1. No category

RAPPORT
GÖTEBORG ENERGI AB
Vindplats Göteborg
UPPDRAGSNUMMER 1311458.640
TRÄNINGS- OCH KAPPSEGLINGSVERKSAMHET I VATTEN RUNT VINDPLATS GÖTEBORG
2012-11-07
SWECO ENVIRONMENT AB
GÖTEBORG MILJÖTEKNIK
repo001.docx 2012-03-29
1 (13)
Sweco
Gullbergs Strandgata 3
Box 2203
SE-403 14 Göteborg, Sverige
Telefon +46 (0)31 627500
Fax +46 (0)31 627722
www.sweco.se
Swe c o En vir on me n t AB
Org.nr 556346-0327
Styrelsens säte: Stockholm
An n Chri stin e Le mb e r
Miljökonsult
Göteborg
Telefon direkt +46 (0)31 628040
Mobil +46 (0)727 201-736
[email protected]
En del av Sweco-koncernen
ACLE p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
1
Bakgrund / Förutsättningar
3
2
Nulägesbeskrivning
4
3
Tävlingsstatistik
6
4
Vindkraftens påverkan på vind- och seglingsförhållanden.
10
5
Konsekvensbedömning
11
6
Referenser:
13
Bilagor
Bilaga 1. Enkät med förfrågningar till berörda klubbar angående seglingsverksamhet.
Bilaga 2. Enkät med förfrågningar till berörda klubbar angående kappseglingar.
Bilaga 3. Vindkraftens inverkan på segling – Vindplats Göteborg, Pöyry SwedPower AB
Bilaga 4. Vindplats Göteborgs inverkan på elitsegling, GKSS elitseglare
2 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
1
Bakgrund / Förutsättningar
Som tidigare nämnts har ett flertal tematiska samråd genomförts med berörda
segelklubbar, Västkustens seglarförbund och Båtunionen (representerar ägare till
fritidsbåtar), vars verksamhet kan påverkas av en framtida vindkraftpark på Hake
fjord. Berörda klubbar är Göteborgs kungliga segelsällskap, Långedrags
segelsällskap, Hjuviks båtklubb.
Syftet med samrådsmötena har främst varit att ta fram en gemensam faktagrund
som beskriver hur framförallt träning- och kappsegling kan påverkas av
föreslagen etablering, dels vad avser Hake fjord och området mellan farlederna
(det s.k. ”Tippenområdet”) samt området syd om Älvsborgsfjorden (det s.k.
Långedragsflaket) som ligger utanför Långedrags båthamn, se figur1.
Tillsammans med klubbarna har frågeställningar kring förväntade konsekvenser
för deras tränings- och kappseglingsverksamhet tagits fram för att utredas
vidare. De viktigaste frågeställningarna gäller om seglingsverksamhet kan
fortsätta på ”Tippenområdet” och om det blir någon påverkan på tränings- eller
kappseglingsförhållandena på Långedragsflaket. Enkäter angående tränings och
tävlingsverksamheter har skickats till berörda klubbar, se bilaga 1 och 2.
Av de samråd som genomförts med representanter för seglingsintresset framgår
att berörda klubbar nyttjar området inom farlederna, ”Tippenområdet”, för
kappsegling några gånger per år samt för träning vid något fler tillfällen. På
Långedragsflaket bedrivs omfattande seglingsverksamhet året om.
Vattenfall Power Consultant (VPC) har utrett vindkraftparkens påverkan på
vindförhållandena vilket i sin tur kan få konsekvenser för seglingsverksamheten
dels inom ”Tippenområdet” och dels för Långedragsflaket. Se vidare i rapporten
Vindkraftens inverkan på segling – Vindplats Göteborg, Pöyry SwedPower AB (fd.
Vattenfall Power Consultant AB), bilaga 3
För att vidare utreda om förändrade vindförhållanden på grund av vindkraft kan
uppfattas och/eller påverka seglingsverksamheten har elitseglare från GKSS
testseglat i närheten av en vindkraftpark på Vänern. Elitseglarna har i rapporten
Vindplats Göteborgs inverkan på elitsegling, (Wigforss och Myrgren) beskrivit hur
tränings- och tävlingssegling bedöms påverkas med utgångspunkt från GKSS
verksamhet i Långedrag, bilaga 4.
repo001.docx 2012-03-29
3 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
ACLE p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
2
Nulägesbeskrivning
Det är tre av Göteborgsklubbarna som berörs av den tänkta etableringen i Hake
fjord; Göteborgs kungliga segelsällskap (GKSS), Långedrags segelsällskap (LDSS),
Hjuviks båtklubb (HJBK). Segelsällskapet Fram från Björkö (SS FRAM) tangerar
området vid träning och tävling på Dana fjord. Indirekt kan även Rådasjöns
segelsällskap (RÅSS) och Sandens segelsällskap påverkas även om deras
verksamhet pågår i mindre omfattning och inte direkt på det tänkta
etableringsområdet. De är anslutna till Svenska seglarförbundet (SSF) och tillhör
distriktet Västkustens seglarförbund.
I Sverige finns det ca 400 seglingsklubbar som är anslutna till Svenska
Seglarförbundet. Klubbarna är spridda över hela Sverige och seglingsverksamhet
sker i både insjöar och längst kusterna. Seglingsklubbarna är fördelade på 84
klassförbund och 17 distrikt och består av knappt 126 000 individuella
medlemmar [1]. Ett av villkoren för att kunna delta i en seglingstävling i Sverige
är medlemskap i en seglarklubb. Den största klubben i Sverige, som är
Stockholms kungliga segelsällskap, har ca 5 000 medlemmar [2].
Västkustens seglarförbund är Sveriges näst största distrikt och har 24 000
medlemmar fördelade på 75 klubbar varav runt 25 verkar i Göteborgsområdet.
Distriktet sträcker sig från Strömstad i norr till Halmstad i söder och Alingsås i
öster [3]. Göteborgs kungliga segelsällskap är den största klubben i distriktet med
ca 4 200 medlemmar, HJBK har ca 800 medlemmar, RÅSS har ca 700 medlemmar
och LDSS har ca 600 medlemmar.
Klubbarnas verksamhet är mycket bred med allt från seglarskola till
internationella tävlingar med båttyper från optimistjolle till kölbåtar. I de berörda
klubbarna finns elitseglare med nationella och internationella framgångar, t ex.
junior-VM (2011) och ett flertal har kvalat in till OS 2012. Ett 20-tal av de 34
personer som ingår i Svenska seglingslandslaget tävlar för GKSS. 2011 fick seglare
från de berörda klubbarna utmärkelser som; årets seglare (GKSS), årets kvinnliga
seglare (GKSS), årets manliga seglare (GKSS), årets lyft (GKSS) och årets junior
(HJBK). I OS i London 2012, tävlar sju av tolv deltagare för GKSS. Som en del av
GKSS elitverksamhet finns Toppseglingscentrum vars syfte är att tillhandahålla en
god träningsmiljö och säkra tillväxten till den svenska seglingseliten, framförallt
inom vissa OS- klasser. [4].
GKSS elitseglare genomför oftast sin dagliga träning direkt utanför GKSS hamn i
Långedrag, alternativt sydöst och öst om Böttöleden, se vidare bilaga 4. Vid
4 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
enstaka tillfällen under året tränar seglarna också på Hake fjord och Dana fjord.
Vid träning med utgångspunkt från annan hamn i Göteborgs närhet används
Marstrand, Kullavik och Lerkil. För områdesöversikt med markerade tränings/tävlingsområden se figur1.
Figur 1. Områden berörda klubbar nyttjar för seglingsverksamhet
Klubbarna arrangerar ca 40 – 50 kappseglingar/år. Långedrags segelsällskap
(LDSS) och Göteborgs kungliga segelsällskap (GKSS) seglar främst på
Långedragsflaket, men GKSS arrangerar även 3-5 tävlingar/år på Marstrand. GKSS
utnyttjar ”Tippenområdet” för kappsegling, ungefär 2-3 gånger per år.
Långedrags segelsällskap (LDSS) utnyttjar inte ”Tippenområdet” för
kappseglingsverksamhet. LDSS kappseglar framförallt på ”Långedragsflaket”.
Någon enstaka träning, ca 5 dagar per år, genomförs på ”Tippenområdet”.
Hjuviks segelsällskap (HJBK) seglar främst på Björköfjorden men utnyttjar även
Dana fjord för träningssegling ett tiotal gånger per år, samt genomför 2-3
tävlingar på Dana fjord och 1 tävling per år på ”Tippenområdet”. SS Fram
kappseglar på Dana fjord och tangerar vid dessa sammanhang
utredningsområdets västligaste område. Det händer att de rundar de västligaste
inre farledsmarkeringarna i norra farleden. Rådasjöns segelsällskap (RÅSS) seglar
främst i Rådasjön men vid enstaka tillfällen i Arendalsbassängen och anordnar
med några års mellanrum tävlingar på ”Tippenområdet” [5], se tabell 1.
repo001.docx 2012-03-29
5 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
ACLE p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
Tabell 1. Sammanställning av segelklubbarnas verksamhet inom Hake fjord (”Tippenområdet”),
Långedragsflaket och Dana fjord.
För tävlingar på nationell nivå krävs ett område med diameter på ca 1nautisk mil
utan hinder för att kunna genomföra kappseglingar med större fält än 50 båtar.
Med utgångspunkt från GKSS hamn i Långedrag är Hake fjord den närmast
belägna ytan där det finns tillräckligt stort område för den sortens
seglingsverksamhet. Området direkt utanför Långedrags hamn lämpar sig endast
för mindre kappseglingar på en kortare bana då öar och grund begränsar ytan till
ca 0,5 nautiska mil, se figur 1.
Rivö fjord har också stort seglingsbart vatten, dock begränsas ytan av farled samt
ankringsplats för fartyg, vilket omöjliggör genomförande av kappsegling på
området. Andra banalternativ för kappsegling med jollar med utgångspunkt från
GKSS hamn i Långedrag finns ej, då utsegling till eventuellt område skulle bli
alltför långt. Utsegling till kappseglingsområdet på Hake fjord är ca 3 nautiska mil
vilket är på gränsen till för långt vid kappsegling med jollar.
3
Tävlingsstatistik
De olika klubbarna har lite olika inriktning på sin tävlingsverksamhet, exempelvis
arrangerar RÅSS jolleseglingar och LDSS kölbåtstävlingar. Även andelen
nationella och internationella tävlingar varierar mellan klubbarna. De berörda
klubbarna kommer att hanteras som en enhet i nedan redovisad statistik.
I figur 2 visas fördelningen mellan de olika tävlingstyperna för de berörda
klubbarna under 2010 och 2011 samt planerade 2012. Under perioden 20102012 gick två till fyra tävlingar per år på ”Tippenområdet”, varav fyra stycken
under perioden var större internationella tävlingar. 20 – 30 % av de
6 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
Göteborgsbaserade tävlingarna som arrangerades av GKSS under den aktuella
perioden seglades på ”Tippenområdet”*5+.
30
25
20
Internationella
15
Nationella
Regionala
10
5
0
2010
2011
2012
Figur 2. Fördelningen mellan internationella, nationella och regionala tävlingar under tre år.
Data från enkät till berörda klubbar [5].
Villkoret för att få genomföra en kappsegling som vänder sig till deltagare
utanför den egna klubben är att tävlingen sanktionerats av Svenska
seglingsförbundet (SSF) eller om det är en internationell tävling av internationella
seglingsförbundet (ISAF). I Sverige genomförs årligen ca 500 tävlingar som är
sanktionerade av SSF eller ISAF. För att få en uppfattning om hur fördelningen
ser ut i ett regionalt och nationellt perspektiv har jämförelser gjorts mellan de
berörda klubbarna och övriga klubbar på västkusten samt mot övriga klubbar i
Sverige, se figur 3.
Vid en jämförelse mot samtliga klubbar i Sverige är andelen tävlingar som
arrangeras av de berörda klubbarna liten. Vid jämförelser vad gäller de nationella
tävlingar som planeras under 2012 är fördelningen likartad, se figur 4. Av de
nationella tävlingarna som arrangeras av de berörda klubbarna under 2012 går
två tävlingar på ”Tippenområdet”. Andelen nationella tävlingar skiljer sig kraftigt
åt vid jämförelse mellan de antal som angetts av de berörda klubbarna och det
antal som anges i Svenska seglarförbundets tävlingskalender. Skillnaden beror
delvis på att i flera av de regionala tävlingarna deltar seglare från andra delar av
Sverige, vilket har lett till att klubbarna angett dessa tävlingar som nationella
trots att de inte klassas som nationella av SSF.
repo001.docx 2012-03-29
7 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
ACLE p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
400
350
300
250
200
Övriga landet
150
Övriga västkusten
Berörda klubbar
100
50
0
2010
2011
2012
Figur 3. Fördelningen mellan berörda klubbar, övriga västkusten och övriga landet med avseende
på samtliga tävlingar sanktionerade av SSF under tre år. Data från SSF´s tävlingskalender [6, 7].
60
50
40
Övriga landet
30
Övriga västkusten
Berörda klubbar
20
10
0
2012
Figur 4. Fördelningen mellan berörda klubbar, övriga västkusten och övriga landet med avseende
på nationella tävlingar sanktionerade av SSF under 2012. Två av de sex tävlingarna arrangerade
av berörda klubbar seglas på ”Tippenområdet”. Data från SSF´s tävlingskalender [7].
Fördelningen när det gäller internationella tävlingar skiljer sig från ovan genom
att andelen tävlingar som arrangeras av de berörda klubbarna blir mycket större,
se figur 5. Procentuellt sett är det ca 50 % (fördelat över 5 år) av de
internationella tävlingarna i Sverige som arrangeras av någon av de berörda
klubbarna. Sett till samtliga tävlingar på ”Tippenområdet” är andelen mellan 1030 % beroende på vilken av de berörda klubbarna som avses. Vid en jämförelse
8 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
av antalet internationella tävlingar som seglas på ”Tippenområdet” mot antalet
internationella tävlingar som seglas på något annat område i Sverige (inklusive
övriga Göteborgsområdet) under perioden 2010 -2012 är andelen endast 4 %, se
figur 5.
