Danmarks fremtid som kompetencecentrum for vindkraft

rapport fra megavind

Det Energipolitiske Udvalg EPU alm. del - Bilag 299 Offentligt

indholdForord

Sammenfatning

1 Baggrund 9

1.1Danmarksomkompetencecentrumforvindkraft 10

2 Vindkraft i et systemskifte 13

2.1Markedstendenser 13

2.2Ændringeriindustristrukturogrammevilkår 14

2.3Fraprototypertilindustrielproduktion 15

2.4Fravindmølletilvindkraftværk 15

2.5Fraenkeltmandsmølletilbasisleverandørafel 16

2.6Fraentreprenørskabtilvidenskab 17

2.7Systemskiftetharkonsekvenser 18

3 Et kompetencecentrum – styrker og svagheder 21

3.1Succesfaktoreriubalance 21

3.2Udfordrendeinternationalkonkurrence 24

4 Udfordring for kompetencecentret 27

4.1 Forskning 27

4.2Uddannelse 30

4.3Innovation 31

5 Teknologiske og funktionelle udfordringer – nye teknologiske spor 35

5.1Fraprototypertilindustrielproduktion 35

5.2Fravindmølletilvindkraftværk 38

5.3Fraenkeltmandsmølletilbasisleverandørafel 40

6 Anbefalinger 43

6.1Validering,afprøvningogdemonstration 44

6.1.1Validering,afprøvningogdemonstrationafkomponenterogmølledele 46

6.1.2Validering,afprøvningogdemonstrationafvindmøllerogvindmølleparker47

6.1.3Validering,afprøvningogdemonstrationafvindkraftværkerielsystemet 47

6.2Forskning–detlangesejetræk 48

6.2.1Styrkforskningen 48

6.2.2Strategiskeforskningsområder 49

6.3Næsteskridt 50

�

Me

ga

vin

d

forord

Regeringenfremlagdeimaj2006enredegørelseomfremmeafmiljøeffektivteknologi.Heripræsenteresniinitiativer,hvorafeterpartnerskaberforinnovation.Partnerskaberneskalstyrkeoffentlig-privatsamarbejdemellemstaten,virksomheder,videninstitutionerogventurekapitalforataccelerereinnovations-processerindenforenrækketeknologiområder.

Etafdekonkretforeslåedeinnovationspartnerskabereretpartnerskabomfremtidensvindkraftværker.PartnerskabetbyggerpådeteksisterendeDanskForskningskonsortiumforVindenergi,somi2002blevdannetafenrækkeforskningsinstitutionerindenforvindkraft.Detnyepartnerskabhardogenstærkerevirksomhedstilknytningenddettidligerekonsortium.

PartnerskabetharfåetnavnetMegavind,hvorfølgendepartneredeltager:

• VestasWindSystemsA/S• SiemensWindPowerA/S• DONGEnergyA/S• DanmarksTekniskeUniversitet• ForskningscenterRisø,DanmarksTekniskeUniversitet• AalborgUniversitet• Energinet.dk• Energistyrelsen

Megavindharudarbejdetnærværenderapportmeddetsigteatvurderedeudfordringer,viståroverfor,hvisDanmarkskalfastholdesinpositionsometinternationaltførendekompetencecentrumforvindkraft.MedrapportenvilpartnerskabetMegavindogsåudpegekonkreteinitiativerindenforafprøvning,demonstration,innovationogforskningsamtgiveanbefalingertilenstyrketuddannelsesindsats,somkanværemedtilatudvikleDanmarksometinternationaltførendekompetencecentrumforvindkraft.

Megavindersåledeskatalysatorogigangsætterforenstyrketafprøvnings,demonstrationsogforskningsstrategiforvindkraftiDanmark.Partnerskabetersparringspartnerforhelebrancheniforholdtilatstyrkedetsamlededanskeinnovations-ogforskningsmiljøforvindkraft.Megavindsanbefalingervilfungeresomreferencefordekommendeårsstrategiskeforskningindenforvindkraft,ogbliversåledesdengældendeforskningsstrategiforvindkraftiDanmark.Rapportensanbefalingerbyggerpåindsamletmaterialemv.,samtpåvidenoginspirationhentetgenneminterviewsmed25repræsentanterfravindkraftbranchen.

RapportenhartilligeværetdrøftetiIndustrigruppenforpartnerskabetMegavind.IIndustrigruppendeltager:VestasWindSystemsA/S,SiemensWindPowerA/S,SuzlonEnergyA/S,GamesaWindEngineeringA/S,LMGlasfiberA/S,ABBA/S,DetNorskeVeritas,BALLUFFogForceTechnology.

BrancheforeningenVindmølleindustrienersekretariatforpartnerskabetMegavind,ogECONharbiståetiudarbejdelseafnærværenderapport.

�

Sammenfatning

Danmarkeretførendekompetencecentrumforvindkraft.Industrienbeskæftigerflereend21.000personeriDanmarkoghavdepåverdensplanenomsætningpåca.48,5mia.kr.i2006.Tallenetalerderestydeligesprog–dendanskevindkraftindustrierenstorsucces.

Idesenesteårerderdogsketetmarkantteknologiskogmarkedsmæssigtsystemskifte,sompådetkraftigsteudfordrerdenneførendeposition.Densamledevindkraftbrancheogdetpolitiskesystemmåforholdesigproaktivtildettesystemskifteforatsikre,atDanmarkkanfastholdeogstyrkesinposition.

PartnerskabetMegavinderetableretpåforanledningafregeringensinitiativtilfremmeafmiljøeffektivteknologigenneminnovationogforskning.IgennemdennedsattestyregrupperepræsentererpartnerskabetMegavindhelevindkraftbranchen.Megavinderkatalysatorogigangsætterforenstyrketafprøvnings,demonstrationsogforskningsstrategiforvindkraftiDanmark.Partnerskabetersåledessparringspartnerforhelebrancheniforholdtilatstyrkedetsamlededanskeinnovations-ogforskningsmiljøforvindkraftiDanmark.

Kapitel 1

Udgangspunktetforpartnerskabetsarbejdeer,atDanmarkskalbevaresinførerpositionpåverdensmarkedetogfortsatværeetførendekompetencecentrumforvindkraft.Derfortagerpartnerskabetafsætifølgendevisionogambition:

Megavindsvisioner,atDanmarkfortsatskalværedetførendekompetencecentrumiverdenindenforvindkraft.

DeterMegavindsambition,atDanmarkskalleveredenmesteffektivevindkraft–vindkraftværker–dersikrerenoptimalintegreringafvindkraftidetsamledeenergisystem,såDanmarkogsåifremtidenkanleverevindkraftteknologitilenergisystemermedenmegethøjandelafvindkraft.

Megavindfremlæggeridennerapportenrækkekonkreteforslagoganbefalinger,derpåafgørendeviskanværemedtilatopfyldedennevision.Anbefalingerneerikkekunbegrundetideudfordringer,somvindkraftbranchenståroverfor.Debunderogsåienviljetilattageetlederskabforudviklingafgoderammevilkårforinnovationogforskningindenforvindkraftteknologi.

Kapitel 2-5

SomgrundlagforanbefalingerneharMegavindudarbejdetenanalyseafdetdanskekompetencecentrumforvindkraft.Analysenbeståraftredele.Kapitel2behandlerdetsystemskiftesomvindkraftbranchenbefindersigi.Styrkerogsvaghederveddetsamledekompetencecentrumafdækkesikapitel3,mensdestrukturelleudfordringerindenforforskning,uddannelseoginnovationanalyseresikapitel4.

Analysensoverordnedekonklusioner,atdendanskevindkraftbrancheståroverforstoreudfordringer.Danmarkharidagenganskeunikpositionpåverdensmarkedet,derihøjgradhvilerpåetstærktindustrieltmiljø.Detteindustriellemiljøerskabtpåetfundamentbeståendeafenbetydeligindsatsindenforforskningoguddannelsesamtetinnovativtudviklingsorienteretmiljøprægetafsamarbejdeogvidendelingmedenambitionomatfindenyeteknologiskeudviklingssporforvindkraft.

�

Me

ga

vin

d

Menanalysenviser,atdettefundamentidagidengradersvækket.Defaktorerderskalskabemorgendagensindustriellemiljøogarbejdspladsererunderpres.Uddannelseogrekruttering,samarbejdeibranchensamtnyeteknologiskesporiindustrienertrecentraleparametre,deralleersvækketidendanskevindkraftbranche.

Medhensyntilforskningviseranalysen,atdetdanskeforskningsmiljøerførendeindenforenrækkeområder,menogsåhererderstoreudfordringer.Itaktmedatdeinternationalemarkederudviklersiglynhurtigt,satsermangeinternationaleforsknings-oguniversitetsmiljøerihøjgradpåvindkraft.Detskaberetstortprespådedanskevidencentreiforholdtilatfastholdededygtigsteforskereogstuderende.

ForatimødekommedisseudfordringerogfastholdeDanmarksometførendekonkurrencedygtigtkompetencecentrumforvindkraft,skalderskabesenekstraordinærindsats.

Kapitel 6

MedudgangspunktidenneerkendelseharMegavindformuleretenstrategimedkonkreteanbefalinger,derskalstyrkedetsamlededanskekompetencecentrum(sefigur6.1).

Anbefalingernetagerudgangspunktiatstyrkesamarbejdetimellemvindkraftbranchensegenforskningoginnovationogdenforskning,somfinderstedpåuniversitetermv.

Samlet strategi for afprøvning og demonstration

Tidligereharinnovationogdemonstrationihøjgradværetendimensionalmedfokuspåafprøvningafvindmøller.Megavindønskeratskabenytænkningomvalidering,afprøvningogdemonstrationindenforvindkraftteknologiogvindkraftsintegrationidetsamledeenergisystem.Megavindanbefalerderfor,atderskabesensammenhængendestrategiiforholdtilafprøvningogdemonstrationaf:

• Komponenterogmølledele• Vindmøllerogvindmølleparker• Vindkraftværkerienergisystemet

Deterafvitalbetydning,atafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteterneomfatterheleværdikædenfrakomponenttilkraftværkogfraslutbrugertilsystemansvarlig.Samtidigskalinitiativernespillesammenmeddedanskespidskompetencerindenforforskning.

ForatskabedensammenhængendestrategifordetredimensionerforafprøvningogdemonstrationvilMegavindindtageencentralogkoordinerenderolleogiførsteomgangatudarbejdedelstrategierforhverafdetredimensioner.

�

Figur 6.1

Megavindssamledestrategi:Etvelfunge-rendelærings-oginnovationsmiljøfor-udsætterblandtandet,atvalidering,afprøv-ningogdemonstra-tion,forskningsamtuddannelsespillersammen.

VINDKRAFTS INTEGRATION I ENERGISYSTEMET

VINDKRAFTVÆRKERI ENERGISYSTEMET

OFFSHORE TEKNOLOGI

VINDLASTER OG SITING

VINGER: AERODYNAMIK, STRUKTURELT DESIGN OG MATERIALER

MØLLEDESIGN OG KONSTRUKTION AF MØLLER

KOMPONENTER OG MØLLEDELE

VINDMØLLER OG VINDMØLLEPARKER

�

Me

ga

vin

d

Strategisk forskningsindsats

Megavindanbefaler,atdenlangsigtedeuniversitetsforskningoguddannelsegenereltstyrkesmedensærligprioriteringafdegrundlæggendeellergenerisketeknologier,somindgåriudviklingafvindmøllerogvindkraftværker.Forskningsindsatsenmåogsåstyrkesiheleværdikædenfraudviklingafkomponenterogmølledeletilintegrationafvindkraftidetsamledeelsystem.DerforanbefalerMegavind,atdertagesstrategiskeforskningsinitiativerindenforfølgendeområder:

• Mølledesignogkonstruktionafmøller• Vinger–aerodynamik,struktureltdesignogmaterialer• Vindlasterogsiting• Vindkraftsintegrationienergisystemet• Offshoreteknologi

Megavindvilfacilitereenudviklingsogstrategiprocesfordefemstrategiskeforskningsområder,herunderudarbejderoadmapsogmålbarekriterierforhvertområde.Megavindviltageudgangspunktideeksisterendeforskningsmiljøerogbyggeviderepådenindsats,deralleredeergjortitidligereforskningsstrategier.Dervildesudenblivetagetetkonkretinitiativforatstyrkeforskningsmiljøetforoffshoreteknologi.Derudovervilpartnerskabettageinitiativtil,atderarbejdesmedatforbedrerammebetingelserneforsamarbejdetimellemforskningsinstitutionerogindustriviafællesretningslinerforsamarbejdetsjuridiskerammer(IPR).

Tidsplan for Megavinds arbejde

efterår 2007 og forår 2008

Strategi for validering, afprøvning og demonstration

September2007 Komponenterogmølledele

December2007 Vindmøllerogvindmølleparker

Marts2008 Vindkraftværkerienergisystemet

Forskningsstrategi

Marts2008 Femstrategiskeforskningsområder

Juridiskerammerforforskningsprojekter

Kunvedensamletstrategiskindsatskandendanskevindkraftbranchefortsatværeénafverdensførende.DerforerimplementeringafMegavindsanbefalingeretvigtigtskridtforatrealisereregeringensvisionomDanmarksomførendeVE-nation.

Dennerapportviserogså,atdeterpåhøjetid.Nokervindkraftindustriensucceshistorienometindustrielteventyrpåetglobalthastigtvoksendemarked.Menladermansigforblindeafeventyret–afsuccesen–erderfareforatglideindien”tornerosesøvn”,såDanmarkforpasserchancenforatfastholdepositionensominternationaltkompetencecentrumforvindkraft.

Fo

to: LM

gLa

sF

ibe

r a

/s

�

Me

ga

vin

d

1 Baggrund

Regeringensvisioner,atDanmarkpålangsigtskalværeheltuafhængigaffossilebrændslersomkul,olieognaturgas.Idennevisionskalvindkraftværeenafdebærendeenergiformer.Regeringenharisitudkasttilenergistrategisåledesforeslået,atandelenafvedvarendeenergiidetdanskeenergiforbrugfordoblestil30%i2025.Idenforbindelseudpegesvindkraftsomencentralteknologiogderopstillesetscenariomedca.6.000MWi20251,hvilketsvarertilca.50%afelforsyningen.

Detvilskabestoremulighederogudfordringerfordendanskevindkraftbranche,ogaltpegeriretningaf,atdetkanladesiggøre.Teknologirådethartilillustrationherafgennemførtenrækketeknologiscenarierforatvurderemulighederneforatintegrerestoremængderafvedvarendeenergiidetfremtidigedanskeenergisystem.Vedatopstilleetscenarium,derkombinererflerevedvarendeenergiformer,viserberegningerne,atdetermuligtbådeatreducereenergiforbrugetogCO2-emissionenogsamtidigøgeandelenafvedvarendeenergiidetsamledeenergiforbrug(setekstboks1.1).

