Is- och snöforskning på vindkraftverk

Ett vindkraftverk i miniformat från Sydkorea på ett av taken vid Luleå tekniska universitet ingår i ett nytt forskningsprojekt om isbildning på vindkraftverkens vingar. För att optimera avisning och drift på vindkraftverk i kallt klimat krävs tillförlitliga metoder för att förstå mekanismerna bakom isbildning på vingarna. 

– Vi ska titta på hur is påverkar lasterna på vingarna, för det är ganska mycket vikt som kommer på vingarna och vår bit är framförallt att kunna mäta isen, säger Johan Casselgren, forskare inom Avdelningen strömningslära och experimentell mekanik vid Luleå tekniska universitet.

Allt fler små och stora vindkraftparker börjar byggas i nordliga lägen där det delar av året är kallt klimat med nedisning som bland annat begränsar energiproduktionen. Det finns redan idag teknik för att med hjälp av kameror bedöma is på stora ytor men den långsam och fungerar bara på klar is.

I den forskning som leds av Johan Casselgren handlar det om att utveckla en teknik som är snabb, robust och tillförlitlig. Det sker genom att belysa vingarna med tre våglängder av nära infrarött och fotografera med en kamera som är känslig för nära infrarött ljus (NIR).

– Tanken är att vi ska använda en sådan kamera som kan fotografera hela bladet så att man ser hur isen börjar bildas på bladet. Det gör att vi kan koppla ihop sådana data med hur vingarna påverkas i form av hur de böjs och vrids. Det vi också kommer arbeta med är att utveckla en teknik för att mäta kornstorlek på snön och vilken täthet som isen har, säger han.

Forskningen ingår i ett större projekt kallat “Vibrationer och laster i vindkraftverk vid islast” med Energimyndigheten som huvudfinansiär. I projektet finns också visst internationellt samarbete med Gyeongsang National University i Sydkorea som skänkt ett minivindkrafverk till forsningsprojektet.

– Det är svårt att göra tester på ett jättestort vindkraftverk men nu har vi som tur är ett litet som vi kan börja på, som är horisontellt och lite enklare. Istället för att testa på en vinge som är 120 meter lång, så kan vi testa den här tekniken i liten skala för att senare kunna göra större tester, säger Johan Casselgren.

I projektet ingår, förutom Johan Casselgren, även doktoranden Lavan Eppanapelli, Benjamin Friberg och ett antal studenter som läser projektkurs C med fokus på energi.