18
16
14
12
Övriga landet
10
8
Övriga västkusten
6
Berörda klubbar
4
2
0
2008
2009
2010
2011
2012
Figur 4. Fördelningen mellan berörda klubbar, övriga västkusten och övriga landet med avseende
på internationella tävlingar sanktionerade av ISAF under fem år. Data från ISAF´s tävlingskalender
[8].
30
25
15
Internationella
tävlingar på
"Tippenområdet"
10
Öviga internationella
tävlingar
20
5
0
2010
2011
2012
Figur 5. Andelen internationella tävlingar på ”Tippenområdet” jämfört med övriga internationella
tävlingar under tre år. Övriga inkluderar såväl de som arrangeras av de berörda klubbarna på andra
platser än ”Tippenområdet” som övriga Sverige. Data ang övriga internationella tävlingar från
ISAF´s tävlingskalender [8]. Data ang tävlingar på ”Tippenområdet” från enkät till berörda klubbar
[5].
repo001.docx 2012-03-29
9 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
ACLE p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
När det gäller möjligheten att arrangera större nationella och internationella
tävlingar är det endast ett fåtal klubbar i landet som har kapacitet och
förutsättningar för att kunna göra detta. De större nationella kappseglingarna
fördelas över landet, mellan de klubbar som kan arrangera dem, så att alla delar
av landet involveras. I västkustens distrikt är de enda möjliga arenorna Göteborg
och Marstrand. Marstrand saknar dock en del av möjligheterna till
kringarrangemang som förbundet kräver. För att få möjlighet att arrangera en
internationell tävling krävs en ansökan flera år i förväg. T ex kan ett EM eller VM i
Optimistjolle tidigast arrangeras 2016, då ansökningstiden för 2014 har gått ut
och 2015 redan har preliminära ansökningar [5].
I maj 2012 arrangerade GKSS Europa cup i Laser ute på ”Tippenområdet”, en
tävling med 75 deltagande båtar från åtta länder. Under 2012 kommer GKSS
även att arrangera VM i Match Race för damer, vilket planeras på
Långedragsflaket. Under 2013 kommer RÅSS med hjälp av HJBK och LDSS att
arrangera junior-SM i jolle med 550 deltagande båtar i olika klasser. De kommer
använda Arendal som regattabas och ha fyra banområden, varav två på
”Tippenområdet”[5]. Junior SM är en årligen återkommande tävling som växlar
mellan olika orter i Sverige.
4
Vindkraftens påverkan på vind- och seglingsförhållanden.
Inom seglingen är det en stor mängd omgivningsfaktorer som påverkar
förhållandena, t ex vågeffekter, tidvatten, turbulens från omgivande öar ody.
Vanligen läggs banor med hänsyn till omgivningsfaktorer och rådande
vindriktningar. ”Tippenområdet” är idag påverkat av farlederna runt området
men också öar. Det passerar i snitt 2–3 fartyg per timme året om i direkt
anslutning till området. En del av fartygen skapar tillfälliga svallvågor och lävakar
vid passage.
I Vattenfall Power Consultants utredning avseende vindkraftparkens påverkan på
vindförhållandena framgår vilka eventuella konsekvenser vindkraften kan få för
seglingsverksamheten dels inom ”Tippenområdet” dels vid Långedragsflaket.
Vid västliga vindar kan vindförsvagning i seglingsområdet vid Långedragsflaket
teoretiskt beräknas vara upp till ca 8 % (vid neutral skiktning). Samtidigt är
vindens naturliga variation stor eftersom området omges av öar och land där
vinden bromsas upp och turbulensen ökar. Inverkan från lävakarna avtar med
avståndet till vindturbinerna och vindförsvagningen beräknas vara ca cirka 3 %
utanför Långedrag.
10 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
För att vidare utreda om vindförsvagningen kan uppfattas och/eller påverka
seglingsverksamheten har elitseglare från GKSS testseglat i närheten av en
vindkraftpark på Vänern. Elitseglarna har i en rapport beskrivit hur tränings- och
tävlingssegling bedöms påverkas med utgångspunkt från GKSS verksamhet i
Långedrag.
Utanför Köpenhamn står sedan ett antal år tillbaka en stor havsbaserad vindpark,
Middelgrunden vindpark. Parken består av 20 verk med ett inbördes avstånd på
2,5 rotordiameter. Kappseglingar förekommer i direkt anslutning till verken,
exempelvis arrangerades Amager Cup, som är en del i Öresund cup i juni 2012
[9].
5
Konsekvensbedömning
Göteborg som seglingsstad har gott rykte nationellt och internationellt. Ett flertal
stora tävlingar arrangeras varje år. I nuläget arrangeras två till fyra tävlingar/år
med banor på ”Tippenområdet”. Enligt RÅSS är tänkbara planer framöver att
ansöka om att få arrangera ett EM eller VM i Optimistjolle och 2013 arrangeras
junior-SM av berörda klubbar. Tävlingar som kommer att behöva använda bl a
”Tippenområdet” som tävlingsbana *5+.
Vid arrangemang av stora tävlingar krävs vanligen fler än en tävlingsbana på
lämpliga seglingsvatten. Förutom banorna krävs en fungerande infrastruktur på
land så som parkeringar, iläggningsmöjligheter och boende. I kravlistan för
arrangemang av junior SM eller EM finns förutom närhet till tävlingsbanor även
kravet att det skall vara som en familjefest med möjligheter till roliga aktiviteter
för hela familjen. De skall ha karaktären av ett ”Gothia cup” för seglare [5, 10]
Efter att elitseglarna testseglat vid vindkraftverk i Vänern gör de följande
bedömningar angående den eventuella påverkan en vindpark kan få för
seglingen på ”Tippenområdet” och Långedragsflaket.
Elitseglarna bedömning för segling på ”Tippenområdet” är att;
 Träning: Det blir stor negativ påverkan från vindkraftpark.
– Ostabila/oberäkneliga vindar inom 300–500 meter.
– Mycket ostabil vind inom vindkraft park.

Tävling: Det blir stor påverkan från vindkraftpark.
– Turbulent vind skapar förutsättningar som är oberäkneliga för
elitseglaren.
repo001.docx 2012-03-29
11 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
ACLE p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
– Vindkraftfundament skapar hinder samt lä i banan.
Elitseglarnas bedömning för segling på Långedragsflaket är att;
 Träning:
– Ingen upplevd påverkan från vindkraftpark.
– Går ej att urskilja ev. störning från vindkraftpark från andra
störningsfaktorer (öar, moln, temperaturskiftningar, fartyg, osv.).
 Tävling:
– Går ej att urskilja ev. störning från vindkraftpark från andra
störningsfaktorer (öar, moln, temperaturskiftningar, fartyg, osv.)
En vindkraftsetablering på Hake fjord påverkar möjligheten för de berörda
klubbarna att arrangera större mästerskap. Om möjligheten att använda
”Tippenområdet” som tävlingsarena försvinner kan det komma att bli svårt att
hitta en ersättningsyta. Flera av tävlingsklasserna har begränsningar i den
maximalt tillåtna tiden i båten, vissa endast fyra timmar, vilket begränsar
transporttiden ut till banorna [9]. Utsegling till kappseglingsområdet på
”Tippenområdet” är ca 3 nautiska mil, vilket är på gränsen till för långt vid
kappsegling med jollar
Förutsett nulägets aktivitetsnivå på Hake fjord kommer 20- 30 % av tävlingarna
arrangerade av GKSS att behöva omlokaliseras alternativt måste klubben avstå
från att arrangera dem.
Vid ett värsta scenario, dvs. om inga tävlingar kan utföras varken på
Långedragsflaket eller på ”Tippenområdet” blir effekten att runt 35 % av Sveriges
internationella tävlingar behöver omlokaliseras, vilket inte bedöms som
realistiskt. Resultatet blir istället att Sverige får färre internationella tävlingar i
framtiden.
Den sammanfattande bedömningen blir; att om en vindkraftpark byggs inom
”Tippenområdet” kommer inga internationella kappseglingar att kunna
genomföras inom utredningsområdet på Hake fjord, detta på grund av störningar
från parken och de hinder som vindkraftverkens torn kommer att utgöra i
tävlingsbanan. Tränings- och kappseglingsverksamheten på Långedragsflaket
kommer dock inte att påverkas av Vindplats Göteborg, vilket innebär att endast
ett fåtal (< 5 %) av Sveriges internationella tävlingar behöver omlokaliseras.
12 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
6
Referenser:
Följande hemsidor har besökts under perioden 2012-03 till 2012-06.
Ref [5] avser en enkätundersökning.
[1] http://www.svensksegling.se/Forbundet/Omforbundet/
[2] www.ksss.se/
[3] http://www.svensksegling.se/Distrikt/VastkustensSeglarforbund/
[4] http://www.svensksegling.se/Elitsegling/Toppseglingscentrum/
[5] En enkät med frågor rörande samtliga av de berörda klubbarnas seglingstävlingar
som varit listade på Svenska seglarförbundets tävlingskalender under åren 20102012,skickades per mail till berörda klubbar under maj och juni 2012.(Bilaga 2)
http://www.gkss.se/
http://www5.idrottonline.se/HjuviksBK-Segling/
http://www3.idrottonline.se/RadasjonsSS-Segling/
http://www.ldss.se/nya/
[6] http://www.ssf.se/system/kalendrar/visaregatta.asp
[7]http://public.indta.idrottonline.se/EventCalendar.aspx?orgId=78
[8]http://www.sailing.org/regattasearch.php?nocache=1&includeref=regattasear
ch&regattaname=&regattacountry=190&regattayear=2012
[9]http://www.lynetten.dk/15/index.php?option=com_content&view=category&
id=109&Itemid=71
[10] http://www.svensksegling.se/SSFTavlingar/JuniorSM/Tavlingsinfo/
repo001.docx 2012-03-29
13 (13)
RAPPORT
VINDPLATS GÖTEBORG
ACLE p:\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\tränings- och kappseglingsverksamhet vinga vind.docx
ENKÄT TILL SEGLINGSKLUBBAR
Bilaga 1
2011-05
Vi ber Er om hjälp för att beskriva Er tränings- och kappseglingsverksamhet inom Hake fjord
(”Tippen”) och närliggande områden, dels Långedragsflaket men också Dana fjord.
Beskrivningen kan göras lämpligen göras för år 2010 alternativt år 2011. Underlaget kommer
att utgöra en del av miljökonsekvensbeskrivningen för projekt ”Vindplats Göteborg”.
Hake fjord ”Tippen” – område för planerad vindkraftspark
1. Träningssegling.
a. Hur ofta tränar ni i området?
b. Vilka klasser tränar i området?
c. Ungefär hur många båtar deltar normalt?
d. Annat/övrigt?
2. Kappseglingar
a. Hur ofta anordnar ni kappseglingar i området?
b. Vilka klasser tävlar i området?
c. Ungefär hur många båtar deltar i varje tävling?
d. Annat/övrigt?
Långedragsflaket – område utanför Långdrags hamn
3. Träningssegling.
a. Hur ofta tränar ni i området?
b. Vilka klasser tränar i området?
c. Ungefär hur många båtar deltar normalt?
memo04.docx
1 (2)
Sw e co Envi ro nme nt AB
ACLE \\fsgot006\projekt\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\bilaga 1 enkät.docx
d. Annat/övrigt?
4. Kappseglingar
a. Hur ofta anordnar ni kappseglingar i området?
b. Vilka klasser tävlar i området?
c. Ungefär hur många båtar deltar i varje tävling?
d. Annat/övrigt?
Dana fjord – potentiellt område (begränsad användning idag)
5. Träningssegling.
a. Hur ofta tränar ni i området?
b. Vilka klasser tränar i området?
c. Ungefär hur många båtar deltar normalt?
d. Annat/övrigt?