Foratrealisereregeringensvisionvilderværeetganskestortbehovforatudvikleogdemonstrerenyetyperafvedvarendeenergiformer(VE-former).Forvindkrafterderikkekunetbehovforfortsatudviklingafbedreogmereeffektivvindkraft.Dererogsåetstortudviklings-ogdemonstrationsbehovpåenrækkeområder,f.eks.iforholdtileffektivtsamspilmellemvindkraftogandreenergiformer,bedrebalanceringafvindkraftidetsamledeelnet,samtoptimaludnyttelseafvindkraftidetsamledeenergisystem.

Kilde: TeKnologirådeT (2007): deT fremTidige dansKe energisysTem – TeKnologiscenari-er

Tekstboks 1.1

Kombineretbrugafvedvarendeenergi–etfremtidsscenarium

1 transport- og energiministeriet (2007): en visionær dansk energipolitik 2025

Densamlededanskevindkraftkapacitetvilværepåialtcirka4500MW,heraf2600MWfraland-møller(medhøjereydelseenddagensmøller)oggodt1800MWfrahavmøller.Tilsammenligningvarvindkraftkapaciteteni2004påcirka3100MW.Mængdenafhavmøllerikombinationsscenarietsvarertil,atdereretableretialt9-10havmølleparkersomRødsand2(200MW).Denfluktuerendeproduktionfravindmøllernevilprimærtblivebalanceretafgaskraft,fleksibeltforbrugogvarmepumper

Ikombinationsscenarieterstørstedelenafelproduktionenbaseretpåvindkraft(50%)ogbiomasse(23%).Herudoverbidragernaturgasmedca.10%,kulmed8%,affaldmed8%,oliemed1%ogsolcellermed½%.

KiLde: teKnoLogirådet (2007): det FreMtidige dansKe energisysteM – teKnoLogiscenarier

10

1.1 danmark som kompetencecentrum for vindkraft

Megavindsambitionforudviklingenafdetdanskekompetencecentrumforvindkraftvilbidragetilatopfylderegeringensvision,medvindkraftsomstorleverandørafeltildetdanskeenergisystem.Detvilværeenudfordringatrealiserevisionen,menatsatseherpå(oglykkeshermed)vilikkeblothavestorbetydningforenergiforbrugetogmiljøet.DetvilogsåbidragetilatrealisereregeringensvisionforDanmarksomførendeVE-nation,såDanmarkfortsatkanværeudstillingsvinduefordennyestevindkraftteknologiogløsningertilintegrationafvindkraftienergisystemet.

Vindkraftbidrageridagmedca.20pct.afdensamledeel-produktion.Vindkraftindustrien2beskæftigergodt21.000personeriDanmarkoghavdei2006enomsætningpåca.48,5mia.kr.primærtrettetmodeksportmarkeder.Vindkraftydersåledesetoverordentligtpositivtbidragtildensamledesamfundsøkonomi.Dennesuccesbyggerpådendansketraditionforsamarbejdeogevnetilatskabeteknologiudviklingoginnovation.

Skalvindkraftbranchen3fastholdeoggernestyrkedenneposition,måmanseudfordringerneiøjnene.Denstoreudfordringforvindkraftbrancheneretsystemskiftefravindmølletilkraftværkogfranationalemarkedertiletkonkurrenceprægetglobaltmarked.Detstillerikkekunnyekravtilindustrien,menogsåtildetsamledeinnovationssystem,hvordererbehovfornytænkningognyestrategiskeprioriteringer.Helebranchenskalståsammen,hvisDanmarkskalleverefremtidensvindkraftsystemer.

Megavindsvisioner,atDanmarkfortsatskalværedetførendekompetencecentrumiverdenindenforvindkraft

DeterMegavindsambition,atDanmarkskalleveredenmesteffektivevindkraft–vindkraftværker–dersikrerenoptimalintegrationafvindkraftidetsamledeenergisystem,såDanmarkogsåifremtidenkanleverevindkraftteknologitilenergisystemermedenmegethøjandelafvindkraft.

ForatrealiserevisionenanbefalerMegavindidennerapport,atderigangsættesenrækkekonkreteinitiativerindenforforskning,uddannelsesamtvalidering,innovationogdemonstration.

2 vindkraftindustrien defineres som de industrielle virksomheder, der på den ene eller den

anden måde beskæftiger sig med vindmølleproduktion, opstilling og installation af vindmøller,

integration af vindkraft i elnettet etc.

3 vindkraftbranchen defineres som alle virksomheder og institutioner, der på den ene eller den

anden måde beskæftiger sig med vindkraft. dvs. vindkraftbranchen består af forsknings- og

uddannelsesinstitutioner, industrielle virksomheder, etc. - med andre ord, hele værdikæden.

11

Me

ga

vin

d

Megavindsvisioner,atDanmarkfortsatskalværedetførendekompetencecentrumiverdenindenforvindkraft

DeterMegavindsambition,atDanmarkskalleveredenmesteffektivevindkraft–vindkraftværker–dersikrerenoptimalintegrationafvindkraftidetsamledeenergisystem,såDanmarkogsåifremtidenkanleverevindkraftteknologitilenergisystemermedenmegethøjandelafvindkraft.

12

Fo

to: LM

gLa

sF

ibe

r a

/s

1�

Me

ga

vin

d

2 vindkraft i et systemskifte

VindkraftindustrieniDanmarkerensucces,ogDanmarkeretattraktivtstedfordeninternationalevindmølleindustri.Danmarksstyrkepositionsomkompetencecentrumforvindkraftermegetafhængigaf,omdetlykkesatbyggedemesteffektiveogbedstintegreredevindkraftværker.Indenforproduktionafvindmøllerogvindkraftværkersermanidagnyeglobalevindmølleproducenterognyestoreprivateenergiselskaber,hvilketskaberøgetkonkurrenceogkampomvidenogknowhowmellemproducenterne.Ogsådemarkedsmæssigerammevilkårerændretgennemliberaliseringafelsektoren.

2.1 markedstendenser

Vindkrafthargennemdesenestetiårfåetøgetopmærksomhedverdenover,ikkemindstgennemdesenesteparår,hvordererklarepolitiskeudmeldingertilfordelforvedvarendeenergiogvindkraft.Nyekunderogambitiøsepolitiskemålforvindkraftvilefteralsandsynlighedbidragetilatskabeethastigtvoksendeglobaltmarkedprægetaf:

• Kraftigudbygningafdensamledeglobalevindkraftkapacitet (sefigur2.1).

• Gennemsnitligvækstiinstalleretkapacitetpåverdensmarkedetpå over17%overdesenestefemår.Forventningomtocifrede vækstraterdekommendefemår.

• FortsatstoreeksportmulighederforDanmark.I2006havdeden danskeproduktionenglobalmarkedsandelpåca.35pct.måltiMW4.

• Englobaltorganiseretproduktionsomgårefterdebilligste leverandørerog/ellerdebedsteogmestudviklingsorienteredeleverandører ogvideninstitutioner(universiteter).

• Nyekonkurrenterogstoreglobaleindustrikoncerner sermulighederivindkraft.

4 btM consuLt

1�

2.2 Ændringer i industristruktur og rammevilkår

Udviklingogproduktionafvindmøllerogvindkraftværkerharsåledesudvikletsigtiletinternationaltforretnings-ogforskningsmiljø:

• Enstigendeinternationalforskningsaktivitetvedudenlandskeuniver- siteterogiregiafinternationaltforskningssamarbejdesomfxEU’s7.rammeprogramellerdetInternationaleEnergiagentur(IEA).

• DanskeproducenterharetableretF&U-enhederiandrelande,hvordereretattraktivtvidenmiljø.

• Danskemøllefabrikanterogleverandøreretablerersigiudlandetforatopnålavereomkostninger,nærhedtilmarkedet(fxletteretransport,serviceo.lign.)ligesomkravomlokalproduktionogsåspillerenrolle.

• KoncentrationstendensmedenreduktioniantalletaffabrikanterogleverandørerpådemodnemarkeriEuropaogUSA,mensderskydermangenyevirksomhederoppånyemarkedersomf.eks.IndienogKina.

• Udenlandskeselskaberharplaceretudviklings-oginnovationsafdelingeriDanmark.

• InternationaleindustrikoncernerkøbervirksomhederiDanmarkforatkunnenyttiggøredanskekompetencerindenforvindkraft.

EteneståendekompetencemiljøindenforvindkraftgiverDanmarknoglekonkurrence-mæssigefortrin,menandrelandesatserogsåhårdtpåvindkraft.Hvisderikkeblivergjortenfællesindsatsforatfastholdeogudviklekompetencemiljøeterderfarefor,atdetvilbegyndeateroderebort.DermedvilgrundlagetforvindkraftproduktioniDanmarkbliveforringetbetragteligt.

Bagdenkraftigevækstindenforvindkraftogdeglobalestrukturelleændringerindenforproduktionogudviklingafvidenmiljøergemmersigetteknologisksystemskifte.Etsystemskifte,dersætternyevilkårforudviklingogproduktion,samtfordenmådevindkraftindgåridetsamledeenergisystem.

Figur 2.1

Forventetudviklingidensamledevindkraftkapacitetpåverdensplan.

Forventet udvikling i den samlede vindkraftkapacitet på verdensplan

250.000

200.000

150.000

100.000

50.000

0

2006 2007 2008 2009 2010 2011

KiLde: btM consuLt

1�

Me

ga

vin

d

2.3 fra prototyper til industriel produktion

VindmølleproducenteriDanmarkharværetgodetilatudviklenyeogstørremøller.Størrelsenpådemestmodernemøllerermereendfordoblethverfemteår(sefigur2.2).

Igennemmangeårharnyeprototypersåledessetdagenslysnæstenhurtigere,endmankunnenåatfådentidligeregenerationafmøllergennemtestetogsatiindustrielproduktion.Iløbetafdesenesteårerdennetendensdogaftaget,ogmøllerneskommerciellelevetidergenereltforlænget.Detbetyder,atderihøjeregradertidogressourcertilattestenyeteknologier.

Itaktmedatvindmøllerneerblevetstørreognuindgårivindmølleparker,somlevererenstørreogstørreandelafdetsamledeelproduktion,erderkommetøgetfokuspåkvalitet,driftsikkerhed,elkvalitetsamtreguleringsegenskaberiforholdtilelnettet.Nyekunderogsystemansvarligestilleristigendegradskrappekravtildisseområder.Fremstillingafvindmøllereridagkendetegnetvedindustrielmasseproduktionmedstigendekravtilkvalitetssikringoginternarbejdsdeling.Den”lillesmedemester”kanikkelængereværemed.Vindmølleproducenterneharudvikletsigtilinternationaleindustrikoncerner,ligesomindustrikoncernerindenforandreteknologiområdergiversigikastmedproduktionafvindmøllerogvindkraftværker.Værdikædenforproduktionafvindkrafterderforøgetikompleksitet.

KiLde. iea Wind energy 2005 annuaL report

Derermodsatrettedetendenseriforholdtilsamarbejdsformermellemproducenterogleverandører.Pådenenesideblivernogleleverandørerikkeisåhøjgradinddragetiudviklingsaktiviteterogskalderforihøjeregradprimærtkonkurrerepåpris.Pådenandensidebliverenrækkeleverandørertrukkettættereindpåmølleproducenternesomudviklingsorienteredeleverandører,derindgåraktivtifællesudviklingsaktiviteter,fxindenforITogstyringssystemer.

2.4 fra vindmølle til vindkraftværk

Vindmøllererienårrækkeblevetudvikletogproduceretmedsigtepåatbliveopstilletsomenkeltståendemøller.Itaktmedatvindmøllerudgørenbetydeligstørredelafelforsyningen,blivervindmølleroftestopstilleti”parker”såvelonshoresomoffshore.Vindmøllerblivertilkraftværker(setekstboks2.1).Videnomvindproduktion,omdegeofysiskeforholdsindvirkningpåmøllerne,ommøllernespåvirkningpåhinandeno.lign.erderforafvitalbetydning.

Figur 2.2

GennemsnitligestørrelsepånyevindmøllerinstalleretiIEAmedlemslande1995til2005.

Average Size of New Turbines Installed in IEA Wind Member Countries

200Tur

bine

siz

e(k

W)

1.600

1.400

1.200

1.000

800

600

400

0

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

1�

Mindreprivatekunder,somejerfåmøller,bliverafløstafstorekommerciellekunder.Dissekunderstårinogletilfældeogsåselvforplanlægningogopførelseafvindkraftværkerogkøberkunvindmøllerneafmøllefabrikanterne.Iandretilfældeleverermølleproducenterneheleturnkey-anlægeventueltsuppleretmedansvarfordriftogservice.Entreprenørerogrådgivereertrådtindpådettemarkedsomnyekunderog/ellerpartnereforvindkraftindustrien.

Altialtforegårderenøgetspecialiseringogrationaliseringiheleværdikæden,ikkekunblandtfabrikanterogleverandører,menogsåvednyeaktørersomenergi-ogelnetselskabersamtdevelopereogrådgivere.

2.5 fra enkeltmandsmølle til basisleverandør af el

Mølleparkerleverernuca.20pct.afdetsamledeelforbrugiDanmark,ogdererambitioneromatøgedenneandel.Deterimidlertidforbundetmedbetydeligeudfordringeratøgedenneandel,davindkraftlevererstrømsom”vindenblæser”.Indenforkortetidsrumkanelproduktionenfravindmøllersvingeganskebetydelig,menseldistributørerefterspørgerenelforsyningmedenhøjelkvalitet(kravtilspænding,frekvens,pålidelighedogstyring).

Nårvindkraftihøjeregradfårstatussombasisleverandørafelerdetvigtigtatkunnejustereogkorrigereforkortevarigespringivinden,forvindvariationerihøjdenogoverenhelvindmøllepark.Mølleproducenternemåderforhavefokuspåikkeblotatomdannevindtilel,menogsåatkunnejustereogkorrigereforvindensvariationerforatkunnelevereenhøjelkvalitet.Athaveenhøjelkvalitetogsamtidigkunneforudsigeproduktionenafelfravindkraftgørdetlettereatintegrerevindkraftidetsamledeenergisystem(setekstboks2.2).

Energisystem

Energisystemdefineressomfysiskforbundenenergiproduktion(alleenergiformer),transmissionogdistributionsfacilitetersamtforbrugienintegreretenhedellersystem.

