 136 ton
Maskinhus, ram stål
Maskinhus, hölje sandwich
aluminium/cellplast
Nav stål (22 ton)

Kraftverket kom under sin livstid att producera knappt hälften av teoretiskt möjlig produktion på grund av olika störningar och underhållsåtgärder.[15] Bland dessa kan nämnas:

  • Vid sin första fasning mot nät var en signalkabel till reglersystemet felvänd vilket gjorde att maskinen ett kort ögonblick gick med mer än full effekt som fläkt.[16] Händelsen innebar en oförutsedd och icke försumbar belastning, men gav inga bestående skador, och visade på betydelsen av testning och verifiering av sensorer och regler- och skyddssystem.
  • Den svetsade aluminiumkonstruktion som täckte rotorns nav drabbades av sprickbildning och fick förstärkas med en kompletterande konstruktion.
  • I det roterande navet placerades hydraulackumulatorer av typen blåsackumulator med upplagrat hydrauliktryck för att vrida turbinbladen ur vind vid elbortfall. Ackumulatorerna var av en beprövad konstruktion med inre gummiblåsa, men hade uppenbarligen aldrig tidigare använts i ett roterande system. Gummiblåsorna blev tillsnörpta när de utsattes för rotation, och ackumulatorerna fick bytas till annan typ.
  • Turbinbladens ytskikt av epoxy fick erosionsskador och fick repareras flera gånger.
  • Åskskyddstape på turbinbladen fick bytas ut och repareras efter åsknedslag.
  • Delar i maskinhusets vridningsmekanism fick konstrueras om för att tåla ständiga små vridmanövrer.
  • Rullningslager i rotorns gungbrädeslagring fick konstrueras om till gummilagring för att tåla ständiga små vickande rörelser.

Kraftverket var utrustat med ett stort antal mätgivare för till exempel töjningar och accelerationer i turbinbladen förutom effekt, varvtal, spänning, vindhastighet med mera, vilket gett data som kunnat användas för att kalibrera och utveckla olika beräkningsmodeller.

Konstruktionen med lävindplacerad rotor gav i vissa avseenden lägre mekaniska påkänningar men medförde ljudstörningar när turbinbladen passerade igenom vindskuggan av tornet. Dessa störningar påtalades av närboende vilket så småningom resulterade i driftbegränsningar nattetid.[17] Kraftverket stängdes för gott den 24 maj 1993 och revs kort därefter. Verket hade då producerat 36,7 GWh under 27 893 timmar i nätansluten drift vilket var världsrekord för produktion från ett enskilt vindkraftverk - ett rekord som stod sig ända till 2002.

Maglarpsverket hade av olika orsaker en jämförelsevis hög vindhastighet för inkoppling, cirka 7 m/s. Den "förlorade energin" från vindar under 7 m/s är relativt liten, men dessa vindhastigheter förekommer under många timmar vilket bidrog till överdrivna föreställningar hos allmänheten om låg tillgänglighet hos verket. Vid vindhastigheter över märkvind har den genomströmmande vinden mer energi än toppeffekten för anläggningen, och vinden "spills" genom att turbinbladen vrids ut ur vinden med manöverrörelser som korrigeras många gånger i sekunden. Vid vindar betydligt över märkvind hade reglersystemet svårigheter att parera vindbyar vilket kunde ge stopp ("trip") på grund av övereffekt. Så småningom infördes ett reglerprogram där effekten ställdes ner till 2 MW vid höga vindhastigheter, vilket gav lugnare gång utan någon större produktionsförlust på grund av litet antal timmar med dessa förhållanden.[15]

ReferenserRedigera

NoterRedigera

  1. ^ Nilsson, Macke (1970). Striden om Vindelälven: makten, människorna och verkligheten kring ett beslut. Ekonomi och samhälle, 99-0119059-2. Stockholm: Bonnier. Libris länk 
  2. ^ Rainer et al, SOU 1978:17
  3. ^ Rainer et al, SOU 1978:17, sid 34
  4. ^ Erik Möllerström (20 februari 2019). ”Wind Turbines from the Swedish Wind Energy Program and the Subsequent Commercialization Attempts—A Historical Review”. Energies 12 (4). doi:10.3390/en12040690. https://www.mdpi.com/1996-1073/12/4/690/htm. Läst 12 mars 2019. 
  5. ^ Ivar Hultin (14 juni 1977). ”Statsföretag gör satsning på vindkraft”. Svenska Dagbladet. https://www.svd.se/arkiv/1977-06-14/19. Läst 14 mars 2019. 
  6. ^ R.J. Bussolari (1981). ”Status of the 4 MW WTS-4 Wind Turbine”. Hamilton Standard Division of United Technologies. https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19830010992.pdf. Läst 14 mars 2019. 
  7. ^ ”The Medicine Bow Wind Energy Project”. Historic Reclamation Projects, Bureau of Reclamation. 2014. https://www.usbr.gov/history/ProjectHistories/Wind%20Electric%20Power%20Project.pdf. Läst 14 mars 2019. 
  8. ^ Per Erik Landqvist (18 augusti 1980). ”Första vindkraftverket börjar byggas 1981”. Svenska Dagbladet. https://www.svd.se/arkiv/1980-08-18/5. Läst 14 mars 2019. 
  9. ^ Per Erik Landqvist (30 mars 1982). ”Världens största vindkraftverk snurrar på prov”. Svenska Dagbladet. https://www.svd.se/arkiv/1982-03-30/17. Läst 14 mars 2019. 
  10. ^ Karlskrona, Varvshistoriska föreningen. ”Vindkraftverket i Maglarp – maj 1982 | VHFK”. https://www.vhfk.se/2018/09/12/vindkraftverket-i-maglarp-maj-1982/. Läst 13 augusti 2019. 
  11. ^ ”Det stora lyftet i Maglarp”. KV-Nytt. http://www.vhfk.se/wp-content/uploads/2018/09/Vindkraftverket-i-Maglarp-1982.pdf. Läst 13 augusti 2019. 
  12. ^ Största "vindmöllan" på plats med jättelyft”. Svenska Dagbladet. 17 maj 1982. https://www.svd.se/arkiv/1982-05-17/17. Läst 14 mars 2019. 
  13. ^ Gustaf E. Nilsson (24 december 1983). ”Succé för vindkraft - "Elmöllan" världsetta”. Dagens Nyheter. https://arkivet.dn.se/tidning/1983-12-24/349/12. Läst 14 mars 2019. 
  14. ^ Vindkraft (broschyr). NE - Nämnden för energiproduktionsforskning. 1982 
  15. ^ [a b] Erfarenheter från vindkraftverken vid Maglarp och Näsudden. R / Statens energiverk, 0281-9570 ; 1990:4. Stockholm: Allmänna förl. 1990. Libris länk. ISBN 9138123851 
  16. ^ Muntlig kontakt 2019-03-14 med Anders Ulfvarson, ansvarig för konstruktion och mekanisk analys av verket
  17. ^ Ola Gummesson (1 juli 1992). ”Tiden rinner ut för Maglarp. Vindkraftverket får bara drivas ytterligare 3 000 timmar p.g.a. bullernivån”. Svenska Dagbladet. https://www.svd.se/arkiv/1992-07-01/24. Läst 14 mars 2019. 

KällorRedigera

Externa länkarRedigera