6. Kappseglingar
a. Hur ofta anordnar ni kappseglingar i området?
b. Vilka klasser tävlar i området?
c. Ungefär hur många båtar deltar i varje tävling
d. Annat/övrigt?
memo04.docx
2 (2)
ENKÄT TILL SEGLINGSKLUBBAR
ACLE \\fsgot006\projekt\1314\1311458_vinga vind\640_segling_vindkraftverk\19 original\bilaga 1 enkät.docx
Vindplats Göteborg
Unr. 1311458.640
Bilaga 2
Exempel på enkät till berörda klubbar angående kappseglingar
Klubb
Datum
GKSS
2010
11 apr
Sunday cup 1
Matchracing
17-18 apr GKSS Ice breaker qualifier
Match grade 4
24-25 apr GKSS Ice breaker
Match grade 3
7-9 maj
GKSS OCR m kval till ISAF Youth World
Int Regatta
7-9 maj
GKSS OCR MR
Match grade 4
29-30 maj GKSS Spring cup + kval MCS
Match grade 3
13 jun
Sunday cup 2
Matchracing
5-11 jul
GKSS Match cup sweden
Match grade 1
28-31 jul
SM Drake
SM
28-31 jul
SM Express
SM
5-13 aug Dragon gold cup
Int Regatta
13-14 aug Göteborg offshore race
Int Regatta
28-29 aug GKSS Augustiregatta
Regatta
11 sep
GKSS septembersegling
Regatta
19 sep
Sunday cup 3
Matchracing
25-26 sep GKSS Oktoberreggatta
Regatta
9-10 okt
GKSS Autumn cup
Match grade 3
16-17 okt GKSS KM match race
Match grade 4
23 okt
GKSS KM
Regatta
24 okt
GKSS Sunday cup final
Matchracing
2011
9-10 apr
Kval till GKSS Ice breaker
Matchracing
16-17 apr GKSS Ice breaker
Matchracing
28 apr- 22 sep
GKSS torsdagsseglingar/Bohusbanken
Regatta
cup
5-8 maj
GKSS OCR m kval till ISAF Youth World
Int Regatta
5-8 maj
GKSS OCR Women class race
Matchracing
28-29 maj GKSS Spring cup m kval MCS
Matchracing
4-10 jul
Stena match cup 2011
Matchracing
4-10 jul
Stena match cup 2011
Matchracing
6-9 jul
GKSS Youth match cup sweden
Matchracing
27-30 jul
Marstrandsregattan
Regatta
27-30 jul
Marstrandsregattan
SM
17-21 aug RC 44 Sweden cup
Int Regatta
28-29 aug GKSS Augustiregatta med KM liros cup
Regatta
24-25 sep DM H-båt
DM
24-25 sep GKSS höstregatta
Regatta
8-9 okt
GKSS Autumn cup
Matchracing
2012
21-22 apr GKSS Ice breaker
5-6 maj
GKSS OCR
12-13 maj Youth match cup sweden
26-27 maj GKSS spring cup + kval MCS
6 jun
Klassisk regatta
7-10 jun
Europa cup laser
16-17 jun Youth match cup sweden kval 2
25-30 jun VM match race damer
2-8 jul
Stena match cup sweden
6-8 jul
Youth match cup sweden kval 2
16-22 jul
RC 44 Tour Sweden
23-28 jul
Marstrandsregattan
15-16 sep GKSS Autumn cup
BLAD1
2012-09-24
Tävling
Typ
Tävlings
-typ*
Tävlings
-plats**
1 (2)
P:\1314\1311458_Vinga vind\640_Segling_vindkraftverk\19 Original\Bilaga 2
Vindplats Göteborg
Unr. 1311458.640
Beteckningar att använda i tabellen ovan
tävlingstyp*
I Internationell
N Nationell
Ö Övrigt
Tävlingsplats**
L Långedragsflaket
T Tippen
M Marstrand
-------------------------
BLAD1
2012-09-24
annan namngiven plats
2 (2)
P:\1314\1311458_Vinga vind\640_Segling_vindkraftverk\19 Original\Bilaga 2
RAPPORT
Bilaga 3
Uppdragsnummer: 8H31975.100
2012-11-08
SWECO ENVIRONMENT AB
Vindkraftens inverkan på segling
Vindplats Göteborg
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
1
Dokumentkontroll
Klient
Rubrik
Lars Grahn, SWECO Environment AB
Vindkraftens inverkan på segling – Vindplats Göteborg
Projektnr.
8H31975.100
Reviderad
Daterad
Utfärdare
Original
Daterad
Utfärdare
Kontrolldatum
Kontrollerad av
Kontakt
Jenny Lundén
Pöyry SwedPower AB
P.O. Box 1002
405 21 Göteborg
Besöksadress: Gullbergs Strandgata 8
E-Post: [email protected]
Tel. +46 (0) 73 030 74 23
Business ID: 556850-0515
www.poyry.se
2012-11-01
Jenny Lundén
Nya avstånd för Långedrag och Dana fjord.
2011-05-04
Lasse Johansson och Jenny Lundén
Vindkraftens inverkan på segling – Vindplats Göteborg
Vattenfall Power Consultant (VPC)
2011-05-04
Niklas Grahn och Peter Schelander
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
2
SAMMANFATTNING
Göteborg Energi överväger att bygga en vindkraftpark i Hake fjord. I ett vindkraftverk
omvandlas rörelseenergi till ström vilket gör att vinden försvagas strax bakom vindturbinen,
luften kommer också att rotera som en långsträckt virvel och en lävak uppstår nedströms. Som en
del av de undersökningar som görs i samband med en vindkraftsutbyggnad görs en studie som
skattar lävaken från vindkraftparken och dess påverkan på seglingen i området framför allt på tre
platser, vid "Tippenområdet", Långedrag och Dana fjord.
Vindens naturliga variation i området är stor eftersom Hake fjord omges av öar och land.
Området har varierande marktyper från mjuka vattenytor till träd och stadsbebyggelse vilket gör
att vinden bromsas upp över de ojämna ytorna, turbulensen ökar och höjer vindens variabilitet i
området.
Lävakarnas påverkan på seglingsområdena beror på vindriktningen, det måste blåsa från
vindturbinerna mot seglingsområdet, vädersituationen och atmosfärens skiktning. Instabil
skiktning är vanligt under mulna blåsiga dagar eller då kall luft passerar varmt vatten. Vid
instabil skiktning sker en kraftig omblandning av det lägsta luftskiktet vilket även blandar om
luften vertikalt och suddar ut lävaken innan den hunnit sprida sig nedströms och ned mot ytan.
Vid stabil skiktning, som förekommer då varm luft passerar kallt vatten, vilket är vanligt vid
frånlandsvind på sommaren, kan lävaken inte nå vattenytan vid "Tippenområdet". Den kalla
luften närmast vattenytan är tung (har hög täthet) och hindrar luften i lävaken från att röra sig
nedåt mot vattenytan.
Den existerande teorin för lävakar bygger på att luften är neutralt skiktad, det vill säga att det
varken finns någon extra stabiliserande eller omblandande effekt. Neutral skiktning är vanligt
förekommande över hav vilket innebär att teorin för lävakar är tillämpbar.
Seglingsområdet "Tippenområdet" som ligger i det planerade området för "Vindplats Göteborg"
kommer troligen inte att påverkas av lävakarna från vindkraftverken eftersom vindförsvagningen
inte når seglingshöjd (5 – 15 meter) utan är centrerad kring navhöjd. Om vindkraftparken stängs
av bildas inga lävakar bakom vindturbinerna. Däremot kommer vinden lokalt att påverkas av
vindkraftverkens torn. Läeffekten bakom cylindriska föremål är dock mindre jämfört med
lävaken bakom en roterande rotor. Luften som tvingas passera vindkrafttornet förlorar inte någon
energi till tornet till skillnad från en roterande rotor vars syfte är att omvandla energin i luften till
ström.
Seglingsområdet vid Långedrag är omgivet av land i alla riktningar utom för sydvästliga vindar.
Vid västliga vindar kan vindförsvagning i seglingsområdet vid Långedragsflaket, cirka 3,4 km
från "Vindplats Göteborg" vara upp till 6 procent (vid neutral skiktning). Inverkan från lävakarna
avtar med avståndet till vindturbinerna.
Som exempel på seglingsbara vatten vid Dana fjord används avstånden 500 meter och cirka 2
km. Seglingsområdet är omgivet av land i alla riktningar utom för sydvästliga vindar. När vinden
är östlig till sydlig kan den planerade vindkraftparken ge en vindförsvagning på 11 procent (vid
neutral skiktning). För det kortaste avståndet, 500 meter är vindminskningen vid 15 meters höjd
från havsytan cirka 2 procent, men lävaken når inte ned till vatten ytan.
Den skattade vindförsvagningen är cirka 6 procent vid Långedragsflakets yttre gräns, där
avståndet till närmsta eventuella vindturbin position är cirka 3,4 km. Vi antar att
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
3
vindförsvagningen från lävaken endast kan ha en mätbar konsekvens om den i sig själv är
förnimbar eller mätbar. Vi konstaterar att vindstyrkan varierar kraftigt i området,
mellanårsvariationen för vindstyrkan under de senaste 21 åren är 9 procent. Om man ska
upptäcka en försvagning av sommarmedelvinden på 6 procent måste man mäta vinden under
minst 11 år. Vindstyrkeminskningarna är inte mätbara och därför inte heller förnimbara.
Detta resultat gäller under mycket gynnsamma betingelser, medelvinden måste mätas under mer
än 11 år för att få en högre noggrannhet. Vindklimatet måste vara stationärt vilket det inte är;
vinden ändrar sig på decennieskala, på sekelskala och så vidare. Resultatet betyder därför i
praktiken att en vindförsvagning på 6 procent från den planerade anläggningen inte är mätbar.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
4
Innehåll
1
INLEDNING
5
2
VINDENS NATURLIGA VARIATION
6
2.1
2.2
2.3
2.4
Variationer på olika rumskalor
Variationer i höjdled
Variationer på olika tidsskalor
SMHI stationen Vinga
3
EN KORT INTRODUKTION TILL NÅGRA METEOROLOGISKA BEGREPP
13
3.1
3.2
3.3
Gränsskiktet
Turbulens och byighet
Atmosfärens stabilitet
13
14
15
4
VINDKRAFTVERK OCH LÄVAKAR
17
4.1
4.2
4.3
4.4
Vindkraftverk
Vakteori
Lävakens utbredning vid olika vädersituationer
Vindtunnelexperiment
17
18
19
21
5
RESULTAT
23
5.1
5.2
5.3
5.4
Inledning
Lävakens påverkan på vinden
Lävakens utbredning nedströms
Strömning kring ett vindkraftverk
23
24
27
27
6
ANALYS OCH DISKUSSION
29
6.1
6.2
Vindens naturliga variation i området
Mätbart och förnimbart
29
31
6
6
7
11
REFERENSER
33
APPENDIX 1
34
APPENDIX 2
36
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
5
1
INLEDNING
Göteborg Energi överväger att bygga en vindkraftpark i Hake fjord som ligger mellan farlederna
i inloppet till Göteborg. I samband med vindkraftsatsningar görs utredningar av olika slag, från
hur blåsig platsen är till beskrivningar av miljön, hur det ser ut idag och en undersökning av hur
området kan påverkas av en eventuell vindkraftpark. Som en del av dessa undersökningar har
Vattenfall Power Consultant AB1 av SWECO Environment AB fått i uppdrag att skatta
vindkraftparkens påverkan på seglingen i området framför allt på tre platser, vid
"Tippenområdet" mellan farlederna, Långedragsflaket utanför Långedrag och Dana fjord sydöst
om Hönö, se Figur 1. När undersökningen görs 2010/2011 är vindkraftverkens placeringar ännu
inte bestämda, det röda området visar den ungefärliga platsen för den planerade vindkraftparken
"Vindplats Göteborg".
2011 förvärvade Pöyry Oyj majoriteten av Vattenfall Power Consultant AB och i samband med
det bytte Vattenfall Power Consultant AB namn till Pöyry SwedPower AB.
I samband med uppdateringen av denna rapport finns en preliminär lokalisering av
vindkraftverken. Det kortaste avståndet mellan utredningsområdet för "Vindplats Göteborg" och
Långedrags Segelsällskaps västra kappseglingsområde är cirka 2 km och avståndet till den
närmsta eventuella turbinpositionen är cirka 3,4 km. Som exempel på avstånd mellan
utredningsområdet och seglingsbara vatten i Dana fjord används 500 meter och cirka 2 km. Vid
skattningen av vindförsvagningen diskuteras effekterna under seglingssäsongen, april till och
med oktober.
Figur 1. Översiktskarta över Göteborgs skärgård. Det röda området visar den planerade
vindkraftparken "Vindplats Göteborg" ungefärliga placering och de tre blå cirklarna visar
seglingsområden vid Dana fjord (vänster), "Tippenområdet" (mitten) och Långedragsflaket
(höger). Den röda pilen visar SMHI-stationen Vinga.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
6
2
VINDENS NATURLIGA VARIATION
Vinden är inte konstant utan varierar ständigt både i rummet och över tid. I detta kapitel beskrivs
olika aspekter av vindens variation och hur stor variation vi kan förvänta oss inom det aktuella
området. Sist i kapitlet ges en kort beskrivning av SMHI's mätstation på Vinga. Vinddata från
Vinga används för att illustrera den lokala variationen på olika tidsskalor.
2.1
Variationer på olika rumskalor
Processer i atmosfären sker på olika skalor både i tid men också i rummet. Den största rumskalan
omfattar hela jordklotet och kallas den planetära skalan. Processer på denna skala är till exempel
säsongsvariationer, med en tidsskala på flera veckor och längdskala på tusentals kilometer.
Utvecklingen av lågtryck (cykloner) och varm – och kallfronter sker på den regionala skalan där
längdskalan är hundratals kilometer och tidsskalan är några dygn.
På den lokala skalan har topografin och terrängen stort inflytande på vinden. Längdskalan är
några tiotals kilometer och tidsskalan är en del av ett dygn. Ett exempel är sjöbrisen som under
sommar förmiddagar blåser från havet och in över land och små stackmoln bildas ofta nära
kusten. Under varma sommardagar kan vindstyrkan vara upp mot 10 m/s. På kvällen vänder
vinden och det blåser från land och ut över havet igen (landbris).
På den minsta skalan, mikroskalan sker förändringar snabbt från minuter till någon timme som
till exempel när vattendropparna ett litet stackmoln (cumulusmoln) blir fler och växer sig större
av vattenångan som finns i luften. Molnet kan under några timmar växa och bli ett bymoln
(cumulunimbusmoln), se Figur 2.
2.2
Variationer i höjdled
I höjdled börjar de atmosfärsiska processerna strax ovanför markytan och sträcker sig cirka tio
kilometer upp, högre upp är luften varm och torr vilket skapar en naturlig gräns. Ett mäktigt
bymoln kan täcka in hela den vertikala skalan. Molnets undersida ligger ungefär tio meter från
markytan och sträcker sig upp till den naturliga gränsen, därefter kan molnet bara breda ut sig i
sidled. När molntoppen breder ut sig i höjdled kallas det för ett städ, se Figur 2.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
7
Städ
Bymoln
Stackmoln
Figur 2. Stackmoln och ett mäktigt bymoln med städ.
2.3
Variationer på olika tidsskalor
Ett mätinstrument mäter typiskt vindstyrkan en gång per sekund och bildar därefter medelvärden
över tio minuter. Vindstyrkan varierar både på korta tidsskalor från några sekunder till ett dygn
och på långa tidsskalor som mellan olika säsonger och år. Ett exempel på variationen mellan två
år visas i Figur 3. Den vänstra figuren visar hur vinden varierat mellan april och oktober 2009
och den högra visar samma period för 2010. För att öka tydligheten visas dygnsmedelvärden. Det
var blåsigare under juni – juli 2009 jämfört med samma period under 2010. Figuren visar också
att det i allmänt är blåsigare under hösten än under sommaren.