KiLde: http://energytrends.pnL.gov/gLose_h.htM

Tekstboks 2.1

Tekstboks 2.2

Nyttige definitioner

Vindmølle:Selvemøllenmedtårn,vinger,gear,generatorogstyringafmøllen

Vindkraftanlæg: Vindmølleogdeumiddelbarenødvendigekomponenterfortilslut-ningafvindmøllentilelsystemet

Vindkraftsystemer:Enellerfleremøllerogdenødvendigetilslutnings-ogstyresy-stemerforatdrivemøllerneirelationtilelnettet

Vindkraftværker: Fleremøllersamletfxienmøllepark,derkanstyresogreguleressometkonventioneltkraftværk

1�

Me

ga

vin

d

Endeligproducerervindkraftikorteperiodermere,enddetsamledeenergisystemidagkanaftage.Denneproduktionafsættesidagførstogfremmestpådetinternationaleelmarked.ForatfåmestmulignytteafstoreinvesteringerivindkrafterfokusogsåblevetrettetmodatregulereproduktionensamtatanvendeoverskydendeproduktioniDanmark.Dersesblandtandetpåintelligentelforbrugsamtmulighederneforatlagrevindkraftvha.varmelagre,batterier,mv.5Vindkraftkanogsåindgåidensamledeenergiforsyningpåandremådervedatanvendevindkrafttilandreformålsomtransportel.lign.Dettearbejdemedatudviklenyeanvendelsesområderogskabebedreintegrationafvindkraftienergisystemetskabermulighed-ogbehov-forinnovationogudvikling.

Overlængereperioder-fxetår–erderstorvariationivindkraftenselproduktionafhængigafomdeteret”godtvindår”.Detteerenudfordringiforholdtil,hvordandetsamledeenergisystemskalsammensættesafforskelligeenergiformer.

Systemskiftetframikroproduktiontilbasisleverandørerafelbetyder,atvindkraftmåforståsogudviklessomenintegreretdelafdetsamledeelsystem.Jomerevidendereromvindproduktion,forudsigelseafproduktionenogbedreintegrationafvindkraftidetsamledeenergisystem,desbedrekanvindkraftbliveenbasisleverandørafel.Heriliggerogså,atvindkraftskalkunnereguleresaktivtietsamspilmedandreenergiformer.

2.6 fra entreprenørskab til videnskab

Den”danskevindmølle”erihøjgradudsprungetafvirkelystneoginitiativrigefabrikanter,somietdynamisksamspilmedRisøharvidereudvikletmøllen.RisøsforskningsmæssigeogeksperimentelletilgangtiludviklingafvindmøllenharideførsteårtierafvindmøllensudviklingværetetcentraltomdrejningspunktomDanmarksinternationalesucces(setekstboks2.3).

Etekspanderendemarked,udviklingafstørremøllerogudviklingafvindkraftværker,derervelintegreretienergisystemet,stillerogsånyeogstørrekravtildesamledeuddannelses-ogforskningssystemer.

Forskningsmiljøerneharreflekteretdetteskiftetildetvidenbaseredevindkraftværkmedøgetfokuspåforskningindenforenrækkevindkraftrelevanteområder.Denneforskningsøgerogsåatimødekommeetstærktsigendebehovforviden,videnskabeligetestogeksperimenter.

5 et eksempel: aktuelt vurderes mulighederne for anvendelse af caes (compressed air energy

storage) - trykluftlagre - hvor el kan lagres i form af luft under tryk og så gennem en gasturbine

omsættes til el igen.

Tekstboks 2.3Udvikling af vinger – fra test til videnskab

IforbindelsemedentilskudsordningforVE-anlægfra1981blevderstilletkravomtypegodkendelsebaseretpåenfuldskalaafprøvningafvingernepåRisøsprøvestati-on.Iførsteomgangblevderstilletkravomstatiskprøvebelastningflapvis(belastningpåvingenivindensretning).Senereblevderstilletkravomstatiskbelastningogudmattelsesbelastningbådeflapvisogkantvis.Derersidenhenstilletmereogmeredetaljeredekravomdokumentationafvingerneskonstruktion,kvalitetskontrologbe-skrivelseafproduktionsprocesserne.Mendenegentligedokumentationafvingernesstyrkeerstadigprøvebelastningerneafvingerne.Meddenyestevidenskabeligtbase-redeberegningsmetoderogprøvningsmetodervilmanpåsigtkunneafløsefuldskala-afprøvningernemeddokumentationafvingernesstyrkemedafprøvningafdetaljerivingerne.Ietafprøvningshierarkibevægerudviklingogtestafmøllevingersigfrafuldskala-afprøvningitoppenmodmaterialeprøvningeribunden.

18

Bevillingerneharimidlertidvanskeligtvedatfølgemed.Ikkemindstnårforskningenbådeskalspændeoverdenmeregrundlæggendeforskningogdenanvendelsesorienterede,eksperimentelleforskningforankretibl.a.test-ogdemonstrationsanlæg.DeltagelseioffentligtfinansieredeforskningsprojektersynessamtidigatskemedenstigendetilbageholdenhedforatskærmeogprioritereegneF&U-aktiviteter.

Efterspørgslenefterkompetentemedarbejdereerogsåstærktstigende.Vindmølleindustrienansætteriøjeblikketmereend150nyeingeniøreromåret,hvilketsvarertilca.10pct.afendimittendårgang6.Mentilgangentildetekniskeuddannelserhardesværrevanskeligtvedatfølgemedefterspørgslen(sefigur2.3).

Selvomkampenomdenkvalificeredearbejdskraftertiltagende,ertilgangentilingeniøruddannelsernefortsatlav.Uddannelsesinstitutionerneeropmærksommepådenøgedeefterspørgselefterteknikere,ingeniørerogforskeruddannedeingeniør,mendeståroverforenstorudfordringpågrundafdenlavetilgang.Tilsammenligningblevderoptagetca.4500påingeniøruddannelserneomkring1990.

2.7 Systemskiftet har konsekvenser

Vindkraftindustrienssucceserhistorienometindustrielteventyrpåetglobalthastigtvoksendemarked.Menhvismanladersigforblindeafeventyreterderrisikoforatglideindien”tornerosesøvn”,deroverserdetsystemskifte,somskeridenglobalevindkraftindustri.Attagekonsekvensenafdettesystemskifteeraterkende,atvindkrafterenenergiformheltpåliniemedhvilkensomhelstandenenergiformoggivevindkraftencentralpladsifremtidensenergiforsyning.

Vindkraftindustrienharpotentialettilfortsatatskabeinnovation,nyforskningognyearbejdspladseriDanmark.Mensystemskiftetviserenbrancheistorforandringmedmangeudfordringer.Derforerderbrugforenindsatsihelebranchen,hvisDanmarkogsåifremtidenskalværeetførendekompetencecentrumforvindkraft.

6 vindmølleindustrien (2006): vindmølleindustrien har brug for nye talenter.

analyse af industriens efter-spørgsel på ingeniører.

Figur 2.3

Tilgangtilingeniør-uddannelserne,2003-2006

Civilingeniører Diplomingeniører Total

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0

2003 2004 2005 2006

Tilgang til ingeniøruddannelserne, 2003-2006

Kilde: Universitets- og Bygningsstyrelsen: notat om ingeniørUddannelserne, notat nr. 5, 2006

1�

Me

ga

vin

d Fo

to: v

es

tas

Win

d s

ys

te

Ms

a/s

20

Fo

to: s

ieM

en

s W

ind

po

We

r a

/s

21

Me

ga

vin

d

3 et kompetencecentrum

Denglobaleudviklingivindkraftindustrienmedfører,atdendanskeforsknings-,uddannelses-oginnovationsindsatsskalprioriteresogfokuseresendnuskarpere.KunpådenmådekanvifastholdeetkompetencecentrumindenforvindkraftiDanmarkogderigennemsikrevindkraftindustriensfortsatteudviklingogkonkurrenceevne.

3.1 Succesfaktorer i ubalance

DetinternationaleforretningsmiljøforvindkraftindustrieniDanmarkhvilerpåetkompetencemiljø,ogsåkaldetenindustrielteknologiklynge.Internationaleerfaringerpegerpåenrækkesuccesfaktorer,somerstærktmedvirkendetil,omteknologiorienteredekompetencemiljøeropnårsucces.Selvometkompetencecentrumikkesådanladersigflytteellerkopiere,erdetikkeensbetydendemed,atdettiltidogevighedvilværeinternationaltsuccesfuldt.Defaktorerellerforholdsomharskabtsuccesenkanændresigellerbliveeroderetbort.Fokuspåsuccesfaktorer,ogenfortsatfornyelseheraf,erderforafvitalbetydningforatfastholdevindkraftsometinternationaltkompetencecentrumiDanmark.

Gennemsamtalermedenrækkenøglepersonerindenforvindkraftbranchenerderifigur3.1givetenvurderingaf,omDanmarkkanmatchesucceskriterierneforetteknologiorienteretkompetencemiljø.

Figur 3.1

Detdanskekompe-tencecentrumforvindkraftvurderetudfrasuccesfaktorerforteknologiorienteredekompetencemiljøer.

Vurderetpåenskalafra1-5,hvor5erhøjestescore.

– styrker og svagheder

Kritisk masse Indenfordesenesteårharvindkraftopnåetenstærkmarkedsposition.Industrieninvestererbetydeligtiforskning.Detsamledevindkraftindustriellemiljømåltpåbeskæftigelseogeksportervoksetbetragteligt.Internationaleinvestorerogindustrikoncernerharinvesteretiudviklings-ogproduktionskapacitet,ogdeeropmærksommepåbranchensmulighederiDanmark.

industrielt lokomotiv Vindkrafterudvikletgennemenkombinationafentreprenøråndogoffentligforskning,nationalogsenereinternationalefterspørgsel.Idagdrivesudviklingenafindustriellelokomotiverindenforvindkraftogetnetafleverandører.IDanmarkerderindustrieltdrivendeindustrierindenforvindkraft.Nårrammevilkåreneerinternationaltattraktive,erdenindustrielleråstyrketilstedeforfortsatudviklingiDanmark.

J J J J J

J J J J

Beskrivelse Vurdering

22

teknologisk kompetence i verdensklasse VindkraftiDanmarkbyggerpåinternationaltførendeforskningsbaseretvidenombl.a.vind,meteorologi,aerodynamikmv.,somharfundetindustrielanvendelse.Denindustrielleinnovationharudvikletsigitætsamspilmedforskningen.Trusler:• UdviklingsmiljøerskyderopudenforDanmark,ogden

teknologiskekompetenceerikkelængereforankretiDanmark.

• Konkurrencenivindkraftindustrienskærpes.Videnogvækstspiralerlukkesindeiindustrikoncernernetilskadeforheleinnovationsmiljøet.

nyt teknologispor Nyeteknologiskegennembrudgiverrumforindustrielvækst.Gennemtoårtiererudviklingafstadigstørreogmereeffektivemøllerogvindkraftværkerlykkedes.Hererfortsatudviklingsmuligheder,menkonkurrenternesynesatindhentedetdansketeknologiforspring.Nyepotentielleteknologisporforfortsatsucceskanbl.a.være:• Øgetogmeredriftsikkerintegrationafvindkraftielsystemet• Nyematerialer• Nyekomponenter–ogsamspilletmellemkomponenter• Effektelektronik• Driftogvedligehold• Offshoreteknologi

Samarbejde Idetdanskevindkraftmiljøerderidagmange,somharerfaringerframølleindustriensentreprenantetid,hvordervaretudbredtsamarbejdeibranchen.Vindkraftbranchenprægesstadigafdenånd.Idagerderdogentendenstil,atsamarbejdetmellemindustrienogforskningsverdenenermerespredt.Ideoffentligeforskningsprojektermanglerderistigendegraddeltagerefraindustrien.Industrienfinderimidlertid,atdenneforskningofteerlidtforfjernframarkedet.Enlavjobmobilitetfraindustritilforskningoginogenudstrækningogsåmellemindustrivirksomhedernehæmmerviden-ogerfaringsspredning.

Uddannelse og rekruttering Itaktmedenstorvækstibranchensesenskærpetkonkurrenceomarbejdskraften–ogogsåeninternationalkonkurrenceomdebedstkvalificeredemedarbejdere.Nårdersamtidigerenlavtilgangtildetekniskeuddannelser,førerdettilentiltagendeknaphedpåkvalificeretarbejdskraft.Uddannelsesinstitutionerneharistigendegradtagetenergiteknologiopsomtema,ogindustrienliggerstigendevægtpåatbidragetilrekrutteringogkvalificeringafuddannelserne,fxgennemstudenterprojekter.Resultaternevilforhåbentligvisesigidekommendeår.

KiLde: saMtaLer Med nøgLepersoner indenFor vindKraFtbranchen.

Beskrivelse Vurdering

J J J J

J J

J J

J J

Figur 3.1

Vurderetpåenskalafra1-5,hvor5erhøjestescore.

2�

Me

ga

vin

d

Figur 3.2

Samletvurderingafdetdanskekompetencecentrumforvindkraft

J J J J

J J

J J

J J

Foratvindkraftbranchenfremstårsometstærktforskningsmæssigtogindustrieltmiljømåbranchenscorehøjtpåallesuccesfaktorer.Vurderingenersamletifigur3.2iformafdetmørkefelt.Hererdettydeligt,atdererenubalanceidetsamledekompetencecentrum.Ubalancenskyldesbetydeligesvaghederindenforuddannelse,samarbejde,nyeteknologiskesporogtildelsindenforteknologiskkompetence.

KiLde: saMtaLer Med nøgLepersoner indenFor vindKraFtbranchen

Styrkernebeståriatvindkraftbranchenerkendetegnetvedetstærktindustrieltmiljømedstoreglobalemarkedsandeleogstoreudviklingsdrivendevirksomheder.Vedetumiddelbartblikpåvindkraftbranchenkanstyrkernevirkeovervældendeogimponerende.Mendestyrker,somvindkraftbranchenbesidderidag,byggerimidlertidpå,atdergennemdesenesteårtierharværetensatsningpåforskning,innovationogteknologiskudviklingogikkemindstved,atderharværetetinnovativtmiljømedudbredtsamarbejdeindenforvindkraft.Dennesatsningharnetopværetforudsætningenforudviklingafetuniktindustrieltmiljø.

Menderkonstateressvaghederpåalledesuccesfaktorer,somskalskabemorgendagensindustriellemiljø,ogderergrundtilat”råbevagtigevær”.Udenatskabeenøgetindsatsindenforsuccesfaktorerneuddannelse,samarbejde,nyeteknologiskesporogteknologiskkompetencevilDanmarkikkekunnebevareetførendekompetencecentrumforvindkraft.

