Nu släcker vi ljuset med aktiv hinderbelysning - CFL
Nu släcker vi ljuset med aktiv hinderbelysning - CFL
Nu släcker vi ljuset med aktiv hinderbelysning - CFL
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Examensarbete 15 P<br />
Datum 2012-03-16<br />
<strong>Nu</strong> <strong>släcker</strong> <strong>vi</strong> <strong>ljuset</strong> <strong>med</strong><br />
<strong>aktiv</strong> <strong>hinderbelysning</strong><br />
Elev: Magnus Persson<br />
Handledare: Anna Josefson<br />
Bild: Vattenfall
Sammanfattning<br />
Abstract<br />
Hinderbelysningen på <strong>vi</strong>ndkraftverken utgör en <strong>vi</strong>ktig säkerhetsfunktion<br />
som varnar flyg för de höga <strong>vi</strong>ndkraftverken.<br />
I mitt examensarbete kommer ni att kunna ta del av grundkriterierna för<br />
<strong>vi</strong>ndkraftsverkens <strong>hinderbelysning</strong>. Du kommer även kunna ta del av<br />
information som beskriver ett radarsystem som gör det möjligt att släcka ner<br />
<strong>vi</strong>ndkraftverkens <strong>hinderbelysning</strong> då det inte föreligger någon fara för<br />
flygtrafik. Denna typ av teknik <strong>med</strong>för en mängd fördelar som ni kommer<br />
att få ta del av i mitt examensarbete.<br />
Obstacle illuminations on the wind turbines are an important safety feature<br />
that’s alert pilots in aircrafts of the high wind turbines.<br />
In my exam paper you will be able to obtain the basic criteria’s for the wind<br />
turbines obstacle illumination. You will also be able to obtain information<br />
that describes a radar system that makes it possible to shut down the wind<br />
turbines obstacle illumination when there is no danger for the air traffic.This<br />
type of technology involves a lot of advantages that you will take part of in<br />
my exam paper.
Innehållsförteckning<br />
1. Inledning......................................................................................................1<br />
2. Syfte..............................................................................................................1<br />
3. Material och metod.....................................................................................1<br />
4. Resultat ........................................................................................................2<br />
4.1 Hinder belysning...........................................................................................2<br />
4.1.1 Allmänna bestämmelser och råd för föremål som kan utgöra en fara för<br />
luftfarten...................................................................................................................2<br />
4.1.2 Vindkraftverk under 150 meter .................................................................3<br />
4.1.3 Vindkraftverk över 150 meter....................................................................3<br />
4.2 Aktiv <strong>hinderbelysning</strong>...................................................................................3<br />
4.2.1 Vad är <strong>aktiv</strong> <strong>hinderbelysning</strong> för något? ..................................................3<br />
4.2.2 Funktion ....................................................................................................4<br />
4.2.3 Säkerhet.....................................................................................................4<br />
4.2.4 Exempel.....................................................................................................4<br />
4.2.5 Installation ................................................................................................5<br />
4.2.6 Kostnader ..................................................................................................7<br />