Ett exempel på vindens variation under en månad exemplifieras i Figur 4, i detta fall är det
september 2010 som visas. Vinden varierar mellan någon meter per sekund vilket syns som små
krusningar på kurvan till stora toppar och dalar där skillnaden mellan topp och dal är som mest
tolv meter per sekund under mätperioden. Variationerna beror på att lågtryck tillsammans med
varm – och kallfronter passerar området där mätstationen står.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
8
18
18
2009
2010
16
16
14
14
Vindstyrka [m/s]
Vindstyrka [m/s]
12
10
8
12
10
8
6
6
4
4
2
0
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
2
Nov
Apr
May
Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Figur 3. Vindens variation under april – oktober, dygnsmedelvärden. Den vänstra figuren visar
2009 och den högra 2010. Data från SMHI stationen Vinga.
2010
18
16
Vindstyrka [m/s]
14
12
10
8
6
4
2
09/05
09/12
09/19
09/26
Figur 4. Vindens variation under en månad (september 2010), 10-minuters medelvärden. Data från
SMHI stationen Vinga.
En typisk variation av vindstyrkan under ett dygn visas i Figur 5. Vinden är svag under de tidiga
morgontimmarna och ökar under förmiddagen för att sedan avta under eftermiddagen och
kvällen. Dygnsvariationen kan vara flera meter per sekund och beror på att solen värmer luften
nära marken, luften stiger och ersätts med svalare luft. Framåt dagen är temperaturskillnaden
utjämnad och omblandningen (vinden) minskar.
Vindens variation på sekundskala visas i Figur 6. Även på så korta tidsskalor kan vindens
variation uppgå till flera meter per sekund. Figuren visar att variationer på mer än 1 m/s
förekommer cirka tio gånger under denna 10-minuters period. Vindstyrkan varierar från 2 till 5
m/s och medelvärdet är 3,8 m/s. Vindens variation är högre nära vattenytan (cirka 5 meter från
vattenytan) eftersom luften bromsas upp mot underlaget och turbulensen ökar. Skillnaderna är
dock mindre över hav eftersom vattenytan är slätare jämfört med en landyta.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
9
medelvind
byvind
16
Vindstyka [m/s]
14
12
10
8
6
4
00:00
06:00
12:00
Tid [h]
18:00
00:00
Figur 5. Vindens variation under ett dygn. Den blå linjen är 10-minuters medelvind och den röda är
byvinden (det högsta uppmätta värdet under en timme). Data från Älvsborgsbron, april 2003 .
6
5
vindstyrka (m/s)
4
3
2
1
0
0
100
200
300
tid (s)
400
500
600
Figur 6. Vindens variation under 10 minuter. Den blå linjen visar vindstyrkan. Den streckade gröna
linjen visar 10-min medelvärdet, de rosa linjerna är turbulensen (vindstyrkans standard avvikelse)
och den streckade blå linjen är byvinden (det uppmätta högsta värdet under en timme).
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
10
Figur 7 visar vindriktningen under en månad mätt på Vinga. Vinden är övervägande nordnordostlig vind i början av september till sydvästlig i mitten av månaden. Vinden byter riktning
även på kortare tidsskalor, till exempel från nordostlig till västlig vind på mindre än 6 timmar, se
Figur 7. Precis som vindstyrkans månadsvariation styrs detta till stor del av hög– och lågtryck
som passerar området. Vindriktningens variation under ett dygn visas i Figur 8. Under detta dygn
har vinden varit sydostlig och övergått till nordvästlig vind under kvällen.
Vindriktningens variation på sekundskala visas i Figur 9. På denna skala syns vindriktningens
ständiga variation tydligt som små krusningar på kurvan.
350
300
Vindriktning [grader]
250
200
150
100
50
09/05
09/12
09/19
09/26
Figur 7. Vindriktning september 2010. Vindriktningen mäts medsols från norr, 90o betyder östlig
vind, 180o är sydlig och 270o är västlig vind. Den röda rektangeln visar ett exempel på en snabb
ändring (mindre än 6 timmar) av vindriktningen. Data från SMHI stationen Vinga.
340
Vindriktning [grader]
320
300
280
260
240
220
00:00
06:00
12:00
Tid [h]
18:00
00:00
Figur 8. Vindriktningens variation under ett dygn. Vindriktningen i figuren är sydvästlig (225o) till
nordnordvästlig (330o). Data från SMHI stationen Vinga.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
11
270
260
Vindstyrka (grader)
250
240
230
220
210
200
0
100
200
300
Tid (s)
400
500
600
Figur 9. Vindriktningens variation under 10 minuter. Vindriktningen i figuren är sydvästlig (225o) till
västlig (270o).
2.4
SMHI stationen Vinga
SMHI har en meteorologisk mätstation på ön Vinga som är belägen längst ut i Göteborgs
skärgård, cirka 15 km från fastlandet. Den 10 m höga masten står på en bergknalle och området
öppet i alla vindriktningar, se Figur 10. Mätstationen har varit i drift sedan 2008.
Mätningarna från Vinga visar en tydlig variation på olika tidsskalor från mellanårsvariationer till
månader, dagar och timmar. Vinga är en havsbaserad mätstation som kan anses vara
representativ för vinden vid "Tippenområdet". Vid Långedrag är vinden svagare när det blåser
från vissa vindriktningar, till exempel vid frånlandsvind eftersom vinden då bromsas upp över
land, se Figur 1.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
12
Anemometer
(vindstyrka)
Vindflöjel
(vindriktning)
Figur 10. SMHI stationen Vinga (x = 639745, y = 124915). De röda pilarna visar anemometern som
mäter vindstyrka och vindflöjeln som mäter vindriktningen. Bakom masten syns fyren på Vinga.
Den svarta cirkeln markerar fyrens mätstation som också består av en anemometer och en
vindflöjel. Foto från SMHI.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
13
3
EN KORT INTRODUKTION TILL NÅGRA METEOROLOGISKA
BEGREPP
För att beskriva hur vindkraftverk påverkar vinden i området de är placerade i kan det behövas en
kort introduktion till några meteorologiska begrepp. Kapitlet börjar med en vertikal indelningen
av atmosfären där bland annat gränsskiktet ingår och en beskrivning av skillnaden mellan
turbulens och byvind. Därefter beskrivs lävaken som bildas bakom ett vindkraftverk och
lävakens utseende vid olika vädersituationer visualiseras med hjälp av bilder på skorstensrök
(plymer).
3.1
Gränsskiktet
Atmosfären delas in i olika delar där den lägsta delen kallas troposfären och som sträcker sig från
markytan och cirka tio kilometer upp. I troposfären finns det vi förknippar med väder, det vill
säga fuktighet (vattenånga), moln och nederbörd. Troposfären delas i sin tur in i olika delar och
området från markytan och upp till en kilometer upp kallas för gränsskiktet eller ytskiktet.
Gränsskiktet påverkas i stor utsträckning av markytan. Vinden bromsas upp mot den ojämna
markytan vilket gör att vindhastigheten ökar med höjden samtidigt som vinden vrider sig.
Vindens variation med höjden, vindprofilen är olika över hav och land eftersom underlaget är
olika. Över land bromsas vinden kraftigt av den ojämna markytan och vindprofilen blir brantare
jämfört en vindprofil över hav, eftersom havsytan är mjukare bromsas vinden upp långsammare,
se Figur 11.
Figur 11. Schematisk illustration av vindprofiler över land (vänster) och hav (höger). Markytan är
ojämnare över land vilket gör att vinden bromsas upp snabbare och vindprofilen blir brantare
jämfört över den jämnare havsytan.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
14
3.2
Turbulens och byighet
Vinden är inte konstant utan ändrar ständigt hastighet och riktning. I den turbulenta vinden finns
virvlar av alla storlekar från hundratals meter ned till någon millimeter. Virvlarna blir mindre och
mindre och så småningom löses de upp när deras rörelseenergi övergår till värmeenergi. Den
turbulenta vinden är slumpmässig eftersom det inte går att förutsäga vilken hastighet den har vid
en viss tidpunkt och plats, däremot kan man ge en statistik beskrivning av vinden. Den turbulenta
vinden är inte heller linjär vilket betyder att små ändringar kan skapa stora förändringar i vinden.
Strömlinjeformade föremål som till exempel en flygplansvinge stör inte den omgivande luften i
så stor utsträckning medan vingen på ett vindkraftverk virvlar om luften nedströms. Hur länge
turbulensen finns kvar bakom föremålet, till exempel ett vindkraftverk beror på objektets storlek
och form, vindens hastighet och luftens stabilitet. Det sistnämnda handlar om hur luftens rörelser
förstärks eller dämpas vid olika vädersituationer och beskrivs vidare i avsnitt 3.3.
Figur 12. Strömlinjer kring ett föremål. Fotografi från Mouvements de l'air, Georges Didi-Huberman
och Laurent Mannoni.
Skillnaden mellan turbulens och byighet beror ofta på sammanhanget, i dagligt tal beskriver man
ofta vinden som byig om vindstyrkan varierar snabbt under kort tid. I meteorologiska
sammanhang är byvinden det högsta uppmätta värdet under en timme medan turbulensen är
vindstyrkans standardavvikelse. Vindens variation vid Älvsborgsbron uppmätt under ett
september dygn visas i Figur 13, den blå linjen visar tio minuters medelvärde av vindstyrkan, de
svarta streckade linjerna visar turbulensen och den röda linjen är byvinden. Turbulensen är lägre
än byvinden men byvinden är mer påverkad av slumpen eftersom det är det högsta värdet under
en timme medan turbulensen är baserad på tio minuters medelvärden.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
15
18
medelvind
turbulens
turbulens
byvind
16
Vindstyka [m/s]
14
12
10
8
6
4
2
00:00
06:00
12:00
Tid [h]
18:00
00:00
Figur 13. Vindens variation under ett dygn. Den blå linjen visar 10-minuters medelvärden, den
svarta streckade är turbulensen och den röda är byvinden. Data från Älvsborgsbron, april 2003.
Markytans ojämnhet och temperatur skillnader i luften är faktorer som påverkar hur turbulent
vinden är. Till exempel skapar skog mer turbulens jämfört med en slät åker vilket illustreras i
Figur 14. Vinden blir också mer turbulent vid tillfällen då vi har kall luft ovanför en varm
vattenyta, detta är en vanlig situation under hösten. Den omvända situationen då vi har varm luft
ovanför en kall yta dämpar turbulensen.
Figur 14. Schematisk illustration av vindstyrka och turbulens över skog och öppen mark.
Vindstyrkan ökar med höjden och turbulensen är större över skog.
3.3
Atmosfärens stabilitet
I atmosfären varierar luftens temperatur med höjden vilket får betydelse för hur luften rör sig
eller om luftens vertikala rörelser dämpas eller förstärks. Stabiliteten delas in i tre olika
kategorier, instabil, neutral eller stabil. För att beskriva stabiliteten och därmed rörelsen i
atmosfären jämförs ofta temperaturen hos en avgränsad mängd luft, en luftbubbla, med
temperaturen hos den omgivande luften.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
16
Vid instabil skiktning är luftbubblan varmare och lättare än den omgivande luften. En luftbubbla
som stiger uppåt i atmosfären kommer då att fortsätta röra sig uppåt vilket illustreras i den högra
delen av Figur 15, det innebär att omblandningen av luften förstärks. Instabil skiktning har vi till
exempel under mulna blåsiga höstdagar eller under varma sommardagar. Vid instabil skiktning är
luften oftast väl omblandad i hela gränsskiktet.
Vid stabil skiktning är luftbubblan tyngre och kallare än den omgivande luften. En luftbubbla
som är på väg uppåt i atmosfären kommer då att sjunka nedåt igen vilket illustreras i den vänstra
delen av Figur 15, det innebär att omblandningen av luften dämpas. Stabil skiktning har vi under
kalla klara nätter.
En inversion är en kraftig stabil skiktning (en kraftig temperatur ökning med höjden) som
dämpar turbulensen och lägger sig som ett lock över gränsskiktet. Ofta är luften instabilt skiktad
under inversionen. Inversioner har stor betydelse för spridningen av föroreningar i luften. Om
utsläppskällan ligger ovanför inversionen begränsas transporten ned i gränsskiktet medan
luftkvalitén kraftigt försämras om utsläppskällan befinner sig under inversionen. Den turbulenta
omblandningen gör att utsläppen sprids i hela gränsskiktet och stannar kvar så länge inversionen
är kvar.
Figur 15. Schematisk illustration av stabil skiktning till vänster och instabil skiktning till höger. De
färgade cirklarna illustrerar en stigande luftbubblas temperatur i förhållande till den omgivande
temperaturen och luftbubblans rörelse riktning. Potentiell temperatur är ett meteorologiskt
begrepp som innebär att man inte tar hänsyn till luftens fuktighet.
Neutral skiktning är ett mellanting mellan stabil och instabil skiktning vilket betyder att de
vertikala rörelserna är opåverkade. Luftbubblan har samma temperatur som den omgivande
luften och rör sig hela tiden upp och ned i atmosfären. Neutral skiktning är vanlig under blåsiga
dagar.
Teoretiskt baserade vertikala profiler för olika typer av skiktning visas i Figur 16. Vid stabil
skiktning till exempel under våren när markytan är kall och luften strax ovanför är varmare så
ökar vindstyrkan snabbare med höjden. Vid instabil skiktning är luften strax ovanför markytan
varmare än luften en bit upp vilket leder till att luften omblandas. Vid instabil skiktning ökar
vindstyrkan långsammare med höjden. Neutral skiktning är ett mellanting mellan stabil och
instabil skiktning.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
17
s
Figur 16. Vindens variation med höjden för stabil och instabil skiktning samt en logaritmisk profil.
Alla kurvorna är teoretiska.