Denpolitiskeopbakningspillerogsåenvigtigrolle.Ideførsteårtieridendanskevindkraftbranchesudviklingvardenkendetegnetvedbetydeligeoffentligeinvesteringeriforskning,innovationogteknologiskudvikling.Desenereårharderværetenbetragteligreduktionidisseinvesteringer,menalttyderpåatinvesteringerneøgesdekommendeår.Samtidigerderstortsetikkeblevetopsatnyemøllersiden2003,hvilketmindskerindustriensmulighederforafprøvningogtestiDanmark.Menhererderogsåvedatåbnesignyemuligheder.

Endeligharenergipolitikkenogsåenafgørendebetydning.AllersenestervindkraftsåledeskommethøjtoppådenpolitiskedagsordensåveliDanmarksominternationalt.Hvordandetteudmøntersigiforskningogteknologiudviklingsamtmarkedstiltagtilfordelforvindkrafterstadigvanskeligtatvurdereisommeren2007.

Altialtersvaghederneidetdanskekompetencecentrumforvindkraftkoncentreretomkringuddannelse,forskningsamtsamarbejdeindenforforskning,innovationogdemonstration–alleområder,somdetermuligtatstyrke.

Uddannelseogrekruttering

Samarbejde

Industrieltlokomotiv

Teknologiskkompetence

Nytteknologispor

Kritiskmasse5

4

32

1

0

2�

3.2 Udfordrende international konkurrence

Udfordringerneforvindkraftbranchenblivermegetmerekonkreteogjordnære,nårblikketløftesfradestrukturer,somskaberetkompetencecentrum,tilogsåatsevindkraftikonkurrence-ogmarkedsperspektiv.Derermangemulighederogtrusler,somdetervigtigtatforholdesigtil,hvisvindkraftogsåifremtidenskalværeetstærktforskningsmæssigtogindustrieltmiljøiDanmark(sefigur3.3).

Medforventningerombetydeligvækstiefterspørgsleneftervindkrafttegnerdersigenspændendefremtidfordenglobalevindkraftindustri.VindkraftindustrieniDanmarkharvundetbetydeligemarkedsandele,delsvedatværeførstpåmarkedet,delsvedatværemereinnovativoghavestørresystemforståelseendmangekonkurrenter.

Analysenviserdog,atvindkraftmiljøetiDanmarkfremoveristigendegradvilbliveudsatforinternationalkonkurrencenetoppåvidenogkompetenceudvikling.Enkonkurrence,somdirekteudfordrerheltafgørendekonkurrenceparametreforvindkraftindustrieniDanmark.Ombranchenklarersigafhængeraf,hvorstærkdenerindenforforskning,uddannelseoginnovation.

Figur 3.3

SWOT-produktionafvindkraftanlægiDanmark

Styrker

• Højtkompetenceniveau

• Underskovafleverandører

• Storeksport

• Offshore

• Innovation–F&U

• Indpasningivindkraftielnettet

Svagheder

• Højtomkostningsniveau

• Lavaktivitetpåhjemmemarkedet

• Mangelpåarbejdskraft

• Industrialisering-pålidelighedogholdbarhed

• Driftogvedligehold(service)

• Jobmobilitet

Muligheder

• Storefterspørgsel-øgeteksport

• Offshore

• Internationaltkompetencecentrumstyrkes

• Energi-ogmiljøpolitikifokus

Trusler

• Internationaleindustrikoncernertagerover

• BilligemøllerfraAsien-produktionudenforDanmark

• NyeF&U/kompetencemiljøerskyderopivækstmarkeder

• Udviklingafstoremøllerogvindkraft-anlægøkonomiskkrævendeogrisikofyldt

2�

Me

ga

vin

d

Fo

to: M

or

te

n b

ru

nb

jer

g

2�

Fo

to: W

eLc

on

2�

Me

ga

vin

d

4 Udfordring for kompetencecentret

Fremstillingafvindkraftanlægståridagvedenskillevej,hvorkravenetilprofessionaliseringogindustrialiseringergodtigangmedatblivelangtstørre.Kravderadresseresdirektetildenindustrielleinnovation,forskningoguddannelse.

Skalvindkraftbranchengåsammenomfællesforsknings-oginnovationsinitiativer,måmanfindeenform,hvorallekanfindesinegenrollesamtidigmed,atdetharrelevansforindustrien.Mulighederneliggerførstogfremmestindenfordenalmennyttige,generiskeellerprecompetitiveforskningsamtindenforinnovation,validering,afprøvningogdemonstration.

Menhvorliggerdaudfordringerneindenforforskning,uddannelseoginnovation?

4.1 forskning

Goderammevilkåroginvesteringeriforskningerenvigtigforudsætningforatudvikleetkompetencecentrum.Forskningenuniversiteterneudførerpådenenesidegrundlagsskabendeforskning,sombidragertilviden-ellerteknologispring.Denneforskningharetlangsigtetperspektiv,ogbidragermedvigtignyvidenogindsigt.Pådenandensideudføresderogsåanvendelsesorienteretforskning,ofteisamarbejdemedvirksomheder.Denneforskningharetlidtkortereperspektivogkanoftebrugesdirekteibranchen.Beggetyperafforskningspillerenafgørenderolleforfortsatteknologiudviklingoginnovationivindkraftbranchen.

EnrækkeandrelandesomTyskland,Spanien,ogUSAinvestererbetydeligemidleriforskningsprogrammerindenforvindkraftteknologi(setabel4.1).Og”nye”vindkraftlandesomIndienogKinaerstærktpåvejindpådetteforskningsområde.

Retfærdigvismåbasismidlernetildeoffentligeforskningsinstitutionerogsåmedtagesivurderingenafdeoffentligemidler.Vedatgøredette,vurderesdeoffentligeforskningsbevillingersåledestilaltialtatskabeetforskningsmiljøindenforvindkraftenergipå150-200årsværk.Endeligerdetregeringensmålatøgedeoffentligeforskningsmidlertilenergiforskningtil1mia.kr.årligti2010.DetteændrerdogikkegrundliggendeveddetruslerogudfordringersomDanmarksomkompetencecentrumståroverfor.

Mio.kr. 54 123 122 256

noTe: Tallene viser de løbende eKsTerne bevillinger og inKluderer iKKe basismidler Til de offenTlige forsKningsinsTiTuTioner.

Figur 4.1

Eksterneoffentligemidlertilforsknings-programmerindenforvindteknologiiudvalgtelande,2005

KiLde: iea Wind energy. annuaL report, 2006.

Land Danmark Tyskland Spanien USA

28

Hertilkommer,atdeeksisterendeforskningsmiljøerpåuniversiteterneidagharsværtvedatfølgemedindustriensforskningstempo.Dettehængersammenmed,atvindkraftindustriensinvesteringerinyteknologiogproduktudviklinggennemdesenesteårerøgetganskebetragteligt.BrancheforeningenVindmølleindustrienanslår,atindustrienssamledeF&Uinvesteringeri2005løbopica.900mio.kr.7

Selvomuniversiteternepåsinvishalterefterindustriensforskningsindsats,harindustrienenbetydeliginteresseiuniversiteternesforskning.Fordetførstevilindustriengernehaveindsigtiuniversiteternesvidenforatfølgemedieventuelleteknologiskeskiftellernyudviklinger.Fordetandeterentætkontakttiluniversiteterneogsåetgodtudgangspunkttilatigangsættefællesforskningsprojekter,somihøjeregradrettersigmoddenenkelteindustrisudfordringer.Fordettredjeertætsamarbejdeetgodtgrundlagforatrekrutterenye,dygtigemedarbejdere.

Flerevirksomhederharidagetableretsigmedkontorerel.lign.påuniversiteterforathaveentætterekontakttiluniversitetsmiljøet.Deterumiddelbartmulighederneforrekrutteringogvidenspredninggennemnyuddannedemedarbejderesomtillæggesstørrevægtendselveforskningen.

Forskningenståroverfortohoveddilemmaer,nemligmellemgrundlagsskabendeoganvendelsesorienteretforskningogmellemetbredtelleretspecialiseretforskningsfokus(sefigur4.2).

Repræsentanterfraindustrienogforskningsverdenengiversamstemmendeudtrykfor,atforskningenskalskabedenbredegrundlæggendeviden-dengeneriskeviden-somefterfølgendekanskabegrundlagfordenindustrielleforskningellerinnovation.Medandreordskalforskningkunnegivedegrundliggendesvar,menikkehavedentekniskevidenomudviklingogproduktionafvindkraftanlægmv.Detteerenindustrielkompetenceogkommercielviden,derliggerhosindustrienoginogenudstrækningogsåhosGTS8-institutterellerandrerådgivere.Detteudelukkerikkebilateralesamarbejdsprojektermellemetuniversitetsmiljøogenindustrivirksomhed,mendetpræcisereralligevelsamarbejdsfladenmellemuniversiteterogindustrien.

Samarbejdetmellemuniversiteterogindustrierdogikkealtiduproblematisk.Pådenenesideafhængeretsuccesfuldtsamarbejdeafåbenhedomdeteknologiskeudfordringer,

Figur 4.2

Universiteterispæn-dingsfeltetmellemgrundforskningoganvendelsesorienteretforskning

7 se også vindMøLLeindustrien (2005): vind i vidensaMFundet. vision oM danMarK soM vindKraFtcenter

8 gts- institutter = godKendte teKnoLogisK serviceinstitutter, se WWW.teKnoLogiportaLen.dK/oMgts/

Universitetsforskningen skaber ny viden og kompetencer, mens industrien efterlyser innovation til gavn for industrien.

Industriensefterlysningafmereindustriorienteretforskningpåuniversiteter

Universitetsforskningenerprincipiel: •merelangsigtet(grundforskning) •offentligtilgængelig •styretudfraandresucceskriterierendkommerciellesuccesmål

Universitetsforskningenforsøgeratværeanvendelsesorienteretgennem: •udviklingafdesignogmodelleringsværktøjer •engageretitestvirksomhed(afmøller,vinger,elsystem…) •rekvireretforskning;konsulentvirksomhed •industrieldeltagelseiforskningsprojekter–styrtetafuniversiteter

GTS-institutternesøgeratbyggebromellemforskningogindustri

2�

Me

ga

vin

d

menpådenandensideholderdeindustriellevirksomhederkortenetætindtilkroppenpågrundafkonkurrencesituationen.Detbetyder,atdetkanværesværtatskabederigtigerammerforvidendeling.Foratimødekommedenneudfordringerderbehovforatudviklemetoderomkringetableringafsamarbejder,særligtiforholdtildevigtigelangsigtedeforskningsprojekter.

Derertilligeudbredtenighedom,atdedanskeuniversiteterikkekanværestærkeindenforalleteknologiområderafrelevansforvindkraft.Budskabeter:

• Atuniversiteternemåspecialiseresigindenfordeområder,hvormaniforvejenharsineharstyrkepositioner.

• Atuniversiteternegennemderesforskningskalbidragetilatfasteholdevindkraftindu-striensstyrkepositionpådetglobalemarked.

• Atuniversitetsmiljøetindenforvindkraftmåsamlesiinternationaleslagkraftigeforsk-ningsmiljøer.

• Atvirksomheder,universitetermv.måhentedenvidenogforskningsmæssigekompe-tence,somikkefindesiDanmark,iudlandet.Universiteternekanmedfordelindledestrategiskesamarbejderpåområder,derkomplimentererforskningeniDanmark.

• Atdereret”utappet”potentialeafvidenogkompetencerpådanskeuniversiteter,somvindkraftindustrienikkenyttiggøridag.Ofteersådanneområderorienteretmodandreprodukter/hovedproblemerendvindkraft,menvindkraftburdekunneinddragesiuniversiteternesforskningsoptik.

Forskningderrettersigmodvindkraft,måsåledesbefindesigpådenteknologiskefront,samtidigmedatdenunderstøtterogvidereudviklerteknologiskestyrkepositionerafstorbetydningforvindkraft.Ivindkraftmiljøetfremhæverman,somillustreretifigur4.3,atdevigtigsteforskningsmæssigestyrkepositionerblandtandeterindenforvindproduktion,aerodynamik,geofysik,effektelektronik,optimeringafkonstruktionsamtelsystemet.

Mendetdanskeforskningsmiljøbesidderimidlertidikkespidskompetencerindenforalledeteknologiområder,sometvindkraftanlægbyggerpå.Dettegælderfxindenforgear,bremser,generatoreroglignende.Universiteternekan,somindustrien,etableresamarbejdermedinternationaleforskningsmiljøer.Heriliggerogsåetpotentialeforatudvikletværfagligeforskningsprojekterafrelevansforvindkraftindustrien.

Derkanogsåpegespåområder,hvordereret”utappet”potentialeafvidenogkompetencerpåuniversiteterne,somvindkraftindustrienburdekunnenyttiggøre.Detdrejersigfxomstyringsteknik(systemintegration),materialer,produktionsteknologi,IKT/sensorermv.

Figur 4.3

Vindkraftindustriensvurderingafdenuniversitæreforskning

Styrker

• Geofysiskeforhold

Vindproduktion

Vinddata–meteorologi

• Vingeteknologi–aerodynamik

• Aeroelasticitet

• Effektelektronik

• Optimeringafkonstruktion

• El-system–reguleringogtransmissionfravindkraftværker

Svagheder

• Mekaniskeelementer

Gearoglejer

Generatorer

• Nyematerialer

• Kommercialiseringafdesignogmodelleringsværktøjersamtafrisikoanalyser

• Metodertilrationalplanlægningafdriftogvedligehold

�0

4.2 Uddannelse

Vindkraftindustrienskonkurrenceevneogfortsatteudviklinghvilerihøjgradpåadgangtilkompetentogveluddannetarbejdskraft.Detgælderbådekvalificeredediplom-ogcivilingeniører,faglærteteknikkermv.Deterderforafvitalbetydning,atderuddannestilstrækkeligtmedkvalificeredenyemedarbejdere.

Vindkraftindustriensbehovforatrekrutteredygtigemedarbejderestigerimidlertidhurtigereendudbuddet.Dettehængersammenmed,attilgangentildevideregåendetekniskeuddannelserikkematcherefterspørgslen,ogflerefravindkraftindustriengiverudtrykfor,atdeikkemindstharetstortbehovforflereingeniører.

Detvækkerbekymring,attilgangentildetekniskeuddannelserersvag.Konkurrencenomarbejdskraftenviløges.Dettesesalleredeidagogforatimødekommebehovetsatsesderogsåpåinternationalrekruttering,hvilketbliverledsagetafstrategiskeovervejelseromopbygningafforretningsaktiviteteriudlandet.