4.2.7 Fördelar ....................................................................................................7<br />
4.2.8 Nackdelar ..................................................................................................7<br />
4.2.9 Framtidsutsikter för systemet....................................................................8<br />
4.2.10 Leverantörer..............................................................................................8<br />
5. Slutsatser......................................................................................................8<br />
Källförteckning ......................................................................................................9
1. Inledning<br />
Jag studerar till <strong>vi</strong>ndkraftstekniker offshore på <strong>CFL</strong> här i Söderhamn. I vår<br />
utbildning ingår kursen examensarbete, vårt examensarbete måste handla<br />
om något inom området <strong>vi</strong>ndkraft.<br />
Jag har valt att skriva om ett system som <strong>aktiv</strong>t styr <strong>hinderbelysning</strong>en på<br />
<strong>vi</strong>ndkraftverk.<br />
Systemet jobbar <strong>med</strong> radarteknik för att upptäcka flygtrafik. Systemet<br />
tänder <strong>vi</strong>ndkraftverkets <strong>hinderbelysning</strong> som varnar piloten då det föreligger<br />
fara för flygtrafiken.<br />
Hinderbelysningen på <strong>vi</strong>ndkraftverken syns långväga och kan vara ett<br />
stötande moment för de närboende kring <strong>vi</strong>ndkraftverk och<br />
<strong>vi</strong>ndkraftsparker.<br />
Vindkraftverken blir allt högre och större för att kunna producera mer<br />
elektricitet till konsumenterna.<br />
Det ställs då krav på högintensiv <strong>hinderbelysning</strong> <strong>med</strong> <strong>vi</strong>tt blinkande ljus för<br />
<strong>vi</strong>ndkraftverk <strong>med</strong> en totalhöjd på över 150 meter som kommer att bli allt<br />
vanligare i framtiden.<br />
Med <strong>aktiv</strong> <strong>hinderbelysning</strong>skontroll så kan det bli lättare att etablera nya<br />
högre och större <strong>vi</strong>ndkraftsparker.<br />
2. Syfte<br />
Syftet <strong>med</strong> mitt examensarbete är att lära mig mer om grundkraven för<br />
<strong>hinderbelysning</strong> och sprida den kunskapen. Jag kommer även att fördjupa<br />
mig i en teknisk lösning som gör det möjligt att släcka <strong>hinderbelysning</strong>en då<br />
den inte behöver vara påslagen.<br />
Allt för att minimera <strong>ljuset</strong> från <strong>vi</strong>ndkraftverkens <strong>hinderbelysning</strong> utan att<br />
försämra säkerheten för flygtrafiken. Vindkraftverkets <strong>hinderbelysning</strong> kan<br />
vara störande för närboende. Radarsystemet för <strong>aktiv</strong><br />
<strong>hinderbelysning</strong>skontroll kan vara en bra lösning på detta problem.<br />
3. Material och metod<br />
Jag har valt att samla information ifrån olika rapporter och presentationer<br />
som ligger ute på internet. Jag har även haft mejlkontakt <strong>med</strong> människor i<br />
branschen.<br />
1
2<br />
4. Resultat<br />
4.1 Hinder belysning<br />
4.1.1 Allmänna bestämmelser och råd för föremål som kan utgöra<br />
en fara för luftfarten<br />
Transportstyrelsen är den myndighet som bestämmer vad som gäller för<br />
markering av föremål som kan utgöra en fara för flytrafik. Alla dessa regler<br />
och föreskrifter finns att tillgå på transportstyrelsens hemsida under TSFS<br />
2010:155 1<br />
Vindkraftverk skall vara markerade <strong>med</strong> <strong>vi</strong>t eller ljusgrå färg och vara<br />