4
VINDKRAFTVERK OCH LÄVAKAR
4.1
Vindkraftverk
Vindkraftverk med horisontell axel kan vridas så att rotorn och vingarna hela tiden pekar mot
vindriktningen. Hos en del modeller kan vingarna deformeras av sin egen tyngd (tyngdkraften)
vilket gör att de drivs sakta runt av en elmotor även när vindkraftverket är avstängt. Två vanliga
begrepp i vindkraftsammanhang är navhöjd, vilket är avståndet från marken och upp till rotorn,
och rotordiameter. Dessa två begrepp är illustrerade i Figur 17.
Figur 17. Schematisk illustration av ett vindkraftverk.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
18
Effekten från ett vindkraftverk varierar med vindhastigheten, se Figur 18. Vindturbinen börjar
normalt producera ström vid 3 m/s därefter ökar effekten tills den når sitt maxvärde, i figuren 2,5
MW vid cirka 16 m/s sedan planar kurvan ut. Maxvärdet varierar för olika vindturbinmodeller.
När det blåser mer än 25 m/s stängs vindkraftverket ned eftersom slitaget på vindturbinen ökar
utan att mer effekt utvinns.
I ett vindkraftverk omvandlas rörelseenergi till ström vilket gör att luften bromsas samtidigt som
rotorbladen gör vinden mer turbulent bakom vindkraftverket. Vindturbinens effekt beror på
rotorns diameter. Längre vingar ger mer energi. Teoretiskt går det som mest att utvinna 59
procent av vindens energi.
Figur 18. Ett exempel på en effektkurva för ett vindkraftverk.
4.2
Vakteori
Luften utövar ett vridmoment på vindturbinen och utsätts samtidigt själv för ett lika stort men
motriktat vridmoment. Det gör att luften bakom vindturbinen roterar åt motsatt håll mot
vindturbinen, som en långsträckt virvel och en lävak uppstår nedströms. Vingspetsarna gör att
vinden börjar rotera och virvlarna rör sig nedströms bakom vindturbinen och luften i lävaken blir
turbulent. Vinden försvagas vid navhöjd strax bakom vindturbinen eftersom rörelse energi tas
från vinden. Turbulensen gör att luften blandas om och nedströms vindturbinen är
vindförsvagningen jämt fördelad i hela lävaken.
Lävaken som bildas bakom vindkraftverket kan delas upp i två regioner, närområdet (< 3
rotordiametrar från vindturbinen) och fjärrområde (> 15 rotordiametrar från vindturbinen). I
närområdet påverkas strömningen av rotorbladens utseende medan vaken i fjärrområdet enbart
beror på dragkraften och på den turbulenta rörelse energin som skapas av rotorn.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
19
Nedströms vindturbinen blandas den roterande turbulenta luften med ostörd luft vilket gör att
lävakens volym ökar. Utspädningen gör att lävaken alltmer liknar den omgivande luften och
vindturbinens påverkan avtar. Vindstyrkan ökar medan turbulensen och virvlingen minskar och
så småningom når lävaken vattenytan. På ett visst avstånd från vindturbinen är lävaken inte
längre märkbar.
Lävakar har betydelse för energiproduktionen i vindkraftparker. Om vindturbinerna läar varandra
minskar energiproduktionen med några procent. Omblandningen ökar om luften är turbulent och
därför kan turbulens som skapas av närliggande vindkraftverk leda till snabbare återhämtning av
vindstyrkan, det vill säga lävaken fylls igen snabbare.
En schematisk illustration av en lävak bakom en vindturbin visas i Figur 19. Lävaken har ett
konformat utseende där vindförsvagningen är störst vid navhöjd strax bakom vindturbinen.
Lävaken vidgar sig nedströms och det krävs ett visst avstånd innan vindförsvagningen når
seglingshöjd och ytterligare en sträcka innan den når vattenytan. Lävakens utbredning och när
vindförsvagningen når vattenytan beror på vädersituationen och atmosfärens skiktning.
Rotation
Svagare vind
Ostörd vind
Vaken späds ut och
försvinner nedströms.
Turbulens
Rotation
På ett visst avstånd når vaken ytan
Figur 19. Schematisk illustration av en vak bakom en vindturbin.
4.3
Lävakens utbredning vid olika vädersituationer
För att skapa oss en (intuitiv) bild av lävakens utbredning nedströms en vindturbin kan vi
använda rökplymer från skorstenar. Till skillnad från en lävak är rökplymer inte turbulenta vilket
gör att rökplymer blandas ut långsammare och syns därmed tydligare och under längre tid. De tre
följande figurerna visar hur skorstensrök breder ut sig vid olika vädersituationer och används för
att åskådliggöra lävakens utbredning.
Under dagar med klart väder och svag vind till exempel vid en högtryckssituation dämpas luftens
rörelse och luften är stabilt skiktad. I dessa situationer får lävaken eller rökplymen ett smalt
utseende och skorstens rök kan sträcka sig långt nedströms vilket illustreras i Figur 20. Andra
tillfällen då luften är stabilt skiktad är när varm luft passerar kallt vatten, vilket är vanligt under
vintern och våren.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
20
Figur 20. Rökplym för en vädersituation med stabilt skiktad luft.
Under mulna blåsiga dagar blandas luften om och skiktningen är instabil och skorstensröken
sprider sig ned mot marken vilket illustreras i Figur 21. I en sådan situation kommer lävaken
bakom en vindturbin att vara utbredd men eftersom luften blandas om fylls vaken snabbt igen.
Andra situationer med instabil skiktning är då kall luft passerar varmt vatten till exempel under
hösten.
Rökplymen i Figur 21 sprider sig ned mot marken men inte i höjden. Detta är en vanlig situation,
luften är instabilt skiktad nära marken och ovanför finns en inversion (extremt stabilt skiktad
luft) som begränsar den vertikala spridningen av röken.
Figur 21. Rökplym för en vädersituation med instabilt skiktad luft nära marken och en inversion
ovanför.
Under blåsiga dagar är luften neutralt skiktad i en sådan situation sprider sig skorstensröken åt
alla håll och plymen får ett konformat utseende, se Figur 22. Den existerande teorin för lävakar
bygger på att luften är neutralt skiktad det vill säga det finns varken någon stabiliserade eller
omblandande effekt.
Figur 22. Rökplym för en vädersituation med neutral till svagt stabilt skiktad luft.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
21
4.4
Vindtunnelexperiment
Naturen är komplex och det kan vara svårt att hitta rätt förhållande för den process eller fenomen
man vill studera. Som komplement till mätningar i fält används vindtunnelexperiment och
modellstudier. I vindtunnelexperiment bygger man upp en nedskalad modell av det man vill
studera, till exempel lävakar som bildas bakom vindturbiner. Fördelen är att man kan styra
miljön, till exempel vindstyrka och vindriktning och på så sätt isolera de fenomen man vill
studera.
Lävakar har stor betydelse för hur mycket ström som produceras och för slitaget på
vindturbinerna. I ett arbete av Chamorro och Porté-Agel, 2009 studerades turbulens och
vindförsvagning i lävaken nedströms vindturbiner i ett neutralt gränsskikt för både jämna och
ojämna underlag. Eftersom havsytan är slät (jämfört med en skog till exempel) återges enbart
resultaten från studierna gjorda över en jämn yta. Resultaten från deras studier visar att:
Turbulensen inte är jämt fördelad i hela lävaken utan att den är högre i den övre delen av
lävaken och lägre i den nedre delen. Notera att Figur 19 är en schematisk bild för att
illustrera lävaken bakom en vindturbin.
Resultat från vindtunnelexperimentet över jämn yta visas i Figur 23. Figurerna visar
vindförsvagning för fyra avstånd nedströms vindturbinen där a) är tre rotordiametrar
bort, b) är fem rotordiametrar, c) är tio rotordiametrar och d) är femton rotordiametrar.
Bildserien visar att vindförsvagningen är symetrisk kring navhöjd och kurvans maximum
minskar med avståndet från vindturbinen samtidigt som det flyttas uppåt. Den streckade
röda linjen i Figur 23 visar navhöjd och används som referenslinje för att lättare se hur
maxima flyttas uppåt när avståndet från vindturbinen ökar.
Figur 23 visar också att vindförsvagningen avtar med avståndet från vindturbinen och
blir jämt fördelat i hela lävaken, det tydliga maxima försvinner allt mer.
Vindförsvagningen är fortfarande märkbar mer än femton rotordiametrar nedströms. Den
blå vertikala linjen används som referenslinje för att visa hur lävakens maxima minskas
och jämnas ut när avståndet från vindturbinen ökar. Även turbulensen minskar med
avståndet från vindturbinen.
Markytans råhet påverkar lävakens utbredning, om ytan är jämn som till exempel över
hav når vaken ytan cirka tio rotordiametrar nedströms. Över en ojämn yta når vaken
marken tidigare. Notera att Figur 23 enbart visar vindförsvagningen över en jämn yta
(Motsvarande figur för ojämn yta är Figur 7 i Chamorro och Porté-Agel, 2009 ).
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
22
Figur 23. Vindförsvagningen på olika avstånd från vindturbinen för jämn yta. Den streckade röda
linjen visar navhöjd och används som referenslinje för att lättare se hur maxima flyttas uppåt när
avståndet från vindturbinen ökar. Den blå vertikala linjen används som referenslinje för att visa
hur lävakens maxima minskas och jämnas ut när avståndet från vindturbinen ökar. Den svarta
linjen indikerar 15 meters nivån. Bildserien kommer från Chamorro och Porté-Agel, 2009.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
23
5
RESULTAT
5.1
Inledning
Som vi tidigare nämnt är vindens variation i tid och rum stor, även på korta tidsskalor (sekunder)
kan vinden variera med flera meter per sekund. Är då gradvisa förändringar av vinden som till
exempel i en lävak bakom ett vindkraftverk, märkbara i en så variabel omgivning eller är det likt
ljudet från en orkester som värmer upp, är det svårt att urskilja enstaka instrument i den allmänna
ljudridån?
Den planerade vindkraftparken "Vindplats Göteborg" kommer att bestå av ett flertal vindturbiner
som står utspridda i utredningsområdet. I en vindkraftpark kan de individuella lävakarna smälta
samman och bilda en gemensam lävak. Hur detta sker beror på flera faktorer exempelvis
avståndet mellan vindturbinerna, vindkraftverkens placering om de står på rad bakom varandra
eller om de är utspridda. Figur 24 illustrerar lävakar bakom två vindkraftverk och hur den
gemensamma vaken kan se ut nedströms vindturbinerna beroende på vindturbinernas placering
(A och B). Utsuddningen av lävaken nedströms vindturbinen illusteras genom gråskalan i figuren
och områden där lävakarna överlappar varandra illusteras med rött. Atmosfärens stabilitet,
vädersituationen och vindriktning har också stor betydelse för lävakarnas utbredning. Vid instabil
skiktning är omblandningen kraftig och lävaken suddas snabbt ut vilket gör att utbredningen
begränsas och lävakarna hinner inte smälta samman, vilket illusteras i Figur 24 C.
Det innebär att den totala läeffekterna från flera vindkraftverk överskattas om de enskilda
lävakarna summeras. En bättre uppskattning av den totala läeffekten från flera vindkraftverk fås
genom att multipliceras de enskilda lävakarna eller i teoreriska sammanhang utgå från den
dominerande lävaken.
Figur 24. Schematisk illustration av lävakar bakom två vindturbiner placerade bredvid varandra (A)
och efter varandra (B) och när vakarna löses upp innan de hinner smälta samman (C).
Utsuddningen av lävaken nedströms vindturbinen illusteras av gråskalan och områden där
lävakarna överlappar varandra indikeras med rött.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
24
I de programvaror som finns i dag för att beräkna vakförlusterna i en vindkraftpark användes
olika typer av vakmodeller som utgår från antagandet att vakens diameter ökar linjärt med
avståndet. Det vanligaste är att man utgår från vindminskningen från en vindturbin och därefter
beräknar effekten av lävakarna från övriga vindturbiner i vindkraftparken, till exempel genom att
beräkna kvadrat summan av de individuella vindminskningarna från de övriga vindturbinerna
efter att områden med överlappande vakar har dragits bort.
I en vindkraftpark påverkas vindturbinerna av lävakarna från de övriga vindturbinerna men också
av turbulensen som uppkommer från de omgivande vindturbinerna. Turbulensen gör bland annat
att lävakarna snabbare fylls igen och därmed minskar påverkan från vindturbinerna nedströms.
Turbulensintensiteten är ett mått på turbulensen och beskrivs genom kvoten mellan vindens
standardavvikelse och medelvinden. På grund av turbulensens slumpmässiga natur (se avsnitt
3.2) får man för en given vindstyrka stor spridning i den beräknade turbulensintensiteten. De
programvaror som finns idag för att beräkna energiproduktionen från en vindkraft park använder
den uppmätta vindstyrkan och standardavvikelsen från en mätmast placerad i projektområdet
tillsammans med mer eller mindre detaljerade turbulensmodeller. I beräkningarna tas hänsyn till
turbulens som uppkommer till följd av topografi, råhet (hur ojämn markytan är),
vindturbingenererad turbulens och turbulens som uppkommer till följd av hinder (t.ex.
byggnader) i projektområdet. Dessa beräkningar görs vid navhöjd med syfte att beräkna
energiförlusten eller skatta belastningen på vindturbinen.