Vindkraftindustrienefterspørgersærligtnyuddannedemedsolidegrundkompetencerindenfordeklassiskeingeniørdisciplinerogmedspidskompetencerindenforgenerisketeknologier.Etbredtkendskabtilbranchen,f.eks.viaarbejdemedcasesfravindkraftindustrien,bliverogsåefterspurgt.

Påuniversiteterneerderpåmaster-ogPh.d-niveaumulighedforatspecialiseresigindenforvindenergientenmedfokuspådenelektriskedelafvindmøllenellerpådenmeremekaniskedel.Hertilkommeruddannelsestilbudindenforelteknologi,somomhandlereffektelektronik,vindkraftsintegrationogsamspilmeddetøvrigeelsystem(sefigur4.4).

Figur 4.4

Vindkraftindustriensvurderingafuddan-nelserindenforvind-kraft

Styrker

• Forskningsbaseredeuddannelser

• DTU&AAU-MScinwindenergy

Electrical

Mechanical

• DTU-Centerforel-teknologi

• MScienergiteknikogenergiplanlægningpåAalborgUniversitet

• Industrienertilrådighedforturnus,praktikopholdog”afgangsprojekter”

• Diplomuddannelserrettetmodvindteknologi,fxHIHogIHA

• FusionmellemDTUogRisø

Svagheder

• Svagtilgangafnyestuderende

Pt.relativtmangepåmasterniveaumentilgangensynesfaldende

• Stormangelpåingeniørerindenforstærkstrøm

• Risøsforskningskompetencerikkeintegreretiundervisning,fxmeteorologi

�1

Me

ga

vin

d

Påuddannelsesfrontentegnerdersigogsånye(potentielle)mulighederrettetdirektemodvindkraftindustrien.

MangeafdeforskningsmæssigeressourcerpåForskningscenterRisøharhidtilkunibegrænsetomfangværetnyttiggjortiundervisning.FusionenmellemDTUogRisørummerpotentialerforatudbyggeundervisningskapacitetenpåDTUvednetopatnyttiggøredisseforskningsmæssigeressourcer.Foratkommetætterepådetteuddannelses-ogforskningsmiljøharVestasWindSystemsA/SetableretkontorpåRisøogSiemensWindPowerA/SpåDTU.Dennetendenstilatvirksomhedernerykkertætterepåuniversiteterneharetstortpotentialeiforholdtilatstyrkebranchenssamarbejdsrelationer.

AalborgUniversitetreorganisererderesuddannelsertilogsåatomfatteenrenenergiteknologisklinie.

Ingeniørhøjskolerne,eksempelvisIngeniørhøjskoleniÅrhus,vilsættevindrelateredeproblemstillingerpåundervisningsplanensomledietableringaf”NavitasPark-etinnovationscenterforenergi”9.

AU-HIH10søgeratimødekommeindustriensbehovindenforefteruddannelsevedsammenmedRisøogAalborgUniversitetattilbydeefteruddannelsesærligtrettetmoddedanskevindmølleproducenter.

Internationaltforskningssamarbejdekanogsåunderstøttemulighederneforattilbydeforskningsbaseretundervisningpåområder,hvormanstårforskningsmæssigtsvagt.Etstrategiskuddannelsessamarbejdemedinternationaleuniversitetermedspidskompetencerindenforsådanneområdererenmuligvejfrem.

4.3 innovation

Udviklingogproduktionafdriftsikreogeffektivevindkraftværkereriligesåhøjgrad-måskeenddaihøjeregrad-etspørgsmålominnovation,udvikling,afprøvningogdemonstration-endomegentligforskning.

Dererstoreudfordringerforbundetmedatudvikleogafprøvenyepraktiskeløsninger.Dettegælderikkekundenenkeltevindmøllesdriftsikkerhedogeffektivitet.Fokuseristigendegradpåintegrationafvindkraftidetsammenhængendeelnet.

DererpåenrækkeområderetgodtgrundlagforinnovationiDanmark.Itaktmedatproduktionenbliverindustrialiseret,internationalevindmølleproducenterkommerpåbanenogkundernedomineresafprofessionelleelproducenter,erderimidlertidsatnyerammerogvilkårforinnovation(sefigur4.5).

Forskningenpåuniversiteterneviludentvivlspilleenvigtigrolle,nårdetgælderomatgennemføremerekortvarigeforskningsprojekterafeninnovativkarakter.Detkanbådeværebredtanlagteforskningsprojektermedmange(industrielle)deltagereogmerebilateraleogvirksomhedsspecifikkeforskningsprojekter.

Enmereindustrialiseretproduktionbetyderatindustrienogsåharbrugforeneffektivtilgangtilgenerelledataomfxmeteorologi,analyse-oghjælpeværktøjer,afprøvnings-faciliteteroglign.Dennefunktionharforskningenbidragetmedforvindkraftindustrienideførstemangeleveår.Mendetertvivlsomt,omforskningen(universiteterne)iforeningmedderesforsknings-oguddannelsesmæssigeforpligtigelservilkunnevaretagedenneinnovativerollefremover.Detvilkræveressourceratværetilrådighedfor”konsulent-opgaver”,ligesomdetkræverensærlig”serviceorganisation”atstillederigtigefacilitetertilrådighedforindustrien.

9 århus Kommune (2007): energi og energiteknologi – nye vinde til vækst. anbefalinger fra

en tænketank

10 århus universitet – handels og ingeniørhøjskolen i herning

�2

Figur 4.5

Vindkraftbranchensvurderingafdenindustrieltorienteredeinnovation.

Deninnovativesammenhængskraft,somhidtilharkendetegnetvindkraftiDanmark,ervedatblivesvækket.Destoreindustrikoncernerin-sourcermereogmereforskningoginnovation,ogblivermindreinteresseredeifællesforsknings-ogudviklingsprojekter.Enstyrkeveddetdanskevindkraftmiljøer,atdetevneratløseteknologiskeproblemermedafsætidetsammenhængendeelsystem.Denneunikkestyrkekangåtabt,hvisdeforskelligelediværdikædenframølleproducentertilelproducenterog-distributørergliderfrahinanden.

Endeligkandestoreindustrikoncernerogmølleproducenterihøjgradselvtagevarepådenmarkedsnæreinnovationogkompetenceudvikling.Menmangeafdemindreleverandørerkanblivekobletafvindkraftindustrienslæringsmiljø,hvisderikkeskabesrumforkompetenceudviklingoginnovationhosleverandørerne.LeverandørernesalternativeratsøgesamarbejdemedGTS-institutterneogandrerådgivere,hvorderidagogsåfindesindustrielleogvindspecifikkekompetencer.

Etstærktinnovativtmiljøbyggerpå,atallelediværdikædenpådeneneellerandenmådeinvolveresiinnovationogvidendelinggennemfællesudviklingsarbejde.Detkanskegennemdirektekunde-leverandør-relationerellerpåområder,hvorindustrienharenfællesinteresse.

Foratfastholdeetdynamisklærings-ogudviklingsorienteretvindkraftmiljøiDanmarkerdetafvitalbetydningatfornyellervidereudvikleinnovativeteknologimiljøer.Detkannetopværedet”kit”,derskabersammenhængskraftogdynamikietkompetencecentrumsamtidigmed,atnyeteknologiskesporkanudspringeherfra.Hvilkenyeteknologiskespor,dertegnersigiøjeblikket,forfølgesinæstekapitel.

Styrker

• Kritiskmasseiindustrien

• Udviklingafnyevindmøller

• Offshorevindkraftanlæg-havmøller

• Højtkompetenceniveauindenfor:

Aerodynamik(vinger)

Strukturdynamik

Produktionafmøller–vindkraftværker

El-systemerimøllen

• Logistik

• Industrielproduktion

Vinger

Styringogsamlingafnaceller

Svagheder

• Svagudviklingafprocedurerogstandarderforminimeringaffejlmv.

Produkter/komponenter

Driftogvedligehold

•Afprøvnings-ogdemo-faciliteter

•Udviklingogudnyttelseafkompetencer/videnhos(udviklingsorienterede)leverandører

•Designogmodelleringsværktøjerudvikles,mensvagforankringienkommercielorganisationforsalg,tilpasningogservice

•Koblingmellemvindkraftogel-system

•Fånyekomponenterfrem

��

Me

ga

vin

d F

oto

: vin

dM

øLLe

ind

us

tr

ien

��

Fo

to: LM

gLa

sF

ibe

r a

/s

��

Me

ga

vin

d

5 teknologiske og funktionelle

– nye teknologiske spor Vindkraftbranchenogdetsamledeinnovationssystemomkringvindkraftmåadresseredeteknologiskeogfunktionelleudfordringer,dererforbundetmedatudviklevindkrafttilatproducereelpåliniemedkonventionellekraftværker.

Idettekapitelidentificeresdecentralestrategiskeudviklingsområder(deteknologiskespor)derkanudvikleDanmarksomkompetencecentrumindenforvindkraft.Atudvikledeteknologiskesporerenopgaveforforskningoginnovation.

Denumiddelbareudfordringeratløsedetekniskeproblemerogfunktionellekravsåledes,atvindkraftbliverenendnumereeffektivogkonkurrencedygtigenergiform,derlevererelafenhøjkvalitet,somladersigintegrereidetsamledeenergisystem.

Deteknologiskeogfunktionelleudfordringerrelaterersigtilalleaspektervedudviklingafvindkraftværker.Nedenforerdersatfokuspådisseudfordringerindenfortrespor:

• Udviklingafvindmøllerfraenkeltkomponentertilhelemøllen.Denneudfordringharrødderisystemskiftetfraprototypertilindustrielproduktion.

• Optimeringafvindkraftværker.Denneudfordringudspringerafsystemskiftetframølletilvindkraftværk.

• Vindkraftsintegreringidetsamledeelnet,hvilketudspringerafatvindkraftnuskalværeenbasisleverandørafel.

5.1 fra prototyper til industriel produktion

Produktionenivindkraftindustrieneridagkendetegnetvedindustrielmasseproduktionafvindkraftanlæg.Vindkraftanlægerikkeblotstoremaskiner,menhøjteknologiskekraftværkerbeståendeafetkompliceretogdynamisksamspilmellemenlangrækketeknologiskavanceredekomponenter.Vindkraftværkerleverestiletmarkeddomineretafstoreelproducenter.Kunderneefterspørgerpålideligeogdriftsikrevindkraftværker,dererfuldtudkonkurrencedygtigemedkonventionellekraftværker.

Foratøgeeffektivitetenogkonkurrencedygtighedenidenindustrielleproduktionarbejdervindmølleproducenternebl.a.medfølgendeudfordringer,somspænderfrafokuspåudviklingafkomponentertildriftogvedligehold:

udfordringer

��

Tekstboks 5.1

Udviklingafenletteremølle–VestasV90-3,0MWmølle

Udvikling af komponenter og optimering af en industriel produktion

Nårmøllerneskalserieproduceres,erderentendenstilikkeblotatanvendestandardkomponenter,menogsåtilatladespecieltdesignedekomponenterbliverendelafmøllerne.Detteafstedkommerfordetførstestørrebehovforvalideringsamttestafpåvirkningogbelastningafdeenkelte,nydesignedekomponenterforatsikre,atdeleveroptildeønskedekvalitetskrav.

Detstorekravtilstyringafproduktionenstillerikkekunkravhosvindmølleproducenten,menogsåtilstyringafleverandører.Detcentraledilemmaerherdelingafvidenmellemmølleproducentenogdensleverandører.Vilenhøjgradafvidendelinggivebedreprodukter,ellervildetblotkommedemtilskadeogdereskonkurrentertilgavn?Dererikketvivlom,atdetvilværetilgavnfordetsamledeindustriellemiljøogforDanmarkskompetencecentrumforvindkraft.

Udvikling og optimering af møllen

Udviklingafnyeogstørremøllerforegårikkeheltmedsammehastsomtidligere.Mendervilstadigværefokuspåoptimeringafmøllenuansetomdetdrejersigomoptimeringafkendtemøllestørrelser,omudviklingafstore10MWmøllerellermåskeendnustørremøllerprimærttiloffshorevindkraftanlæg.

Derfindesgrundlæggendevidenom,hvordandegeofysiskeforholdpåvirkermøllenogdetsamledevindkraftanlæg.Mendererstadigudfordringeriattestemøllen/vindkraftanlæggetsomhelhedopmoddenkompleksitetafgeofysiskeforhold,somfindespåkonkretelokaliteter.Grundlæggendevidenomlasterogmaterialereriforlængelseherafstadigvigtig,ligesomdeterafgørendeiforholdtildesignverifikationoggodkendelser(setekstboks5.1).

Vestas’målmedV90-3,0MWmøllenharværetatudvikleenletteremølleforatreducereomkostningernevedproduktion,materialer,transportogopstillingogsamtidigøgeeffektiviteten.

Ikonstruktionenafvingererletvægtmaterialersomkulfibreanvendtidebærendebjælker,hvilketreducerervægtenogøgervingensstyreogstivhed.Samtidigerfokusrettetmodaerodynamikkenforatoptimereforholdetmellembelastningafmøllenogenergiproduktion.Detteharførttilennyvingeformmedenkurvetbagkant.V90møllenharetbestrøgetareal,derer27%størreendV80-2,0MW,menvejernæstendetsamme.

Endeligermøllensvægtogsåholdtnedevedatgøretårnognacellelettere.Eksempelvisernacellensgeneratoreffektøgetmed50%udenatøgevægten,menvedatmonterenavetdirektepågearkassenogdermedeliminerebehovetforenhovedaksel.

KiLde: vestas: v90-3,0 MW. en Lettere vej tiL Mere energi

Deterafgørende(enudfordringforvindkraftindustrien)athaveadgangtilafprøvningsfaciliteterforatkunneafprøvehelemøllenellerhelevindkraftanlæggetisamspilmeddegeofysiskeforhold.Overordneterderstorvidenom,hvilkelasterderpåvirkermøllen,mendererstadigmangeuafklaredespørgsmål,nårdetgældersamspilletogdengensidigepåvirkningmellemdeforskelligedeleogkomponenterpåmøllerogivindkraftanlægget.

Afprøvnings-ogdemonstrationsbehovetomfatterheleudviklingskædenfraprototypeog0-serieproduktiontiloptimeringafdentidligeserieproduktion.

��

Me

ga

vin

d

Tekstboks 5.2

Afprøvnings-ogdemonstrationsfaci-liteter

Havmøller

Danmarkerførendeindenforhavmølleudbygningmht.bådeatplanlægge,opføreogdrivesådannemølleparker.Herernyvidenomsamspilletmellemvind,bølgerogvindmøllecentralt,ikkemindstsomfølgeafatdegeofysiskeudfordringerskaleresvoldsomtvedatgåfralandanlægtiloffshoreanlæg.Hertilkommer,atudfordringerneøgesogkompliceres,nårmøllenskalplacerespåstørrehavdybder,hvilketstillerkravomudviklingafnyefundaments-oginstallationsprincipper.Kortoggodterderetstortbehovforatskærpeevnentilatfastsættekrav-ogdesignspecifikationerforhavmøller.