försett <strong>med</strong> <strong>hinderbelysning</strong> om <strong>vi</strong>ndkraftverket överstiger en totalhöjd på<br />
45 meter. Vindkraftverkets <strong>hinderbelysning</strong> skall placeras på den högsta<br />
fasta punkten på <strong>vi</strong>ndkraftverket, - det <strong>vi</strong>ll säga på maskinhuset.<br />
Ljuset ifrån <strong>hinderbelysning</strong>en skall vara synligt 360grader i det horisontella<br />
planet <strong>med</strong> en <strong>vi</strong>nkel på 0 grader ±1 grad. Upp till max 50 grader plus ifrån<br />
det horisontella planet. Är det möjligt så bör <strong>hinderbelysning</strong>en i en<br />
<strong>vi</strong>ndkraftspark synkroniseras för att minska störningarna för omgivningen.<br />
Transportstyrelsen kan <strong>med</strong>ge undantag ifrån föreskrifterna i TSFS<br />
2010:155.<br />
Den som ansvarar för driften av <strong>vi</strong>ndkraftverket är också ansvarig för att<br />
<strong>hinderbelysning</strong>en fungerar och uppfyller de krav som ställs. Blir det ett fel<br />
på <strong>hinderbelysning</strong>en så måste det o<strong>med</strong>elbart åtgärdas, kan man inte<br />
åtgärda felet måste det rapporteras till flygbriefingtjänsten 2 .<br />
Journal skall föras över driftav<strong>vi</strong>kelser för <strong>med</strong>el och högintensiv<br />
<strong>hinderbelysning</strong>. Den ska arkiveras i minst två år.<br />
1 http://transportstyrelsen.se/publicdocuments/PDF538.pdf<br />
2 http://www.<strong>vi</strong>ndlov.se/sv/Steg-for-steg/Medelstora-anlaggningar/Inledandeskede/Infrastrukturintressen/Ci<strong>vi</strong>l-luftfart/Hindermarkering/Drift-felanmalan-och-journalforing/
4.1.2 Vindkraftverk under 150 meter<br />
Vindkraftverk som har en totalhöjd mellan 45-150 meter över vatten eller<br />
markytan skall vara markerade <strong>med</strong> rött <strong>med</strong>elintensivt ljus <strong>med</strong> 20-60<br />
blinkningar per minut. Hinderbelysningen behöver inte vara igång på dagen<br />
då <strong>vi</strong>ndkraftverket ska vara markerat <strong>med</strong> <strong>vi</strong>t eller ljusgrå färg. Under<br />
skymning och gryning skall <strong>ljuset</strong> ifrån <strong>hinderbelysning</strong>en uppgå till 2000<br />
Candela ±25%. Vid mörker skall nivån vara minst 200 Candela.<br />
1 Candela motsvarar ungefär ett stearinljus i ljusintensitet på en meters<br />
avstånd. 3<br />
Tittar <strong>vi</strong> på en <strong>vi</strong>ndkraftspark så räcker det <strong>med</strong> att <strong>vi</strong>ndkraftverken som står<br />
i den yttre ringen markeras <strong>med</strong>elintensivt ljus <strong>med</strong>an de maskiner som står<br />
inom den yttre ringen kan ha lågintensivt rött ljus <strong>med</strong> fast sken <strong>med</strong> en<br />
styrka på 32 Candela under gryning, skymning och mörker.(Se bilaga 1)<br />
4.1.3 Vindkraftverk över 150 meter<br />
Vindkraftverk som har en totalhöjd över 150 meter skall markeras <strong>med</strong><br />
högintensivt <strong>vi</strong>tt ljus som blinkar 40-60 gånger per minut. På ljusa dagen<br />
skall belysningen vara på och blinka <strong>med</strong> 100000 Candela ±25%. Vid<br />
skymning och gryning får belysningen dämpas och ligga mellan 20000–<br />
100000 Candela ±25%.<br />
När det är mörkt så får <strong>hinderbelysning</strong>en dämpas ner till 2000 ±25%.<br />
När man bygger en <strong>vi</strong>ndkraftspark så räcker det <strong>med</strong> ett antal <strong>vi</strong>ndkraftverk<br />
i parkens ytter ring markeras <strong>med</strong> högintensivt <strong>vi</strong>tt ljus.(Se bilaga 2)<br />
Finns det bostadsbebyggelse i området så skall den högintensiva<br />
<strong>hinderbelysning</strong>en avskärmas så att direkt ljus inte träffar markytan inom en<br />