I detta kapitel presenteras resultaten från vår skattning av vindförsvagningen i lävaken bakom en
vindturbin i en neutralt skiktad atmosfär. Vi antar att lävakarnas diameter ökar linjärt med
avståndet från vindturbinen. Vidare antas att lävakarna från vindkraftparken kan approximeras
med effekten från en vindturbin när vi är mer än 10 rotordiametrar nedströms vindkraftparken det
vill säga att de individuella lävakarna smälter samman till en gemensam lävak. Detta innebär att
vindminskningen kan vara något underskattad. Samtidigt tar vi inte hänsyn till att turbulensen
som uppkommer på grund av närliggande vindturbiner vilket innebär att lävaken suddas ut
snabbare och påverkan nedströms vindturbinen minskar. De programvaror som finns idag är
designade för att beräkna energiminskningen på grund av vakförluster i en vindkraft. Dessa
beräkningar är gjorda vid navhöjd och inte i det för seglingen intressanta området, upp till 15
meters höjd från havsytan. Beräkningarna i denna rapport är teoretiska och bygger på resultaten
från Chamorro och Porté-Agel, 2009 tillsammans med ekvationer som finns redovisade i
Appendix 1. I beräkningarna utgår vi från ett vindkraftverk med en rotordiameter på 107 meter
och en navhöjd på 90 meter.
5.2
Lävakens påverkan på vinden
Som vi tidigare nämnt visar experiment i vindtunnel att nära vindturbinen (mindre än fem
rotordiametrar nedströms) är vindförsvagningen symetrisk med ett tydligt maximum strax
ovanför navhöjd. Lävaken vidgar sig linjärt nedströms, maxima försvagas och den nedre delen av
vaken närmar sig vattenytan, vilket illustreras i Figur 25. Fortsatt omblandning med ostörd luft
gör att det tydliga maxima försvinner, lävaken vidgas, vindförsvagningen minskar och blir jämt
fördelad i hela lävaken, se Figur 26.
Vid 5 rotordiametrar nedströms vindturbinen har vinden vid navhöjd försvagats med 38 procent
jämfört med den ostörda vinden på samma höjd. Nära vindturbinen, cirka 5 rotordiametrar
nedströms är lävaken centrerad kring navhöjd och vindförsvagningen vid 15 meter från
vattenytan är cirka 2 procent men lävaken når inte ned till vattenytan.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
25
På längre avstånd, från cirka 10 rotordiametrar nedströms har lävaken vidgats och maxima är
mindre tydligt, vindförsvagningen vid navhöjd är cirka 26 procent. På ännu längre avstånd
nedströms kommer vindförsvagningen vertikalt att vara jämt fördelad i hela lävaken från
turbinhöjd och nedåt, vilket innebär att vindförsvagningen i seglingshöjd får samma värde på 5,
10 och 15 meter från havsytan, se Figur 23.
Figur 25. Schematiska illustration av en vindprofil 10 rotordiametrar nedströms en vindturbin. De
två svarta linjerna visar navhöjd, 90 m respektive 15 m från vattenytan.
Figur 26. Schematiska illustration av en vindprofil 53 rotordiametrar nedströms en vindturbin. De
två svarta linjerna visar navhöjd, 90 m respektive 15 m från vattenytan.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
26
I Tabell 1 redovisas den skattade vindförsvagningen på olika avstånd från utredningsområdet för
den planerade vindparken. Direkt under en vindturbin når lävaken inte seglingshöjd (5-15 meter
från vattenytan), mellan 500 och 1000 meter från vindturbinen är vindförsvagningen vid 15
meter från vattenytan är mindre än 10 procent. Lävaken vidgar sig med avståndet från
vindturbinen och på vindförsvagningen minskar på 3,4 km är vindförsvagningen cirka 6 procent.
Tabell 1. Vindförsvagningen i procent på 15, 10 och 5 meter. Vindförsvagningen på 500 och 1000
meter är skattad ur Figur 23, medan övriga värden är beräknad med ekvationen i Appendix 1.
Denna ekvation gäller för avstånd större än 10D.
Vindstyrkan är 8 m/s
vid navhöjd
5D (ca 500 m)
10D (ca 1000 m)
15D (ca 1600 m)
Vid Dana fjord
5D (ca 500 m)
16D (1700 m)
Vid Långedrag
19D (2000 m)
32D (3400 m)
Vindförsvagningen
på 15 m [%]
2
8
15
Vindförsvagningen
på 10 m [%]
8
15
Vindförsvagningen
på 5 m [%]
8
15
2
14
14
14
11
6
11
6
11
6
Figur 27. Utredningsområdet för den planerade vindkraftparken tillsammans med avstånd mellan
den yttre gränsen för seglingsområdet vid Långedragsflaket. Källa: SWECO Environment AB.
Som exempel på seglingsbara områden i Dana fjord används avstånden 500 meter och cirka 2
km. För det kortaste avståndet är vindminskningen cirka 2 procent 15 meter från vattenytan, men
lävaken når inte vattenytan och för det längsta avståndet är vindförsvagningen cirka 11 procent
(se Tabell 1) under förutsättning att det är östliga, sydöstliga eller sydliga vindar.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
27
Vid Långedragsflaket är det kortaste avståndet mellan seglingsområdets yttre gräns och
utbredningsområdet för "Vindplats Göteborg" cirka 2 km, se Figur 27. Det kortaste avståndet
mellan en eventuell turbinposition (Gula Bocken) och seglingsområdets yttre gräns är 3,4 km.
Vid tillfällen då vinden är västlig är den skattade vindförsvagningen inom seglingshöjden (5 – 15
meter) mellan 6 och 11 procent för det längsta respektive kortaste avståndet (se Tabell 1).
Vindförsvagningen för det närmsta avståndet till en eventuell turbinposition (Gula Bocken) och
seglingsavståndet vid Långedragsflakets yttre gräns (32 rotordiametrar nedströms) för några
olika värden på den ostörda vinden vid navhöjd redovisas i Tabell 2. Vid 3 m/s börjar vissa
vindkraftverk producera ström. För vindstyrkor mellan 4 och 7 m/s är vindförsvagningen typiskt
0,3 m/s eller cirka 6 procent och vid styv kuling (15 m/s) har vindförsvagningen ökar till 0,8 m/s
eller 5 procent. Vid höga vindhastigheter ökar även turbulensen och lävakarna suddas ut
snabbare. Tabell 2 visar också att vindförsvagningen vid Långedrag (32 rotordiametrar
nedströms) minskar då vindstyrkan ökar.
Tabell 2. Vindförsvagningen vid Långedrag, 32 rotordiametrar nedströms. Navhöjden är 90 m och
minskningen cirka 3 procent.
Vindstyrka före
vindturbinen
[m/s]
3,0
5,0
8,0
10,0
15,0
5.3
Vindstyrka 32 D
nedströms
vindturbinen
[m/s]
2,8
4,7
7,6
9,5
14,2
Skillnad
[m/s]
Skillnad
[%]
0,2
0,3
0,4
0,5
0,8
7,0
6,0
5,0
5,0
5,0
Lävakens utbredning nedströms
Lävakens vertikala utbredning nedströms ett vindkraftverk är större för låga vindstyrkor och
smalnar av när vindstyrkan ökar. Nära vindturbinen, 10 rotordiametrar nedströms har lävaken
utvidgats med 40 procent. För ett vindkraftverk med en rotordiameter på 107 m och navhöjd på
90 m innebär det att vaken befinner sig cirka 16 m ovanför vattenytan. Lävaken vidgar sig linjärt
och 15 rotordiametrar nedströms befinner sig vaken inom seglingshöjd (masthöjd på 15 meter).
Det betyder att lävaken kan sträcka sig mer än 6 km nedströms vindturbinen. Samtidigt som
vindförsvagningen minskar med avståndet.
5.4
Strömning kring ett vindkraftverk
Om vindkraftparken stängs av bildas inga lävakar bakom vindturbinerna. Däremot kommer
vinden lokalt att påverkas av vindkraftverkens torn, läeffekten bakom cylindriska föremål är
dock mindre jämfört med bakom en roterande rotor.
Tornet till ett vindkraftverk är en fast cylinderformad konstruktion i stål eller betong vilket gör
att luften tvingas passera runt föremålet dock utan att förlora någon energi till skillnad från en
roterande rotor vars syfte är att omvandla energin i luften till ström.
Eftersom energin är bevarad kommer vindstyrkan att öka på varje sida om tornet. Bakom tornet
bildas en turbulent lävak som expanderar nedströms. Eftersom den omgivande luften också är
turbulent fylls lävaken snabbt igen. En schematisk illustration av en turbulent lävak bakom en
cylinder visas i Figur 28.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
28
Vindminskningen i lävaken är proportionell mot objektets diameter. Som tankeexperiment kan vi
använda oss av kassunfyren Trubaduren som är cylinderformad med en diameter på cirka 10
meter. Tornet till en vindturbin har vanligtvis en diameter på cirka 5 meter. Om exempelvis
vindminskningen 1000 meter nedströms Trubaduren är 4 procent så kommer samma
vindminskning från ett vindkrafttorn att uppfattas 2000 meter nedströms eftersom lävaken vidgar
sig linjärt och vindkrafttornets diameter är hälften så stor som Trubadurens.
Figur 28. Flödet kring en cylinder. F. M. White, Fluid Mechanics, 2d ed., McGraw-Hill, 1986.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
29
6
ANALYS OCH DISKUSSION
6.1
Vindens naturliga variation i området
Den planerade vindkraftparken, "Vindplats Göteborg" ligger i Göteborgs skärgård med
Brännö/Galterö söderut, Öckerö i nordväst och Göteborgs kommun österut (se Figur 29).
Seglingsområdet vid Dana fjord ligger nordväst om "Vindplats Göteborg" och är omgivet av
Hönö/Fotö och Göteborgs kommun till nordöst (Torslanda). Som exempel på seglingsbara
områden i Dana fjord används 500 meter och cirka 2 km. Seglingsområdet vid Långedragsflaket
vid inloppet till Göta älv och ligger öster om "Vindplats Göteborg". Det kortaste avståndet
mellan seglingsområdets yttre gräns och utredningsområdet för "Vindplats Göteborg" är cirka 2
km och det kortaste avståndet mellan en eventuell turbinposition är cirka 3,4 km.
Området har varierande marktyper från mjuka vattenytor till landområden med gräs, träd och
stadsbebyggelse. Höjdvariationen i området är cirka 120 meter. Markytans skrovlighet påverkar
uppbromsningen av vinden och därmed även turbulensen i området. Landområdena som kring
Hake fjord gör att vinden som når "Vindplats Göteborg" bromsas upp och turbulensen ökar vid
frånlandsvind. Medan vinden bromsas mindre vid syd-sydvästliga vindar vilket är de vanligaste
vindriktningarna i området (se Figur 29).
Seglingsområdet vid Dana fjord är omgivet av land i alla riktningar utom för sydvästliga vindar.
När vinden är ostlig till sydostlig kan seglingsområdet hamna i lävakarna från vindkraftverken.
Figur 29 visar att dessa vindriktningar förekommer under 29 procent av tiden. Området
domineras av väst-sydvästliga vindar som bromsas upp över Hönö/Fotö.
Seglingsområdet "Tippenområdet" ligger i det planerade området för "Vindplats Göteborg" och
kommer troligen inte att påverkas av lävakarna från vindkraftverken eftersom vindförsvagningen
inte når seglingshöjd (5 – 15 meter) utan är centrerad kring navhöjd.
Om vindkraftparken stängs av bildas inga lävakar bakom vindturbinerna. Däremot kommer
vinden lokalt att påverkas av vindkraftverkens torn, läeffekten bakom cylindriska föremål är
dock mindre jämfört med bakom en roterande rotor eftersom ingen energi går förlorad till tornet
till skillnad från en roterande rotor vars syfte är att omvandla energin i luften till ström.
Seglingsområdet vid Långedrag är omgivet av land i alla riktningar utom för västsydvästliga
vindar. Vid västliga vindar kan vindförsvagning i seglingsområdet vid Långedragsflaket (cirka
3,4 km från "Vindplats Göteborg") vara upp till 6 procent (vid neutral skiktning och under
antagandet att vindminskningen är jämt fördelad från navhöjd och ned till vattenytan). Samtidigt
påverkas vinden och turbulensen i området i stor utsträckning av landområdena som omger Hake
fjord. Vindstyrkan bromsas upp över den ojämna ytan och turbulensen ökar vilket ökar vindens
naturliga variabilitet i området. Inverkan från lävakarna avtar med avståndet till vindturbinerna.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
30
Figur 29. Vindros som visar vindstyrka och vindriktning från SMHI stationen Vinga, april – oktober
2009 och 2010. Översiktskarta över Göteborgs skärgård. Den röda pilen visar SMHI stationen
Vinga och den svarta pilen visar Långedrag. Källa: www.eniro.se
Vindförsvagningen i lävaken beror på vindstyrkan före vindturbinen, på vädersituationen och
skiktningen i atmosfären. Vindförsvagningen är högre vid instabil skiktning eftersom det ofta är
blåsigare vid sådana tillfällen. Det betyder att lävaken får större utbredning men under kort tid,
vaken fylls igen snabbt eftersom turbulensen är hög. Vid tillfällen med instabil skiktning är
vinden redan byig och turbulent och vindförsvagningen i lävaken blir då mindre märkbar.
Under vindsvaga sommardagar (högtryckssituationer) är stabil skiktning vanligt, likt
skorstensröken blir lävaken väldefinierad, centrerad kring navhöjd och den vertikala
utbredningen är begränsad. Lävaken är kvar länge eftersom turbulensen är lägre samtidigt är
vindförsvagningen liten och centrerad kring navhöjd. Om vindstyrkan är svag, det blåser mindre
än 3 m/s är vissa vindkraftverk inte i drift och den turbulenta lävaken bakom rotorn uppstår inte.
Hösten och vintern är i allmänhet blåsigare än under sommarmånaderna. Instabil skiktning, vilket
förekommer då kall luft passerar varmt vatten är vanligare under hösten och vintern. Vid instabil
skiktning sker en kraftig omblandning av det lägsta luftskiktet vilket även blandar om luften
vertikalt och suddar ut lävaken innan den hunnit sprida sig nedströms och ned mot ytan.