Driftsikkerhed - systemer for drift og vedligehold af vindkraftanlæg

Deterenstigendeudfordringatminimereomkostningertildriftogvedligeholddrevetfremafkravetomhøjproduktivitetogfådriftsstop.Derharikkebareværetproblemermedkvalitetogdriftsikkerhedpåmøllen,menogsåmedselveprocedurernefordriftogvedligehold.Omkostningertildriftogvedligeholderbådeendirekteomkostningogetproduktionstab.Foroffshoreanlægbliverdenneomkostningekstraordinærstorpga.møllensvanskeligetilgængelighed.Kundernesermedstigendeutilfredshedpåsådannetab,itaktmedatvindkraftudgørenstigendeandelafelproduktionen.

Deterenudfordringatudviklestandardprocedurerfordriftogvedligeholdelsesamtsystemer(IT-systemer),derløbendekanovervågevindkraftanlæggetstekniskestandforatkunneiværksætteenforebyggendevedligeholdelsesindsats.Denneudfordringkanførestilbagetilspørgsmålet,ommanikkekanudvikleetmererationaltmølledesign,hvordriftogvedligeholderintegreretsåledes,atudviklingenkangåmoddenvedligeholdelsesfrimølle.Herliggerbådeentekniskudviklingsopgave,menogsåentrænings-elleruddannelsesopgave.

Adgangentilafprøvnings-ogdemonstrationsfacilitetererenkritiskfaktorforatkunnedokumentere,atkomponenteroghelemøllenleveroptildestilledekravogstandarder(fxpålidelighedoglevetid).Deterderforvigtigtathaveafprøvningsfaciliteter,somomfatterheleværdikædenfraafprøvningafkomponenter,tilafprøvningafdemo-møllerogafprøvningaf0-seriemøllermv.Alleharinteresseheri,menikkenødvendigvisressourcermv.tilatetableredissefaciliteter.Derfindesenrækkeafprøvningsfaciliteteridag,mendereretbehovforatstyrkeogvidereudvikledissefaciliteter(setekstboks5.2).Iforlængelseheraferdetpositivt,atdernetoperudpegetottenyestedertilplaceringaf0-seriemøller,mendetervigtigt,atdettefølgesopmedandretyperafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteter.

DeførstedanskevindmøllerskullegodkendespåprøvestationenformindrevindmøllerpåRisø.Idagerderfleretestfaciliteterforvindmøllersom:

• RisøstestcenterforstorevindmølleriHøvsørevedBøvlingbjerg,hvordererpladstilfemtestmøller

• PåAalborgHavnharRisø,ForceTechnologyogDetNorskeVeritasi2005haretableretvingetestcenteretBladeTestCenterA/S(BTC),hvorvingerpåoptil75meterkantestes.CentereterenudvidelseafRisøstestcenteriSparkærvedViborg,hvorvingeroptil50meterkantestes.

Forsøgmedsystemintegrationforegårogsåilidtstørreskalafxvedatanvendemindre,lukkedeel-forsyningsområdersomfxBornholmtilsystemtest.

Dentværministeriellearbejdsgruppeforforsøgsmøllerpåland,nedsatafregeringen,harpåbaggrundafindustriensønskeromatafprøvemøllerpåover150metershøjdeudpegetottemuligeområdertilforsøgsmøller(rapportenblevoffentliggjortfebruar2007).Toafområderneerhavplaceringer,hvorEnergistyrelsenermyndighed.DeøvrigeseksområdererpålandogskalplanlæggesisamarbejdemellemMiljøministeriet,somnuviludstikkedeoverordnederammeriformafetlandsplandirektiv,ogkommunerne,somskalståfordenlokaletilpasning.Detforventes,atdeførsteforsøgsmøllervilværeidriftindenfordetkommendeår(2008).

�8

5.2 fra vindmølle til vindkraftværk

Traditioneltharhovedfokusværetpåoptimeringogeffektiviseringafvindmøllerforatnedbringeomkostningerneogdermedprisenpåel.Deternaturligvisstadigetfokuspunktforindustrienatomsættevindenergitilmestmuligkraft(el).Storvidenomaerodynamik,designafvinger,denelektriskeogmekaniskekonstruktionforateffektiviseredensamledemølleerstadigenudfordring;ogsåfordetsamledevindkraftværk.

Nårmøllernenuopstillessomvindkraftværker,bliverviftenafteknologiskeudfordringerstørreogmerekompleks.Uansetomvindmøllerneindgårivindmøllerparkeronshoreelleroffshoreblivervidenomdegeofysiskeforhold(vind,vindenssamspilmeddelokaleforhold,luftenstemperatur,fugtighedogindholdafsaltoglign.)ogdetsindvirkningpåvindkraftværketsamtmøllernespåvirkningafhinanden(fxvindturbulens)vigtigeforudsætninger.

Vindmøllerikraftværkgiveranledningtilenrækkeudfordringer:

Viden om vindproduktion – hvor er det optimalt at placere vindmøller og

vindkraftværker

Detkræverstoreinvesteringeratetablereetvindkraftværk.Deterderforvigtigtathavevidenom,hvordetvilværemestoptimaltatplacerevindkraftværker.Herdrejerdetsigdelsommeregenerelvidenomvindproduktionpåforskelligelokaliteter,delsomatkunneestimeredensamledeårligevindproduktion,nårderogsåskaltageshøjdefordespecifikkegeofysiskeforholdpåsitensomforeksempelterrænforhold,turbulentevindprofilermv.

Endeligvarierervindproduktionenogsåmedhøjdenoverterrænsåledes,atvindenerkraftigerehøjereoppe.Dereridagikketilstrækkeligvidenomvindforholdendeblot60meteroverterræn,hvilketerafafgørendebetydningforatudviklestadigstørreoghøjeremøller.

Ensærligudfordringerheratvidereudvikledeeksisterendeberegningsmodellersamtatfådemeftervist.

Vindproduktion og aerodynamik i vindmølleparker

Vindproduktioni”mikroskala”fårstadigstørrebetydningitaktmed,atmøllernebliverstørreogindgårivindmølleparker.Påstoremøllevingerkanderværevindforskelleoverhelevingenslænge.Sådannevindforskellevilnaturligvisogsåoptrædemellemvingerneogdermedpåvirkehelemøllenogdensfunktionalitet.Dettestillerkravomstorvidentilaerodynamikogdesignafvinger.Menudfordringenstrækkersigvideretilenmeredynamiskstyringafmøllen.Hvismankanmålevariationerivindstyrken–ikkebareihøjden–menogsåiaktuellevindvariationer,såkandennevidenomsættestiletstyringssystem.Sådannestyringssystemerhartilformåldelsattagehøjeforekstremevariationerivindpåvirkninger,delsatreguleremøllensproduktion.

Enandenudfordringeratfåmerevidenom,hvordanvindmøllerpåvirkerhinanden(skyggevirkning).Denvind,sompassererenvindmølle,blivertilturbulentevindstrømme.Skalandrevindmøller”overtage”dennevind,erdetvigtigtatkendekarakterenafdenne”unaturligevind”.

Geofysiske påvirkninger

Mølleparkerbliverofteplaceretunderforhold,hvordeudsættesforstadigmereekstremegeofysiskepåvirkningersomvarme,kulde,kraftigvind,fugtighed,højtsaltindholdluftenmv.Detteerenudfordringformøllerne,mendererogsåetbehovforatvidemere

��

Me

ga

vin

d

om,hvordanmøllenogalledensdele/komponenterpåvirkesheraf.Detterejserogsåspørgsmåletom,hvilkenyekvalitets-ogdesignkrav,derskalstillestilkomponenterne.

Materialer og strukturelt design

Vindmøllersstrukturelledesign,materialerogproduktionsmetoderharudvikletsigdramatisksidendeførsteserieproduceredevindmøllerkompåmarkedetislutningenaf1970’erne.Dokumentationenafvindmøllersstrukturelleegenskaberbaseredesigideførsteårihøjgradpåunderleverandørersvidenogrelativtsimpleprøvninger.Nuerenstørreogstørredelafdenviden,deranvendestildokumentationafvindmøllernesstrukturelleegenskaberogmaterialerudvikletietsamspilmellemvindmøllefabrikant,leverandørerogforskning.Nyematerialer,nyefremstillingsteknologierognyemåderatanvendematerialerkarakterisererudviklingenafdetstrukturelledesign,ligesomberegningsmodellerneogprøvningsmetoderneblivermereogmereforskningstunge.Specieltvingeteknologienharudvikletsigmegetdramatisk.Alligevelforventesderpådetteområdeatliggemegetstoremulighederformedforskningogudviklingateffektiviserevindmøllersstrukturelleegenskabervæsentligt.Dettevilbidragetilatderskerenyderligereeffektiviseringafudnyttelsenafmaterialerneogautomatiseringenaffremstillingsmetoderne(robotteknologi)ligesomdetogsåfremoverkanforventes,atderskerudviklingafnyematerialerognyeanvendelserafeksisterendematerialer.

Design og modelleringsværkstøjer

Denvidensomindsamles,systematiseresoganalyseresomvindproduktion,aerodynamikoggeofysiskeforhold,bliverienrækketilfældeindlejretidesignellermodelleringsværktøjer.Derliggerenudfordringiatfortsættedetteforsknings-ogudviklingsarbejde.Menderliggerogsåensærliginnovativellermarkedsorienteretudfordringi,atdisseværktøjerbliverstillettilrådighedforindustrien,ligesomderliggerensærligopgaveiatvedligeholdeværktøjerneogservicereindustrienibrugenafdisse.Detteerenstorogkrævendeopgave(setekstboks5.3).Indtrykketer,atdeterenudfordringforuniversiteterneikkebareatudvikleværktøjerne,menogsåatfådemnyttiggjort.Itaktmedatdisseværktøjerblivermerekompleksevildetogsåstillestørrekravtilindustrienskapacitetfor,atdekanbrugedisseværktøjer

Tekstboks 5.3

Designogmodel-leringsværktøjer

De gode eksempler

I1987introduceredeRisø”TheWindAtlasAnalysisandApplicationProgram”,WAsP.WAsPeretkraftfuldtværktøjtilatanalyserevinddata,generevindatlasogestimerevindforholdforoptimalplaceringafvindmøller.Programmeterovertidblevetenindustrielstandardtilberegningafvindressourcerogplaceringafvindmøllerogvindmølleparker.Programmeterhidtilanvendtimereend100lande.

WindProerudvikletafEMDInternationalA/S(Energi-ogMiljødata)ogbyggerpå20årserfaringindenforplanlægning,designogdokumentationafvindmølleprojekter.WindProindeholderenrækkeforskelligeprogrammertilbl.a.siting,støjestimering,vurderingaf‘visualimpact’,etc.

Den langsigtede forskning

EllipSys-etIT-værktøjudvikletiettætsamarbejdemellemforskerepåDTUogRisø-benyttesbl.a.tilatberegnestrømningsfeltetomkringogpåenvindmøllevinge,samttilberegningafvindforholdikuperetterrænogivindmølleparker.EllipSyseretmegetomfattendeCFD-beregningsværktøj,somkræverbådeenspecialistuddannelseogadgangtiletkraftigtcomputeranlæg.IndustrienerigangmedenopkvalificeringforatkunnebrugeEllipSys.Forskernehåber,atindustrienvilfåøjneneopforpotentialerneiEllipSys.

�0

Denalmindeligeuniversitetsforskningvilogbørinteresseresigforovenståendeproblemstillinger,menuniversiteternesvidenproduktionenmatcherikkealtidindustriensumiddelbarebehovfornyvidenmv.Dererbehovforenstærkeresatsningfxiformafenrækkestrategiskeforskningsprojekter.Enandenmulighederstørreudviklingsprojekteriettætsamspilmellemforskningogindustri.Endeligskaldenvidendersamles,systematiseresogindlejresidesign-ogmodelleringsværktøjerihøjeregradarbejdeaktivtiindustrien.

5.3 fra enkeltmandsmølle til basisleverandør af el

DeførsteårtiermedvindmølleproduktioniDanmarkvarprægetafenvisidealisme.Vilkåreneforvindmølleproduktioneridagilangthøjeregradprægetafprofessionalisme.Atlevereel,ogenddastoremængderel,tildetsamledeelsystemstillerstorekravtilleverandørenafstrøm-tilvindkraftværket.

Irelationtilelnettetstårvindkraftoverforenrækkekravtilelkvalitet.Medandreordskalvindkraftanlæggenekunneopfyldekraftværksegenskabermedhensyntilspændings-ogfrekvensstyring,systemstabilitetmv.:

Forudsigelighed af produktion på kort sigt

Detsamledeelsystemmåkunnekorrigerefordeændredevindforhold,ikkemindstienmarkedssituation,hvordenforventedeproduktionskalindmeldesdøgnetførproduktion.Detharstorbetydningforproduktionsplanlægningen,ogiforholdtilomandreelproduktionsanlægskaltageover,ogomdererover-ellerunderproduktionfravindkraft,somskalbalanceresgennemkøbafreguleringskraft.

Indenforetdøgnerdetderforafvitalbetydning,såvelsystemmæssigtsomøkonomisk,atkunneforudsigevindproduktionen.Storvidenommeteorologiogadgangtilpålideligeberegnings-ogprognosemodellererderforafgørendefordenrollevindkraftfåridetsamledeelnet.

Udfordringeneratkunneudregnevindprognoserogdermeddensamledeelproduktionpåkortsigt.Forudsigelighederenvigtigkonkurrenceparameterforvindkraft.

Regulering og transmission - stabilisering af elleverancen

Enudfordringeratstabilisereelleverancenfravindkraft,sådenopfylderkravenetilelkvalitet.

Fordetførsteervindproduktionenikkekonstant,hvilketgiveranledningtilkortvarigestødellerspringispændingskvaliteten.Deterenudfordringatfådetteudjævnet,såvindkraftkangådirekteielnettet,hvilketerforbundetmedvæsentligeudfordringeriforholdtiltransformeroggeneratorprincipper.

Nødvendige simuleringsværktøjer

FLEXeretsimuleringsværktøj,somerudvikletpåDTUtilberegningafkræfter,udbøjningerogydelse.FLEXharhaftenafgørendebetydningforudviklingenafvindmøller,ogeridagdetmestbenyttedeværktøjtildesignafvindmøller.FLEXermarkedsførtudenomDTUaf”opfinderen”.