radie på 5 kilometer från <strong>vi</strong>ndkraftverket. Även i detta fall så bör<br />
<strong>hinderbelysning</strong>en om möjligt synkroniseras för att minimera störningen på<br />
omgivningen.<br />
4.2 Aktiv <strong>hinderbelysning</strong><br />
4.2.1 Vad är <strong>aktiv</strong> <strong>hinderbelysning</strong> för något?<br />
Med <strong>aktiv</strong> <strong>hinderbelysning</strong> övervakas luftrummet runt om <strong>vi</strong>ndkraftsparken<br />
av radarsystem som i god tid tänder den släckta <strong>hinderbelysning</strong>en <strong>vi</strong>d fara<br />
för flygtrafik. När faran är över släcks <strong>hinderbelysning</strong>en automatiskt.<br />
3 http://sv.wikipedia.org/wiki/Candela<br />
3
4<br />
4.2.2 Funktion<br />
Den <strong>aktiv</strong>a 3D radarn skannar av området runt <strong>vi</strong>ndkraftsparken <strong>med</strong> hjälp<br />
av ett antal radarenheter. Hur många radarenheter beror på hur stor parken<br />
är. Det avancerade systemet upptäcker flygtrafik och identifierar dess kurs<br />
och hastighet samt räknar ut om det är nödvändigt att tända<br />
<strong>hinderbelysning</strong>en. Föreligger kollisionsrisk så tänds <strong>hinderbelysning</strong>en då<br />
det är 30 sekunders flygtid kvar till <strong>vi</strong>ndkraftsparken, detta oberoende av<br />
flygets hastighet. Det <strong>vi</strong>ll säga att radarsystemet räknar ut hastigheten på<br />
såväl ett Jasplan som en helikopter och tänder <strong>hinderbelysning</strong>en när det är<br />
30 sekunders flygtid kvar innan flyget når parken.<br />
Följ länken för en <strong>vi</strong>deo presentation av systemet:<br />
http://www.youtube.com/watch?v=dzFD3r-vd40<br />
4.2.3 Säkerhet<br />
Radarsystemet har ett inbyggt övervaknings system som hela tiden<br />
kontrollerar sig själv. Skulle ett fel uppstå så tänds <strong>hinderbelysning</strong>en<br />
automatiskt, samtidigt som systemet tillkallar tekniker för att avhjälpa felet.<br />
Systemet har funnits ute på marknaden några år i andra länder. I mars 2011<br />
godkände transportstyrelsen denna typ av system för installation i Sverige.<br />
4.2.4 Exempel<br />
Det finns ett antal <strong>vi</strong>ndkraftsparker i Sverige som redan har och håller på att<br />
installerar denna typ av radar system.<br />
Här följer några <strong>vi</strong>ndkraftsparker:<br />
Näsudden Gottland 4<br />
Moskogen <strong>vi</strong>ndkraftpark Östersund 5<br />
4 http://www.newzglobe.com/newsdesk/nasudden-vast-ab-slacker-ljusen-pa-<strong>vi</strong>ndpark-pa-gotland<br />
5 http://www.mynewsdesk.com/se/<strong>vi</strong>ew/pressrelease/ocas-as-ska-slaecka-<strong>vi</strong>ndpark-ljusen-i-<br />
oestersund-631452
4.2.5 Installation<br />
Systemet relativt lätt att installera och hårdvaran utgörs av ett fåtal<br />
komponenter.(Se bilder nedan)<br />
Bild från: Andreas Wickman<br />
5
6<br />
Färdigmonterad radarutrustning.<br />
Bilder från: Andreas Wickman<br />
När hårdvaran väl är på platts så kopplar man in radarsystemet <strong>med</strong><br />
<strong>vi</strong>ndkraftsparkens <strong>hinderbelysning</strong>ssystem.
4.2.6 Kostnader<br />
Kostnaden för att installera ett radarsystem för en <strong>vi</strong>ndkraftspark <strong>med</strong> 10 till<br />
15 <strong>vi</strong>ndkraftverk är ca 1 % av den totala investerings kostnaden 6 . Även<br />
underhållet av radarsystemet är ca 1 % av den totala underhålls kostnaden<br />
på <strong>vi</strong>ndkraftsparken.<br />
4.2.7 Fördelar<br />
Den största fördelen <strong>med</strong> det <strong>aktiv</strong>a radarsystemet är att <strong>hinderbelysning</strong>en<br />
på <strong>vi</strong>ndkraftverken är släckt då den inte behöver vara igång.<br />