Beroende på vindriktning, vädersituation och atmosfärens skiktning kommer lävakarnas
påverkan på seglingsområdena att vara mindre under vintern.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
31
6.2
Mätbart och förnimbart
Vi har beräknat att vindförsvagningen är upp till sex procent i seglingsområdet vid
Långedragsflaket.
försvagningen bakom en enstaka vindturbin
i seglingsområdet, 5-15 meter från vattenytan
när vindturbinen är igång
då vindriktningen är från vindturbinen mot Dana fjord respektive Långedrag, det vill säga
vindriktning runt sydost-ostsydost, (cirka 120o) respektive väst (270o).
vid neutral skiktning
Frågan är vilken konsekvens försvagningen kan få. Vi antar att försvagningen endast kan ha en
mätbar konsekvens om den i sig själv är förnimbar eller mätbar.
Med förnimbar menar vi att människan objektivt kan märka ändringen med sina sinnen
utan hjälpmedel.
Med mätbar menar vi att ändringen säkert kan urskiljas från bakgrundsvärdet med
lämpligt instrument.
Vi konstaterar att medelvindstyrkan varierar kraftigt. I Figur 30 visas medelvärdet av vindstyrkan
från väst (260o till 280o) under 21 år för perioden april-september. Vi ser att år 2006 var lugnt
med ungefär 85 procent av genomsnittet medan nästa år, 2007, var blåsigt med 115 procent av
genomsnittsvinden. Ett vanligt statistiskt spridningsmått är standardavvikelsen, vilken för
materialet i figuren är nio procent.
För att undersöka villkoren för en mätning gör vi följande tankeexperiment. En kalibrerad
vindmätare av högsta kvalitet som är monterad på bästa sätt har ett mätfel på cirka två procent.
Vi måste alltså mäta en ändring på åtta procent med ett instrument som själv har ett fel på två
procent. Osäkerheten i bestämningen av ändringen måste därför vara mindre än två procent.
Vi nu vill upptäcka en ändring (vindförsvagning) på cirka sex procent i en sommarmedelvind där
variationen mellan olika år är nio procent. Det innebär att vi måste mäta sommarmedelvinden
under många år får att komma ned till ett säkert värde. I vårt fall ett värde med en osäkerhet (så
kallat medelfel) på mindre än två procent.
Om vi vill ha en 95 procentig säkerhet i vårt svar, vilket är en vanlig nivå inom statistik, så måste
vi mäta under minst 11 år (se detaljer i Appendix 2). Eftersom instrumentet har ett mätfel på två
procent kan man inte mäta förändringar som är mindre än två procent.
Vid beräkningen görs en rad försiktiga antaganden. Vi antar att vinden är opåverkad vilket den
inte är, inte ens under 11 år. När man mäter under flera år måste vindmätaren bytas eftersom
instrumentet slits vilket ökar mätfelet. Beräkningarna är gjorda för en sommarmedelvind
(seglingssäsongen april – september). Gör man beräkningarna och för ett helt år kommer
variansen att öka och därmed ökar antalet år som man måste mäta. Våra antaganden gör att man i
verkligheten måste mäta under mycket lång tid för att observera vindförsvagningen.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
32
medelvindstyrka, väst, sommar, % av alla
115
110
105
100
95
90
85
80
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Figur 30. Västvindstyrkan april-september 1989-2009 i Göteborgstrakten. Staplarna visar
medelvärdet som för hela perioden satts till 100 och visas av den gröna streckade linjen.
Variationsvidden, uttryckt som standardavvikelse, visas av de båda röda linjerna på 100 ± 9
procent.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
33
REFERENSER
Chamorro L. P. och Porté-Agel F., 2009: A wind-tunnel investigation of wind-turbine wakes:
Boundary-layer turbulence effects. Boundary-Layer Meteorology 132:129-149
Blom m.fl., 2005: Sannolikhetsteori och statistikteori med tillämpningar. Studentlitteratur, Lund
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
34
APPENDIX
Vakteori
Lävakeffekter kan beräknas teoretiskt eller undersökas i vindtunnelexperiment där man skalar
ned en vindkraftpark och dess omgivning. Att mäta vakeffekterna i verkligheten är dyrt vilket gör
att det inte finns så många publicerade resultat. För att teoretiskt beräkna hur mycket vindstyrkan
minskar i en lävak används impulsflödet. En schematisk illustration som stöd för härledningen av
vindförsvagningen finns i Figur 31. Impulsflödet q genom ytan ges av,
U 2d
q
(2)
Där är luftens densitet och U är den ostörda vinden. Skillnaden i impulsflödet före och efter
vindturbinen ger kraften F,
F
qx
0
qx
0
U 2d
(U
u) 2 d
(3)
Där u är vindförsvagningen. Integrering av ekvation 3 ger en grov uppskattning av
vindförsvagningen i medeltal u ,
u~
F
U
(4)
Där är lävakens area. Lävaken sprider sig genom turbulent diffusion in i den omgivande luften.
På tiden dt rör sig ett luftpaket sträckan dx Udt vilket ger
dr u dt
~
dx Udt
u
U
(5)
där u ges av ekvation 4.
Lävakens utbredning, r vid en viss position, x fås genom att integrera ekvation 5,
r~
xF
U2
1
3
(6)
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
35
Figur 31 Schematisk illustration av impulsflödet. U är den ostörda vinden,
u är vindförsvagningen i lävaken, r är lävakens radie och lävakens yta.
är ytan,
Vindförsvagningen antas vara normalfördelat vilket stämmer väl överens med
vindtunnelexperiment [Chamorro och Porté-Agel, 2009]. En modell för lävaken ges av
u
dud
(7)
r2
( x )2
uˆ ( x)e
Ansätt du (r , x)
där du (0, x)
uˆ ( x) det vill säga vindförsvagningen är som störst vid
1
2
navhöjd. Normera med val av uˆ så att uˆ x 3 och ( x ) x 3 . Integrering av ekvation 7 ger
u uˆ ( x ) 2 . Modellen som beskriver vindförsvagningen i lävaken blir då
r2
du
4
3
C1 x e
2
C2 x 3
(8)
2
3
4
3
där C1 x
uˆ och C 2 x
(x ) 2 . Konstanterna bestäms ur Figur 12 i Chamorro och Porté-Agel,
2009. Vindförsvagningen beror på den ostörda vinden och avståndet från vindturbinen. Modellen
gäller inte nära vindturbinen utan på avstånd från10 rotordiametrar,
4
du
5.65Ux 3 e
0.012 x
2
3
(9)
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
36
APPENDIX
Statistisk beskrivning av förnimbart/mätbart
Antag att vi vet den opåverkade medelvinden V genom mätning under många år. Vi vet
genom mätningen även vindens varians, V2. V avser den vind vars ändring vi vill
undersöka, till exempel vind från väst under april-september.
Vi mäter den av vindkraftanläggningen påverkade vinden och beräknar dess medelvärde
U.
Skillnaden U-V beror dels av slumpen och dels av påverkan. Hur länge måste vi mäta för
att med säkerhet kunna säga att påverkan minst har ett visst värde, exempelvis cirka sex
procent?
Vi måste också ta hänsyn till mätosäkerheten om den är betydelsefull.
Vi definierar Ui som medelvinden under period nummer i, till exempel vind från riktningen 260o280o under april till september ett visst år. U är en normalfördelad stokastisk variabel med
väntevärde U och variansen V2. Mätfelet är normalfördelat väntevärde noll och varians .
Den uppmätta skillnaden, S, blir då S
år
n
1
n
n
S är normalfördelad med variansen
2
S
där
är skillnadens medelvärde bildat över n
n
n
Ui
V.
i 1
och väntevärdet noll.
Skillnaden S kan anta alla möjliga värden från negativa till positiva. Om S = –6 kan det antingen
bero på påverkan eller på slumpen. Vi vill nu vara säkra på att vi kan konstatera påverkan. Ett
standardvillkor är att kräva en sannolikhet på 95 procent att mätresultatet inte är orsakat av
slumpen. Vi vill alltså att risken att S < –6, dvs risken att vi konstaterar påverkan trots att ingen
påverkan finns, skall vara liten, i vårt fall 5 procent (=100 procent – 95 procent).
Sannolikheten att S < -6 av en slump då V är opåverkad, det vill säga V har samma väntevärde
som U nämligen noll, är 5 procent då S2 < 11,6 vilket vi får fram genom
P( S
5,5)
S
N (0,
X
S/
2
S
0,05
)
S
P( X
N (0,1)
5,5 /
5,5 /
S
S
S
5,5 / 1,64
2
S
11,6
Var (
n
0,05
1,64 *
där (*) fås ur tabell 1 sid. 397 i nya Blom. Variansen
2
S
)
3,4
2
S
) Var ( )
är
2
V
n
2
.
8H31975.100: Vindkraften inverkan på segling
37
Eftersom varianserna i högerledet är kända kan vi sätta in och få fram
n
81
11,6 4
11 .
Resultatet betyder att vi måste mäta under minst 11 år för att med sedvanlig statistisk säkerhet,
95 procent, påvisa en vindförsvagning på cirka 6 procent av medelvinden under april till
september från västsektorn 260-280o. Detta resultat gäller under mycket gynnsamma betingelser,
vi måste till exempel veta medelvinden med mycket högre noggrannhet, vilket betyder att vi
måste ha mätt den under många fler år än 11. Vindklimatet måste vidare vara stationärt vilket det
inte är; vinden ändrar sig nämligen på decennieskala, på sekelskala och så vidare. Resultatet
betyder därför i praktiken att en vindförsvagning på fyra procent från den planerade
anläggningen inte är mätbar.
Bilaga 4
Vindplats Göteborg inverkan på Elitsegling
Johan Wigforss
Rasmus Myrgren
Elitseglare Laser –GKSS, -SWE Sailing Team
2012-02-01
Innehållsförteckning
1.
2.
Inledning ...................................................................................................................... 3
Förutsättningar – Nulägesbeskrivning ......................................................................... 3
2.1. Områden för segling med utgångspunkt från GKSS Långedrag .......................... 3
2.1.1. Områden för träning....................................................................................... 3
2.1.2. Områden för tävling ....................................................................................... 4
2.2. Områden för träning från annan hamn .................................................................. 5
2.3. Områden för tävling från annan hamn .................................................................. 5
3. Segling i närhet av vindkraftpark ................................................................................. 5
3.1. Testsegling vid vindpark Vänern .......................................................................... 5
3.2. Inom park .............................................................................................................. 6
3.3. Vid Långedragsflaket ............................................................................................ 6
3.4. Påverkan från vindkraftsfundament och pelare .................................................... 7
3.5. Vilka skillnader medför vindkraftverks störningar jmf med andra "störningar"
från ex öar, land (ex vid Långedragsflaket") eller passerande fartyg? ........................... 8
3.6. Påverkan av upplevelse vid segling inom vindkraftpark ...................................... 8
3.7. Kappsegling till vindkraftverk .............................................................................. 8
3.8. Förbättringsförslag elitseglare .............................................................................. 8
4. Vindplats Göteborg - Konsekvenser för elitsegling..................................................... 9
5. Referenser .................................................................................................................. 10
6. Bilagor........................................................................................................................ 11
6.1. Bilaga 1 ............................................................................................................... 11
2 1. Inledning
Göteborg Energi överväger att bygga en vindkraftspark på Hake fjord mellan farlederna i
inloppet till Göteborg. I samband med vindkraftssatsningarna görs utredningar av olika
slag, däribland utreder Sweco environment AB i samråd med seglingsklubbarna hur
seglingen i området kommer påverkas. Göteborg energis ambition är att tillsammans med
segelklubbarna ta fram ett faktabaserat underlag för att klargöra vindkraftverkens
konsekvenser. Syftet med rapporten är att beskriva hur seglings förhållanden kommer att
påverkas av vindkraftparken, framförallt på de platser där man idag bedriver träning och
tävling, dvs. Långedragsflaket utanför Långedrag och den s.k. ”Tippen” mellan
farlederna, se figur 1.
Elitseglarna har fått i uppdrag att utreda vindkraftparkens konsekvenser. För att få en bra
uppfattning av seglingsförhållanden vid en vindkraftpark har testseglingar utförts i och
runt Vindpark Vänern.
Avståndet mellan den planerade vindkraftparken och de områden där elitseglarna tränar
idag är mellan 2,2 km (Rivö fjord öst/sydöst om farled, figur 1) och 4,5 km
(Långedragsflaket) (Rödmarkerade områden i figur 1).
Vid utredning av vindkraftparkens konsekvenser utgår vi från dagens situation där öar,
fastland och förbipasserande fartyg utgör naturliga störningsmoment. I rapporten beaktas
endast den förändring som vindkraftparkens tillkommande kan innebära.
2. Förutsättningar – Nulägesbeskrivning
2.1. Områden för segling med utgångspunkt från GKSS Långedrag
2.1.1. Områden för träning
Den dagliga träningen utgår från GKSS hamn i Långedrag, där träningen oftast bedrivs
på vattnet direkt utanför hamnen på Långedragsflaket, alternativt på Rivö fjord öst/sydöst
om farled, se rödmarkerat område i figur 1. Vid enstaka tillfällen under året tränar
elitseglarna även på Hake fjord och Dana fjord, se gulmarkerat område i figur 1.
3 Figur 1; Markerade områden som används för träning.
2.1.2. Områden för tävling
För tävlingar på nationell och internationell nivå krävs ett område om ca Ø 1NM (1NM =
1852m) utan hinder för att kunna genomföra kappsegling med större fält om ca 50 båtar
eller fler.
Med utgångspunkt från GKSS hamn i Långedrag är Hake fjord den närmst belägna ytan
där nationell och internationell kappsegling kan genomföras, se rödmarkerat område i
figur 2. Område direkt utanför GKSS hamn i Långedrag, Långedragsflaket, lämpar sig
endast för mindre regionala kappseglingar på en kortare bana, då öar och grund begränsar
ytan till ca Ø 0,5nm, se gulmarkerat område i figur 2. Långedragsflaket används dock för
nationella och internationella tävlingar i Matchracing, då denna typ av segling kräver
mindre yta.