HorizontalAxisWindturbineCode-HAWC-eretsimuleringsværktøjudvikletafRisøgennemenårrækkeogerenkompleksmodelafenvindmøllebyggetudfra”finalelementteori”.HAWCbliverligesomFLEX,bliverbrugttilatberegnelasterogsimuleremøllen.

KiLde: risø (2004) getting started With Wasp 8, risø-i-1950(ed.2); risø ForsKning i aeroeLasticitet eFp-2001, risø-r-1349

�1

Me

ga

vin

d

Fordetandetsvingervindkraftenselproduktionogdermedleveringskapaciteten.Detersåledesenopgavefordetsamledeelnet(andreelproducenterogsystemansvarlige)atbalancereelforsyningenfraenrækkeforskelligekildertilenensartetspændinginettet.Udfordringenerheratkunneregulereogstyreproduktionskapaciteten,såledesatvindkraftindgåridensamledeelforsyninguden,atdetgiveranledningtil(unødig)overskydendeproduktion.

Dererbehovforøgetvidenomdynamikkenmellemmarked,netogvindkraft.Hererensærligudfordringatudvikleselvstyrendeintelligentesystemer,derkanbalancereelproduktionenmellemflereforskelligeleverandører(energiformer)fxiselvstyrendedecentralesystemer.

Altialterderbehovforøgetkompetenceomdeelektriskesystemerogeffektelektronik.

Dererogsåherbehovforvidenom,hvordanvindkraftanlæggetspillersammenmedelsystemet,ogomhvordanelsystemetreagererpåogkanintegrerevindkraft.

Alternativ anvendelse, lagring og intelligente systemløsninger

Iperiodervilvindkraftanlægkunneproducerestørremængderel,endderumiddelbarterkundertil.Fremforatsælgedenneelbilligt,fxtilvoresnabolande,såerderenstigendeudfordringi,ommankanlagreenergienfravindkraftenselproduktionfxtilbrugforfjernvarme,elbiler,batterierellerandrelagringsmuligheder.

Udviklingafintelligentesystemløsningerpåmikroniveauvilkunnefremmeetmerefleksibeltelforbrug,såforbrugetihøjeregradfølgermarkedetsprissignaler.Dettekanbl.a.sikresvedhjælpafintelligenteteknologier,somfxvaskemaskiner,derstarterautomatiskop,nårprisenpåelerlavest.

Evnentilatintegrerevindkraftielsystemetbliverheltafgørendefor,omvindkraftkansættesigpåstoreandeleafdensamledeelproduktion.Vindkraftindustrienskaldemonstrere,atvindkraftværkerkanlevereelafenhøjkvalitet.

�2

Fo

to: M

pi/d

en

sita

/s

��

Me

ga

vin

d

Figur 6.1

Megavindssamledestrategi:Etvelfun-gerendelærings-oginnovationsmiljøforudsætter,atvali-dering,afprøvningogdemonstration,forsk-ning,samtuddannelsespillersammen.

6 anbefalinger

Megavindsvisioner,atvindkraftbrancheniDanmarkskalværedetførendekompetencecentrumiverden,derudviklerdenmesteffektiveogkonkurrencedygtigevindkraft,somerbedstintegreretidetsamledeenergisystem.

Påbaggrundafanalysen,derkortlæggerstyrkerogsvaghederidetdanskekompetencecentrum,harMegavindudarbejdetenrækkeanbefalingertil,hvordanvisionenkanopfyldes.Disseanbefalingertagerudgangspunktitreprimæreoperationellemål:

•Atskabenytænkningomvalidering,afprøvningogdemonstrationindenforvindkraftogvindkraftssamspilmedandreenergiformer.Ennytænkningomafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteterderihøjgradservindkraftsomenbasisleverandørafelisamspilmedkonventionelleenergiformerogandreVE-former.

•Atigangsættestrategiskeforskningsinitiativerindenforfemnøgleområderietsamspilmellemindustri,universiteterogmyndigheder,dertagerafsætideudfordringer,somfølgerafsystemskiftetfravindmølletilvindkraftværk.Dervilblivelagtvægtpå,atdissestrategiskeforskningsinitiativerskalværemålrettedeogmålbare.

•Atunderstøttelangsigtedeuddannelsesaktiviteterderkanstyrkerekrutteringafhøjtkvalificeretarbejdskrafttilindustrien.

Dekonkreteanbefalingerogforslagreflektererdeforskningsmæssigeogindustriellestyrkepositionerindenforvindkraftbranchen.Deterenvitalforudsætning,atinitiativernebidragertilatskabeetdynamiskogudviklingsorienteretlærings-oginnovationsmiljø.Hvisdetlykkedesatskabeetsådantmiljø,vildetbidragetilatindfriregeringensmålsætningomenfordoblingafvedvarendeenergiidendanskeenergiforsyningi2025medvindsomencentralteknologi.

VINDKRAFTS INTEGRATION I ENERGISYSTEMET

VINDKRAFTVÆRKERI ENERGISYSTEMET

OFFSHORE TEKNOLOGI

VINDLASTER OG SITING

VINGER: AERODYNAMIK, STRUKTURELT DESIGN OG MATERIALER

MØLLEDESIGN OG KONSTRUKTION AF MØLLER

KOMPONENTER OG MØLLEDELE

VINDMØLLER OG VINDMØLLEPARKER

��

Tekstboks 6.1

Opfordringtiluddan-nelsesinstitutionerne

Figur 6.2

Definitionafbegrebetvalidering

Megavindanbefalerennytænkningafarbejdetmedvalidering,afprøvningogdemonstration,derafspejlerheleværdikæden.SamtidiganbefalerMegavindatdenlangsigtedeforskningstyrkes,dadetergrundlagetforatudviklenyeteknologiskesporogencentralbetydningforvindkraftindustriensfremtidigekonkurrenceevne.

Megavindsenderderudoverenkraftigopfordringtilatstyrkeindsatsenindenfordetekniskeognaturvidenskabeligeuddannelsermedetsærligtfokuspåenergirelateredeemner(setekstboks6.1).

Megavindopfordreruniversiteteroguddannelsesinstitutionertilløbendeatudbydegrundlæggendeuddannelsermedenintroduktiontilenergi-ogvindkraftrelevanteproblemstillinger.Dettevilhaveenbetydeligafledteffektivitetiforholdtilatøgedestude-rendesteknisk-naturvidenskabeligeinteresserpåalleniveauer;fordefaglærte,diplom-ogcivilingeniørersamtandreteknisk-naturvidenskabeligeuddannelser.

Megavindopfordreruniversiteternetilatindledeetstrategiskuddannelsessamarbejdemedinternationaleuniversiteter,derharspidskompetencerindenfordeområder,hvoruniversiteterneiDanmarkikkeharspidskompetencer.Dettevilstyrkegrundlagetforrekrutteringtilvindkraftindustrien.

6.1 validering, afprøvning og demonstration

Komponenter,vindmøllerogvindkraftværkerfungererietmegetkomplekstogdynamisksamspilunderkraftigtpåvirkningafgeofysiskeforhold.Samtidigskalvindkraftværketfungeresometblandtflerekraftværkerietsammenhængendeelsystem.Denteknologiskekompleksiteterstor,ogselvomforskningenharudvikletdesign-oganalyseværktøjer,erderstadigetstortbehovforvalideringigennemafprøvningogdemonstrationforattestepålidelighed,effektivitet,levetido.lign.afkomponenterogmøllerogafvindmøllernesomvindkraftværk.Dererligeledesetstorbehovforattestevindkraftværkersevnetilintegrationietsammenhængendeelsystem.

Valideret

Review

Review

Review

Møllen

Nedbrydning:

Kravogspecifikationertilkomponenterogdelsystemer

Integration:

Testafkomponenterogdelsystemer,samtintegrationiel-systemet

Komponent

��

Me

ga

vin

d

PåbaggrundafdeteknologiskeogfunktionelleudfordringerforeslårMegavind,atderetableresetnationaltsamarbejdeomudviklingenafensammenhængendestrategiforafprøvningogdemonstrationbeståendeaffaciliteterindenfor:

•Komponenterogmølledele

•Vindmøllerogvindmølleparker

•Vindkraftværkerienergisystemet

Disseafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteterfavnerheleværdikædenfraafprøvningafkomponenter,møller/mølleparkertilvindkraftværker(sefigur6.1).Dissefaciliteterskaludfyldeetbehov,somdenenkeltevirksomhedikkealenekanvaretage.Hertilkommer,atnyforskningsbaseretvidenskalværeetvigtigtgrundlagforudviklingenafnyvindkraftteknologiogafprøvningsmetoder.Forskningspilleridetheletagetencentralrolleiforholdtilatudviklemetodertilvalidering,afprøvningogdemonstrationafkomponenter,delsystemeroghelemøllen.

Altialtrummerensådannyafprøvnings-ogdemonstrationsstrategiogsåkimentilatstyrkedetdanskeforsknings-oginnovationsmiljø.

Idagråderindustrienoverfacilitetertilafprøvningogdemonstrationafenkeltkomponenterellerenkeltevindmøller.Detteerafstorvigtighed,mendeterogsåforventeligt,atindustrienudfrakommercielleinteressereselvkanogvilhåndteredenumiddelbaretestafnyekomponenterogmøller.

Menherudovermanglerderisærafprøvningsfacilitetersomviser,hvordankomponenterogmøllerfungerersammenietvindkraftværkogisamspilmeddetsamledeelnet.

Detoverordnedeudgangspunktforatetablereensamletafprøvnings-ogdemonstrationsstrategiersåledes,atderbådeeretstortbehovfor,ogenstorudfordringi,atfåkomponenter,mølledele,møllerogvindkraftværkerafprøvetopmoddemestrealistiskeforhold.

Adgangtilafprøvnings-ogdemonstrationsfacilitetermedensolidforankringidennyesteforskningerafvitalbetydningforudviklingafeffektivevindkraftværker.

IsidsteendeerdetMegavindshåb,atensamletstrategiforvalidering,afprøvningogdemonstrationikkebarevilværeenmådeatimødekommeteknologiskeogfunktionelleudfordringer.Strategienvilogsåkunneåbnenyeteknologiskeudviklingsspor,styrkesamarbejdetibranchenogmåskeenddabidragemedenøgettilgangtilogkvalitetideteknisk-naturvidenskabeligeuddannelser.EtvelfungerendesamspilmeduniversiteterogGTS-instituttererdesudencentraltforatfåsucces.

Detredimensionerforvalidering,afprøvningogdemonstrationfavneralleaktørerneidetsamledekompetencecentrumforvindkraft.Detkanogsåforventes,ataktørerneindenfordetreområderharovervejendefællesteknologiskeinteresser.Dennecentreringomfællesteknologiskeinteresserkan–forhåbentlig-skabeetbetydeligtmedejerskabibranchen.Forattilvejebringeetfællesgrundlagmodatrealiserestrategien,vilMegavindgåindiencentralogkoordinerenderolleogiførsteomgangudarbejdedelstrategierforhverafdetredimensioner.Delstrategierneviltageudgangspunktiatkoordinereeksisterendeprojekter,såledesatdetarbejdederalleredeergjortindenfordetreområder,bliverudgangspunktetforMegavindsarbejde.

��

6.1.1 validering, afprøvning og demonstration af komponenter og mølledele

Formål:

Atvaliderekomponenterogmølledeleunderforhold,derpåbedstmuligvissvarertildepåvirkningermv.,somgivesundernormaldriftafetvindkraftværk.

Ambitionenerden”vedligeholdelsesfrimølle”.

Målgruppe:

Leverandørerafkomponenterogmølledelesamtvindmøllefabrikanter.

Indhold:

Noglekomponenterudviklesogdesignesdirektetilvindmøllerandreerstandardkomponenter.Menfælleseratdeskalindgåienmaskine,derstortseteridriftheletidenogdermedudsatforekstremegeofysiskepåvirkninger.

Opstillingafstorevindkraftværker,oftepåødeegneellerpåhavet,giveranledningtilstorevedligeholdelsesomkostninger,bl.a.fordimøllerneersværttilgængelige.Enreduktionafbehovetforvedligeholdelsepåvirkerdirekteprisenpåvindkraft.

Dererbehovforattestekomponenterneefterdeforhold,demøderimøllen,såmankanfåmerevidenom,hvordankomponenterogmaskindelereagererpåsådanneforhold.Kandergennemføresafprøvning,førenmasseproduktionbliverigangsat,erdervundetmeget.MaterialeforskningogudviklingafIKT-systemervilkunnebidragetilbedreprodukterogvedligeholdelsessystemer.

Afprøvningsfaciliteterneskalbådekunnetilbydeafprøvningafmekaniskeogelektriskepåvirkninger.Sådannefaciliteterforventesathaveensærligværdiforleverandørernetilvindmølleproducenterne.

Organisering og ressourcer:

Megavindhariførsteomgangigangsatenkortlægningafdeeksisterendeafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteterpåforskningsinstitutionerogiindustrienforatvurderebehovetfornyetestanlæg.Enforeløbigkortlægningpegerpå,atindustrienselvkantagevarepå”almindeligetest”,menafprøvningisamspilmedandrekomponenterogunderekstremedriftforholdmangler.DererikoordineringmedMegavindigangsatetstrategiarbejdeforatskabeetvidencenterforinnovation,dokumentationogdemonstrationafvindmøllekomponenter.StyregruppeogarbejdsgruppeforprojekteternedsatmedTageDræbyesomprojektleder.Strategiarbejdetforventesafsluttetiseptember2007.

6.1.2 validering, afprøvning og demonstration af vindmøller

og vindmølleparker

Formål:

Atetablereafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteterderkantestehelemøllen(0-serieogprototyper).

Ambitioneneratudvikledenintelligentemølle,derkanreguleresigselv.

11 dræbye (2007): de ydre betingelser for innovation i vindmølleindustriens

leverandørvirksomheder. debat-oplæg. vindmølleindustriens årsmøde den 20. marts 2007

��

Me

ga

vin

d

Målgruppe:

VindmøllefabrikanterogoperatørerafvindmølleparkerogvindkraftværkersomfxDongEnergy,Vattenfallmv.

Indhold:

Dererbehovforatudvideafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteterne(testpladser)foratkunnetestehelemøllen(0-serieogprototyper).

Eteksempelkanværeteknologi,derkanaflæsevindressourcerogomsættedenneinformationtilmøllensstyringssystem.Pådenmådevilelkvalitetenbliveforbedret,ogelsystemetvilihøjeregradkunneintegrerevindkraft.