Man kan få en större acceptans hos de närboende då dessa ljusstörningar<br />
minskas avsevärt.<br />
Det kan också underlätta <strong>vi</strong>d tillståndsansökning för <strong>vi</strong>ndkraftsparker.<br />
Det kan bli mindre protester från lokalbefolkningen som i sin tur gör att<br />
<strong>vi</strong>ndkraftsparken kan komma att byggas fortare.<br />
När <strong>hinderbelysning</strong>en är släckt så lockas inte insekter till <strong>ljuset</strong> och risken<br />
för att hungriga fåglar skadas av <strong>vi</strong>dkraftverket minskas.<br />
Hinderbelysningens livslängd ökar då belysningen inte behöver vara<br />
påslagen i samma omfattning. Detta <strong>med</strong>för även energibesparingar som<br />
kan levereras ut på nätet och inbringa en större ekonomisk inkomst för hela<br />
<strong>vi</strong>ndkraftsparken.<br />
När <strong>hinderbelysning</strong>en inte är igång i samma omfattning så minskas den<br />
totala underhålls tiden på <strong>vi</strong>ndkraftsparken.<br />
Radarsystemet drar lite ström i jämförelse <strong>med</strong> all <strong>hinderbelysning</strong> som<br />
annars skulle vara igång.<br />
Systemet är godkänt av Internationale Dark - Sky Association. 7<br />
4.2.8 Nackdelar<br />
Det <strong>med</strong>för en del pappersarbete <strong>vi</strong>d tillståndsansökning.<br />
Det <strong>med</strong>för en extra kostnad.<br />
Samt att det är en extra installation och programmering för att systemet skall<br />
anpassas till de rådande förhållandena på platsen.<br />
6 http://www.nyteknik.se/nyheter/energi_miljo/<strong>vi</strong>ndkraft/article3097070.ece<br />
7 http://www.darksky.org/<br />
7
8<br />
4.2.9 Framtidsutsikter för systemet<br />
Sverige är i en mycket expansiv fas när det gäller utbyggnaden av <strong>vi</strong>ndkraft.<br />
Med denna typ av systemlösning så kommer acceptansen hos de närboende<br />
att öka, och <strong>med</strong> det så kommer det bli lättare att bygga <strong>vi</strong>ndkraftverken i<br />
den takt som <strong>vi</strong> måste för att klara regeringens mål.<br />
4.2.10 Leverantörer<br />
OCAS eller Obstacle Collision Avoidance System, är det enda pattenterade<br />
radarsystemet för <strong>aktiv</strong> <strong>hinderbelysning</strong>sstyrning som idag levereras av<br />
<strong>vi</strong>ndturbintillverkaren Vestas. 8<br />
5. Slutsatser<br />
Hinderbelysning på <strong>vi</strong>ndkraftverk syns mycket långt och orsakar<br />
ljusföroreningar i mörkret <strong>vi</strong>lket kan vara ett störande moment för de<br />
boende i området.<br />
Under arbetets gång hittade jag en hemsida som <strong>vi</strong>sar hur ljus det är på<br />
natten då det egentligen borde var mörk.<br />
Du kan själv hur ljus det är om natten på din hemort.<br />
Se länk: http://www.blue-marble.de/nightlights/2010<br />
Radarsystem som <strong>aktiv</strong>t styr <strong>hinderbelysning</strong>en på <strong>vi</strong>ndkraftverken tycker<br />
jag är en mycket bra lösning på belysningsproblemet.<br />
Skulle ett företag investera i <strong>vi</strong>ndkraft och <strong>vi</strong>lja bygga en <strong>vi</strong>ndkraftspark i<br />
mitt närområde skulle jag personligen ställa mig mer positiv till<br />
<strong>vi</strong>ndkraftsparken om man presenterar denna lösning och installerar systemet<br />
på <strong>vi</strong>ndkraftsparken.<br />
Fördelarna är många men det skrivs lite om eventuella nackdelar.<br />
Jag undrar hur tåliga radarenheterna är om en isbit skulle lossna ifrån<br />
<strong>vi</strong>ndkraftverket och oturligt nog skulle träff radarn?<br />
Vilka reparationskostnader det skulle innebära?<br />
Effekten och strålningen ifrån radar enheterna är mycket låg och jämförs<br />