Rivö fjord har också stort seglingsbart vatten, dock begränsas ytan av farled samt
ankringsplats för fartyg, vilket omöjliggör genomförande av kappsegling på området.
4 Figur 2; Markerade områden som används för kappsegling.
Andra alternativ för kappsegling på bana med jollar med utgångspunkt från GKSS hamn i
Långedrag finns ej, då utsegling till eventuellt område skulle bli alltför långt. Utsegling
till Kappseglingsområde på Hake fjord är ca 3NM, vilket är på gränsen till för långt av
vad som anses lämpligt för jollar.
2.2. Områden för träning från annan hamn
Vid träning med utgångspunkt från annan hamn i Göteborgs närhet (inom 50km) används
Marstrand, Kullavik och Lerkil. Dessa hamnar används framförallt vid träningsläger, men
också för vardagsträning vid 2-4 veckor om året.
2.3. Områden för tävling från annan hamn
Vid tävling från annan hamn i Göteborgs närhet används idag Marstrand. Man bedriver
främst seglingar av ”match racing” format som kräver mindre seglings utrymme jämfört
med segling i de olympiska klasserna. De olympiska klasserna kräver även större
utrymme på land då båtarna står på land då de ej seglas.
3. Segling i närhet av vindkraftpark
3.1. Testsegling vid vindpark Vänern
Se Bilaga 1 för protokoll från testsegling.
Testseglingen genomfördes under två dagar med instabil luftmassa. Vid annan temperatur
5 och väderförhållanden kan konsekvenserna från vindkraftparken skilja sig mot
testseglingens resultat.
Två båtar av samma typ, Laserjolle, användes samtidigt under testseglingen för att kunna
uppfatta och bedöma påverkan i vindstyrka och vindriktning. Upprepande segling mot
och inom vindkraftpark genomfördes för att minimera eventuella skiftningar från
naturliga väderskiftningar. Diskussion skedde mellan seglarna vid olika avstånd från
parken för att delge och diskutera de upplevda känslorna. GPS användes för att mäta
avstånd till vindkraftpark.
Laserjollen har en masthöjd på 5,3m och segelyta på 7,06kvm. Konsekvenserna från
vindkraftparken kan skilja sig vid segling med båtar med större segelyta och masthöjd.
Konsekvensanalysen är gjord utifrån vår erfarenhet som elitseglare samt från
observationer/upplevelser vid testseglingen.
3.2. Inom park
Träning
En stor del av en elitseglares träning består av att segla båten så fort man kan rakt fram.
Flera båtar seglar mycket nära varandra rakt fram och jämför farten för att lära sig driva
båten snabbare. En förutsättning för att kunna genomföra detta träningsmoment är att ha
en stabil vindriktning. Om vindriktningen ändras går det inte längre jämföra farten. Inom
parken kommer därför träningsförutsättningarna försämras mycket då vår testsegling
visade att vindarna blev ostabila på ett avstånd av 300-500m från ett vindkraftverk. Inom
parken blir all form av träning mycket negativt påverkad av vindkraftverken då
testseglingarna visade på en mycket turbulent vind.
Tävling
Tävling inom parken kommer påverkas mycket negativt då vinden är turbulent och
pelarna utgör hinder i banan. Fundamenten i sig skapar också lä på nära håll (100m) (se
bilaga 1).
3.3. Vid Långedragsflaket
Träning
Testseglingarna visade inte på någon påverkan från vindkraftverken på det avstånd som
den tänkta vindkraftsparken kommer att befinna sig från Långedragsflaket. På detta
avstånd kan man inte urskilja vindkraftverken från övriga störningsfaktorer (öar, moln,
temperaturskillnader, fartyg osv.). Träningen på Långedragsflaket påverkas därför inte.
Tävling
Tävlingar på Långedragsflaket påverkas inte, då elitseglarna inte kan urskilja
vindkraftparken från andra störningsfaktorer.
6 3.4. Påverkan från vindkraftsfundament och pelare
Vindraftsfundamenten och dess pelare med en diameter om ca 5m kommer att utgöra
hinder på det öppna vattnet på Hake fjord. De kommer dessutom påverka vindens styrka
och turbulens vid segling i lä om pelare.
Enligt Johanssons & Lundéns (2011) beräkningar påverkar vindkraftsverkens pelare
vinden på 500m avstånd med en vindminskning på ca 4%. De menar vidare att med
minskat avstånd till pelare ökar denna vindminskning och turbulens. Denna beräkning
stämmer väl överens med testseglingens resultat då det upplevdes en kraftig ökad
instabilitet i vindstyrka och riktning inom ett avstånd på ca 100m i lä om pelare. Vinden
skiftade på detta avstånd på sekund basis i både riktning och styrka. Seglaren kan
omöjligt beräkna eller förutse dessa förändringar och i seglings språk kallas det att segla
blint, vilket försvårar segling avsevärt. Instabiliteten av vinden ökade desto närmare
pelaren seglingen genomfördes. Inom ca 10m från pelare upplevdes lä.
Seglingsområden som påverkas av vindkraftverkens pelare är västra delen av Rivö fjord,
Hake fjord, samt Dana fjord beroende av vilket område som ligger i lä om
vindkraftparken vid aktuell vindriktning.
Träning
Vid träning på dessa områden går det anpassa så att vindkraftsfundament och pelare ej
utgör något manövermässigt hinder. Dock kommer turbulensen från pelare att påverka
träningen negativ vid segling inom 100m från pelare, då instabiliteten i vinden är så pass
stor och oberäknelig. Detta medför att träningsbart vatten begränsas av vindkraftparkens
pelare.
Tävling
Vid tävling är endast påverkan aktuellt på Hake fjord, då övriga områden som påverkas
av vindkraftverkens pelare ej lämpar sig för bankappsegling. Vid bankappsegling med
större fält tas normalt sett ett område med diameter om ca 1nm i anspråk för bana och
kappseglande båtar. Beroende på utformning och placering av vindkraftparken så kan
flera vindkraftverk att hamna i Hake fjords kappseglingsområde. Dessa utgör ett
manövermässigt hinder för kappseglande båtar, vilket kommer att påverka kappseglande
båtars taktik och strategi.
7 3.5. Vilka skillnader medför vindkraftverks störningar jmf med andra
"störningar" från ex öar, land (ex vid Långedragsflaket") eller passerande
fartyg?
På Långedragsflaket kommer vindkraftparkens vindpåverkan vara varken mer eller
mindre än andra ”störningar”. Vindkraftparkens konsekvenser kommer bli en naturlig del
av vindförutsättningarna på Långedragsflaket och därmed inte påverka förutsättningarna
för seglingsträning på Långedragsflaket.
3.6. Påverkan av upplevelse vid segling inom vindkraftpark
Vid testsegling i och omkring vindpark Vänern upplevdes en blandad känsla. En viss
osäkerhet infann sig till en början med ett ökat spänningsmoment som följd vid segling
under vindturbinen då bladen passerade med ett vinande ljud. Denna osäkerhet försvann
dock snabbt och den mentala upplevelsen påverkades inte nämnvärt vid vidare segling.
Vid kappsegling eller träning i närhet och inom vindkraftpark kommer upplevelsen att
variera inom en grupp. Årliga kappseglingar på Hake fjord brukar samla ett stort antal
deltagare, ibland uppemot 250-300st i åldern 8 år och uppåt. Inom den gruppen kommer
upplevelsen av vindkraftverken vara blandad och en rädsla kan tänkas infinna sig hos
framförallt de yngre seglarna.
3.7. Kappsegling till vindkraftverk
Att använda vindkraftverk som rundningsmärken vid kappsegling skulle kunna fungera
vid distanskappseglingar. Vid bankappsegling skulle de inte kunna utgöra
rundningsmärken då banan behöver justeras efter rådande vindförhållanden för att
tillgodose bankappseglarnas krav på banlängd och vinklar mot vinden. Dessutom skulle
vindkraftverken utgöra en fara för skador på båtar, då det normalt sett är trångt i
rundingar av märken vid bankappsegling och inte ovanligt att båtar trängs in i de mjuka
bojarna som vanligtvis används. Vidare skulle turbulensen kring fundamenten orsaka
stora svårigheter för båtarna att runda dem.
3.8. Förbättringsförslag elitseglare
Som internationell elitseglare möter vi ofta förhållanden på tävlingar som skiljer sig från
de skyddade vatten vi har utanför GKSS hamn i Långedrag. Därför är det viktigt att vi
under perioder av året förlägger vår träning i oskyddade vatten där vi kan träna i
havsförhållanden med större vågor och stabilare vindar. Ett sådant träningsområde för oss
är idag Hake fjord. Vid byggnation av en vindpark kommer vi vara tvungna att söka oss
utanför Hake fjord, vilket innebär en transportsegling enkel väg på ca 1-1,5h i goda
vindförhållanden. En utpost med brygga och skyddad uppställningsplats för jollar vid
någon av de yttre öarna i Göteborgs hamninlopp skulle ge oss ytterligare
träningsmöjligheter på öppet vatten. Transporter dit skulle då kunna ske i motorbåt, vilket
8 skulle kunna effektivisera vår träning avsevärt.
I vattnet direkt utanför GKSS vid Långedrag finns flertalet grund som idag begränsar
ytan tillgänglig för träning och kappsegling. En bortsprängning och muddring av dessa
skulle medföra en stor förbättring för möjligheterna att arrangera tävling och träning på
området.
För kappsegling skulle Rivö fjord vatten vara mycket lämpligt med närhet till GKSS
Långedrag. Dock begränsas ytan idag av farled och ankringsplats för fartyg vilket
omöjliggör kappsegling på området. En omdirigering av fartyg via norra farleden och
ankringsförbud under några dagar under året skulle möjligöra kappsegling på Rivö fjord.
4. Vindplats Göteborg - Konsekvenser för elitsegling
Precis som de teoretiska mätningarna visar väntar sig elitseglarna inga konsekvenser på
Långedragsflaket. Däremot kommer konsekvenserna av vindkraftverken inom ett avstånd
av 500m vara mycket negativ för elitseglarna.
En stor anledning till att de teoretiska beräkningarna och de praktiska resultaten inte ger
samma utfall, tror elitseglarna, kan bero på att teorin utgår från medelvindar. Elitseglarna
seglar inte i någon medelvind utan den momentana vinden varför de upplever mycket
större variation i vindriktning och styrka från vindkraftverken. Elitseglarna fattar beslut
på vad som sker med vinden på sekundbasis. Teoretiska mätningar utgår ofta från 10
minuters medelvärde. På 10 minuter kan elitseglarna vara med om vindförändringar som
avgör ett helt race.
En vindkraftpark kommer ha konsekvenser för de olika seglingsvattnen utanför
Långedrag. En sammanfattning av konsekvenserna för en elitseglare är:
o
På Tippen- ej acceptabla konsekvenser, svårt att träna och kappsegla
o
På Långedragsflaket- inga märkbara konsekvenser
9 5. Referenser
Johansson, L., & Lundén, J. (2011). Vindkraftens inverkan på segling. Göteborg:
Vattenfall Power cunsultan.
10 6. Bilagor
6.1. Bilaga 1
Testprotokoll – Segling vid vinkraftverk.
Plats: Vindpark Vänern, Gässlingegrund.
Datum / Tid: 12 September, 2011 / Eftermiddag.
Temperatur: 18-19 grader.
Vind: 6-12 m/s, SSW
Väder: Regnbyar. Nedsatt sikt. Molnigt.
Observationer: (avstånd till närmsta vindkraftverk.)
5km: Ingen märkbar påverkan. Normal skiftning i vind riktning/styrka.
3km: Stort regn moln drar över, vinden tilltar från ca 7m/s till 12 m/s samt vrider ca 20
grader höger mot SW. Ingen märkbar påverkan från vindpark.
2km: Vinden tillbaks i SSW riktning, uppehåll. Ingen märkbar påverkan från vindpark.
1km: Upplever viss turbulent vind. Lite skiftning i vindstyrka (+/- 1m/s) / vindriktning.
0,5 – 0,3km: Byig och skiftande vind. Upplever turbulent vind och stor påverkan från
vindkraftverk/ snurra.
0,3-0,1km: Stabilare vind jämfört med 0,5-0,3km ifrån.
30 - ‹ 100m: Mellan 6-12 m/s i vindstyrka. Stora skift. Upplever påverkan från stolpe.
10 - ‹ 30m: Extremt byigt/skiftande vind.
‹ 10m: Lä
Mellan kraftverk inom parken: Byigt och skiftande vindar. Tydlig påverkan från
kraftverk.
Testprotokoll – Segling vid vinkraftverk.
11 Plats: Vindpark Vänern, Gässlingegrund.
Datum / Tid: 14 September, 2011 / Förmiddag.
Temperatur: 14 grader.
Vind: 4-8 m/s, W
Väder: God sikt. Halvklart.
Observationer:
5km: Ingen märkbar påverkan. Stabil vind, ca 7-8 m/s.
3km: Ingen märkbar påverkan. Byar från moln. 6-7 m/s
2km: Ingen märkbar påverkan. Vind sakta avtagande enligt prognos. Ca 5-7 m/s.
1km: Upplever viss turbulent vind. Troligtvis påverkan från park. I övrigt stabilt väder.
Ca 5 m/s.
0,5 – 0,3km: Byig och skiftande vind, 4-7 m/s. Upplever turbulent vind och stor påverkan
från vindkraftverk/ snurra. Byar/områden med mindre vind tydligt synliga vid ytan.
0,3-0,1km: Stabilare vind jämfört med 0,5-0,3km ifrån, fortfarande dock påverkan från
park.
30 - ‹ 100m. Upplever påverkan från stolpe.
10 - ‹ 30m: Extremt byigt/skiftande vind.
‹ 10m: Lä
Mellan kraftverk inom parken: Tydlig påverkan från kraftverk. Svårseglat pga. av
oförutsägbara och hastiga skiftningar i vindstyrka/vindriktning. Störst påverkan ca: 300500 m/s från närmsta kraftverk, samt inom 50m från kraftverk.
12