Herskaldetværemuligtatafprøve:

• Detsamledemølledesignogevt.møllernespåvirkningpåhinanden;

• Energiudbytte

Afprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteterneskalrummetestmulighederforplaceringpålandogoffshore.Iforbindelsemedkommendeoffshore-vindmølleparkervilderværemulighedfor,atendelafdisseparkerdedikerestilsærligeafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteter.

Organisering og ressourcer:

MegavindvilidenfællesstrategiplanforafprøvningogdemonstrationafvindkraftiDanmarkvurderekapacitetogkvalitetafdeeksisterendetestpladserogkommemedanbefalinger,derogsåinkludereranvendelsenafdeottelokaliteter,somregeringenharudpegettilafprøvningafdemonstrationsmøller(setekstboks5.2).Dererbehovforetlangsigtetstrategiskarbejdepådetteområde,dertagerudgangspunktienkoordineringafdeotteforsøgspladser,udpegetafdentværministeriellearbejdsgruppeforforsøgsmøllerpåland.Dettestrategiarbejdeforventesfærdiggjortindenudgangenaf2007.

6.1.3 validering, afprøvning og demonstration af vindkraftværker i energisystemet

Formål:

Atetablereafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteterforattestesystemintegrationogsamspilmedandreenergiformeridetsamledeenergisystem.

Ambitioneneratudvikledetselvregulerendevindkraftværk,derkanspillesammenmedandreenergiformerietintelligentelsystem.

Målgruppe:

VindmøllefabrikanterogoperatørerafvindmølleparkerogvindkraftværkersomfxDongEnergy,Vattenfallmv.,samtsystemoperatørersomfxEnerginet.dk.Andreaktøreridetsamledeenergisystemvilogsåkunnekommepåtale.

Indhold:

Deterenstorudfordringatfåvindkraftintegreretidetsamledeelsystem.Etvindkraftværkskalkunnefungereligesågodtsometkonventioneltkraftværk,mensålangterudviklingenendnuikkekommet.Pådenenesideskaletvindkraftværkværeistandtilatstyresinegenproduktionvedatkunneprognosticeresinproduktionsåpræcistsommuligtogkunneregulere/styreproduktionenpåkortsigt.Pådenandensideskalvindkraftværketogsåkunnereguleresigiforholdtildetsamledeelforbrugisamspilmedandreenergiformer.

�8

Hererderetudtaltbehovforatgennemføreafprøvninger,derkanudvikleeffektivestyringsmåderforatintegrerevindkraftielnettet.Validering,afprøvningogdemonstrationpådetteområdeomfatterbådesamspilletmedandreenergiformer,samtandremåderatanvendevindkraft(varmeellertransport,alternativtvedlagring).

Hervildetogsåværerelevantatgennemføremodelberegninger,somafdækkerhvilkenbetydningøkonomiskeogprismæssigestrukturerharforintegrationafvindkraft.

Organisering og ressourcer:

MegavindvilidenfællesstrategiplanforafprøvningogdemonstrationafvindkraftiDanmarkkonkretiseredetteindsatsområde.Dettestrategiarbejdeforventesfærdigtmediofebruar2008.

6.2 forskning – det lange seje træk

Idetlangeperspektiverindsatsenrettetmodgrundforskningogengenereltstyrketforskningsindsatsindenforstrategiskenøgleområder.Deterafgørendeforatsikredenfremtidigeteknologiudviklingoginnovationindenforvindkraft.

AnbefalingernerettersigførstogfremmestmodforskningspolitikkensamtmoduniversitetersogGTS-instituttersstrategi-oghandlingsplaner.

6.2.1 Styrk forskningen

Megavindanbefaler,atdentekniskeuniversitetsforskninggenereltstyrkesmedensærligprioriteringafdegrundlæggendeellergenerisketeknologier,somindgåriudviklingafvindmøllerogvindkraftværker.Denmerelangsigtedeforskningskalmedvirketilatudpegeogudvikledeteknologiskespor,somviludgørevæsentligehjørnestenivindkraftindustriensfremtidigekonkurrenceevne.

DedanskeuniversiteterogGTS-instituttersforskningharikkemulighedforatværeiverdensklasseindenforallevindmøllerelateredeområder.Derforerdetvigtigtatfokusereforskningsindsatsenindenfordedanskestyrkepositioner,dvs.destrategiskeforskningsområder.Samtidigerdetdogogsåvigtigt,atdetdanskeforskningsmiljøharetbredtforskningsberedskab,såvikanbevarekompetenceogvidenomheleværdikæden.PådenbaggrundanbefalerMegavind:

• Atstyrkeforskningenindenfordestrategiskeforskningsområder,herunderaerodynamik,elektriskesystemer(softwareogelektronik)ogelteknologi(elsystemogstærkstrøm),meteorologi(vind&sites),materialer(nanoteknoogiogstruktureltdesignafmaterialer),offshorevindkraft,mv.

• Atdedanskeforsknings-ogrådgivningsmiljøersøgersamarbejdermedudenlandskeuniversiteter.Detteskalikkekunskeindenfordeområder,hvorDanmarkselvstårstærktinternationalt,menogsåpåteknologiområdermedensvagereposition,hvordererbehovforetbredtforskningsberedskab.

• Atforskningenindenforvindkraftudviklersamarbejdermedforskningindenforandreenergiformer.Sigteteratfåstørrevidenommulighederogvanskelighederisamspilletmellemvindogandreenergiformer.Detgælderbådeudfordringerneogkravenetildenenkelteenergiformogtildetsamledeelnet.

• Atforskningenforankresitoslagkraftigeforskningscentre,delspåDTU,delsietsamarbejdemellemAalborgogÅrhusUniversitet,dakritiskmasseerenforudsætningforatværeiverdensklasseogforatværeenattraktivsamarbejdspartner.

• Atderskabesbedrerammebetingelserforforskningssamarbejdermellemuniversiteterogindustriviafællesretningslinjerforsamarbejdetsjuridiskerammer(IPR)samtøgetfleksibilitetiforskningsprogrammerne.Øgetfleksibilitetiforholdtil

��

Me

ga

vin

d

forskningsprojekternestidsrammeogkravtildeltagerantalkanværemedtilatgøredetmereattraktivtforsmåogmellemstorevirksomhederatdeltage.

6.2.2 Strategiske forskningsområder

Denstrategiskeforskningskalmedvirketilatudvikledegrundlæggendeteknologiskeløsninger,somudgørforudsætningenforatfastholdedendanskeførerposition.Denneforskningsindsatsfavnernøgleelementerafværdikædenfraudviklingafkomponenterogmølledeletilintegrationafvindkraftidetsamledeelsystem.Denstrategiskeforskninggårsåledespåtværsiforholdtildetreindsatsområderforvalidering,afprøvningogdemonstration(sefigur6.1).IndenfordenstrategiskorienteredeforskninganbefalerMegavind,atforskningsindsatsenstyrkesindenforfølgendeområder:

1. Hvordan bliver vindmøllen en effektiv og driftsikker maskine?

Mølledesignogkonstruktionafmøllermedhenblikpå:

• fortsatudbygningafkompetencenindenforvinger,transmissionssystemer,gear,bremser,supportstrukturer,effektelektronikogdegeofysiskeforholdspåvirkningafmøllen

• atfåmerevidenomsamspilletmellemmøllensenkelteelementerforatfremmeeffektivitetogdriftsikkerhed

2. Hvordan udnyttes vinden bedst muligt?

Vinger–aerodynamik,struktureltdesignogmaterialermedhenblikpå:

• atudviklelettere(billigere)vingermedenhøjydeevne,pålidelighedogholdbarhed

• atreducerelasternefravingernepårestenafkonstruktionen,bådevedpassivogaktivregulering

• akustiskeforholdoginnovativedesigns

3. Hvor er vindmøllen – vindkraftværkets optimale placering?

Vindlasterogsitingmedhenblikpå:

• atfåøgetvidenomvindprofilerogvindressourcesomfunktionafterrænogatmosfæriskeforhold

• atforbedreindsigtenilævirkningenframøllerforatminimereproduktionstaboglaster

4. Hvordan får man mest mulig vindkraft indpasset i energisystemet?

Vindkraftsintegrationienergisystemetmedhenblikpå:

• atsikrebedreindpasningafdenenkeltemølleogmølleparkielnettet;

• atmuliggørebedreindpasningafstoremængdervindkraftielnettet,herunderstyringogreguleringafvindmøllerne,sådekanleverehøjelkvalitet;

• atudviklesystemtjenester,såvindmøllerkanageresomkonventionellekraftværker.

5. Hvordan tager vi næste skridt offshore?

Offshoreteknologimedhenblikpå:

• atforbedreøkonomienfrahavmøller,primærtvedoptimeredekoncepterforinfrastruktur(fundamenterogtransmissionssystem)

�0

• atoptimeredriftssikkerhedenmednyesystemerforfejlsikkertdesign,redundansogfejltolerance.

Megavindviludarbejdeenforskningsstrategifordissefemforskningsområder,baseretpåroadmapsogmålbarhed.Strategiarbejdetviltilgodesestørrekonkreteprojekter,derkanværemedtilatunderstøttedeeksisterendeforskningsmiljøer.Dettestrategiarbejdeforventesafsluttetifebruar2008.

6.3 næste skridt

Megavinderkatalysatorogigangsætterforenstyrketafprøvnings,demonstrations-ogforskningsstrategiforvindkraftiDanmark.Partnerskabetersåledessparringspartnerforhelebrancheniforholdtilatstyrkedetsamlededanskeinnovations-ogforskningsmiljøforvindkraftiDanmark.Megavindsanbefalingervilfungeresomreferencefordekommendeårsstrategiskeforskningindenforvindkraft,ogbliversåledesdengældendeforskningsstrategiforvindkraftiDanmark.

ForatopnåensammenhængskraftogeneffektivitetidenvidereindsatsvilMegavindfacilitereenstrategiudviklingsprocesforattilvejebringedeorganisatoriskerammerforatføreanbefalingerneudilivet.

• PartnerskabetMegavindbliveretstrategiskpartnerskabforhelevindkraftbranchen.

• PartnerskabetMegavindpåtagersigetstrategisklederskabsombrobyggermellemindustrielle(kommercielle),forskningsmæssigeogoffentligeinteresser.

• PartnerskabetMegavindsstrategiskelederskabforankresienfællesstrategiplanforafprøvningogdemonstrationafvindkraftisamspilmeddenstrategiskeforskningsindsats.

Afprøvning og demonstration

PartnerskabetMegavindanbefaler,atderetableresentresporetstrategiforvalidering,afprøvningogdemonstration.Detreområderer:

• Komponenterogmølledele

• Vindmøllerogvindmølleparker

• Vindkraftværkerienergisystemet

Iefteråret2007vilpartnerskabetMegavindudarbejdekonkretedelstrategierforhverafdetredimensionerforafprøvningogdemonstration.Dissedelstrategiererudgangspunktforetableringaffysiskeafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteter.Delstrategierneskalsikre,atafprøvnings-ogdemonstrationsfaciliteterfungerereffektivtogdynamiskiforholdtilindustrienogsamtidigspilleraktivtsammenmeddenrelevanteforskningindenforhverafprøvningsdimension.Idelstrategienforhverenkeltdimensionindgårspecifikkesuccesmål,organiseringogansvar,tidsplan,finansieringmv.Organisationsformenkanbådeværesometselskabog/ellersometoffentlig-privatpartnerskab.PartnerskabetMegavindvilaktivtarbejdeforattilvejebringedetnødvendigeressourcegrundlagforigangsættelseafdetredelstrategier.

Forskning

Megavindanbefaler,atforskningenisærstyrkesindenfordefemstrategiskeforskningsområder;

• Mølledesignogkonstruktionafmøller

• Vinger–aerodynamik,struktureltdesignogmaterialer

�1

Me

ga

vin

d

• Vindlasterogsiting

• Vindkraftsintegrationienergisystemet

• Offshoreteknologi

Megavindvilfacilitereenudviklingsogstrategiprocesfordefemstrategiskeforskningsområder,herunderudarbejderoadmapsogmålbarekriterierforhvertområde.Megavindviltageudgangspunktideeksisterendeforskningsmiljøerogsamarbejdemedeksisterendenetværksamtbyggeviderepådenindsats,deralleredeergjortitidligereforskningsstrategier.Partnerskabetvildesudentageinitiativtil,atderetableressærligearbejdsgrupper,derpåtagersigansvaretforatstyrkedestrategiskeområder.

IndustrieltharDanmarkenstyrkepositionindenforoffshoreteknologi,mendeterstadigetforholdsvistnytforskningsområde.Detbetyder,atderikkeeksistereretligesåveludvikletforskningsmiljøforoffshore,somdergørfordeandrestrategiskeforskningsområder.Forskningsområdetstårderforoverfornogleheltsærligeforskningsmæssigeogteknologiskeudfordringer.DerforvilMegavindtageetsærligtinitiativtilatbidragemedatstyrkeforskningsmiljøetforoffshoreteknologi.

Derudovervilpartnerskabettageinitiativtil,atderarbejdesmedatforbedrerammebetingelserneforsamarbejdetimellemforskningsinstitutionerogindustriviafællesretningslinjerforsamarbejdetsjuridiskerammer(IPR).MedudgangspunktieksisterenderetningslinjerforforskningssamarbejdevilMegavindtageinitiativtil,atderudarbejdesenrækkegenerelleanbefalinger,tilhvordandissekankoordineresogforbedres.

Uddannelse

Uddannelseharenhøjprioritetforhelebranchen,ogderforsenderMegavindenkraftigopfordringtilbranchenomathavesærligtfokuspådenstigendemangelpåkvalificeretarbejdskraft.Detgælderbådeiforholdtilrekrutteringafstuderendetiluddannelser,dererrelevanteforvindkraft-ogenergibranchenogiforholdtilenforbedringafdeeksisterendeuddannelsestilbud.

DererdogbehovforatprioritereMegavindsarbejdsindsats,ogderfortagerpartnerskabetiførsteomgangikkenoglekonkreteinitiativeriforholdtiluddannelse.

Sekretariat VindmølleindustrienVesterVoldgade106

DK-1552KøbenhavnV,Danmark

Tel:+4533730330

Fax:+4533730333

E-mail:danish@windpower.org

www.windpower.org/megavind

Forsidebillede:LMGlasfiber

Tidsplan for Megavinds arbejde

efterår 2007 og forår 2008

Strategi for validering, afprøvning og demonstration

September2007 Komponenterogmølledele

December2007 Vindmøllerogvindmølleparker

Marts2008 Vindkraftværkerienergisystemet

Forskningsstrategi

Marts2008 Femstrategiskeforskningsområder

Juridiskerammerforforskningsprojekter