<strong>med</strong> en vanlig GSM sändare för mobiltelefoni, men finns det några risker<br />
<strong>med</strong> strålningen som radarn ger ifrån sig eller är den försumbar i vårt<br />
moderna samhälle?<br />
Hur lång tid tar det att tjäna in investeringen i radarsystemet?<br />
Transportstyrelsen har godkänt radarsystemet OCAS som kan köpas av<br />
<strong>vi</strong>ndturbintillverkaren Vestas.<br />
8 http://nozebra.ipapercms.dk/Vestas/Communication/Productbrochure/TurbineOptions/OCAS/
Källförteckning<br />
Bild på framsidan kommer ifrån Vattenfalls bildbank. 2012-03-05<br />
Mail kontakt: Andreas Wickman för bilder till Examensarbetet. 2012-03-05<br />
http://transportstyrelsen.se/publicdocuments/PDF538.pdf 2012-03-12<br />
http://www.<strong>vi</strong>ndlov.se/sv/Steg-for-steg/Medelstora-anlaggningar/Inledandeskede/Infrastrukturintressen/Ci<strong>vi</strong>l-luftfart/Hindermarkering/Driftfelanmalan-och-journalforing/<br />
2012-03-12<br />
http://sv.wikipedia.org/wiki/Candela 2012-03-12<br />
http://www.newzglobe.com/newsdesk/nasudden-vast-ab-slacker-ljusen-pa<strong>vi</strong>ndpark-pa-gotland<br />
2012-03-13<br />
http://www.mynewsdesk.com/se/<strong>vi</strong>ew/pressrelease/ocas-as-ska-slaecka<strong>vi</strong>ndpark-ljusen-i-oestersund-631452<br />
2012-03-13<br />
http://www.nyteknik.se/nyheter/energi_miljo/<strong>vi</strong>ndkraft/article3097070.ece<br />
2012-03-13<br />
http://www.darksky.org/ 2012-03-14<br />
http://www.blue-marble.de/nightlights/2010 2012-03-14<br />
http://nozebra.ipapercms.dk/Vestas/Communication/Productbrochure/Turbi<br />
neOptions/OCAS/ 2012-03-14<br />
Video presentation av OCAS radarsystem:<br />
http://www.youtube.com/watch?v=dzFD3r-vd40 2012-03-14<br />
Bilaga 1. Se adress:<br />
http://transportstyrelsen.se/publicdocuments/PDF538.pdf<br />
Dokument finns på sida: 11 av 30. 2012-03-15<br />
Bilaga 2. Se adress:<br />
http://transportstyrelsen.se/publicdocuments/PDF538.pdf<br />
Dokument finns på sida: 13 av 30. 2012-03-15<br />
9
Bilagor<br />
10<br />
Bilaga 1.<br />
Hinderbelysnings layout <strong>vi</strong>ndkraftspark men en totalhöjd under 150 meter.<br />
För att avgöra hur många <strong>med</strong>elintensiva hinderljus som ska installeras <strong>vi</strong>d<br />
en <strong>vi</strong>ndkraftverkspark där samtliga verk är lägre än 150 meter kan följande<br />
grafiska metod användas:<br />
1. Cirklar <strong>med</strong> radien 450 meter, centrerade på utvalda <strong>vi</strong>ndkraftverk i<br />
parkens yttre kant, ritas på en skalenlig karta. Cirklarna ska överlappa<br />
varandra för att därigenom skapa en sluten säkerhetszon kring parken som<br />
uppgår till minst 450 meter enligt steg två i denna metod.<br />
2. Samtliga <strong>vi</strong>ndkraftverk ska vara belägna på ett avstånd av minst<br />
450 meter från säkerhetszonens yttre gräns.
Bilaga 2.<br />
Hinderbelysnings layout <strong>vi</strong>ndkraftspark <strong>med</strong> en total höjd på över 150<br />
meter.<br />
För att avgöra hur många högintensiva hinderljus som ska installeras <strong>vi</strong>d en<br />
<strong>vi</strong>ndkraftverkspark där samtliga verk är högre än 150 meter kan följande grafiska<br />
metod användas:<br />
1. Cirklar <strong>med</strong> radien 2 000 meter, centrerade på utvalda <strong>vi</strong>ndkraftverk i parkens<br />
yttre kant, ritas på en skalenlig karta. Cirklarna ska överlappa varandra för att<br />
därigenom skapa en sluten säkerhetszon kring parken som uppgår till minst 1 600<br />
meter enligt steg två i denna metod.<br />
2. Samtliga <strong>vi</strong>ndkraftverk ska vara belägna på ett avstånd av minst 1 600 meter<br />
från säkerhetszonens yttre gräns.<br />
11
Change language