Vindkraft, simuleringar och verkligheten

En del personer har gnällt på att jag inte publicerat källor till minna grafer. Personligen ser jag detta bara som trams för att hitta på något att hoppa på när fakta inte stämmer med deras personliga åsikter.

Faktum är att denna argumentationen är omöjlig. Man kan inte ha källor till en simulering, eftersom man i en simulering gör saker som aldrig gjorts förut. Man skaffar sig helt enkelt ny rådata.

Hur vet man att simuleringen stämmer med verkligheten. Dessvärre vet man inte det, än värre kan man vara 100% säker på att den inte gör det. Poängen med simuleringar är inte att de representerar verkligheten utan snarare att de ger en fingervisning. I simuleringar så så får man helt enkelt förvänta sig lite felvärde.

Sättet man minimerar felvärdena är att man tar och stoppar in ett känt värde, t.ex. dagens värde, sedan kör man igenom simuleringen och ser om man får ut samma värde verkligheten ger. Exempelvis är varje vindkraft elkraft timme spridd med en slumptals faktor. Trots en slumpmässig spridning på 50% så stannar de slutgiltiga värdet på ca en promille i slutändan.

Så här ser en dags slututräkning ut:

Klicka ovan för större bild.

En del data så som molnighetsdata är hämtat från SMHI.se medan annan data så som solvinkel är generad i ett annat kalkylark. Att räkna ut vilken kvot av solen som träffar en solpanel rent numeriskt kräver ca 30 ekvationer, sedan behövs det 8760 rader med ekvationer för att representera alla dagar på året. Det blir en kvarts miljon ekvationer bara för att räkna ut vad solcellerna producerar. Jag behöver förvisso bara skriva de 30 första själv, sedan generar datorn de övriga.

Att skapa förändringar i vindkraften är något enklare. Jag har använt historiska data på genomsnittsproduktion respektive månad, sedan normerar jag upp produktionen så det blir korrekt mängd på årsbasis, sedan lägga på en slumptalsfaktor som simulerar spridningen, sist kontrolerar så att om jag matar i ett testvärde jag får ett verkligt mätvärde ut.

Kärnkraften är den eklaste biten, den tuffar på som vanligt. Reaktorerna stänger en och en under 6 veckors tid över sommaren för översyn och laddning. Jag upptäckte dock att tiden då reaktorerna stänger endast är optimal med dagens kraftfall. När jag ändrar kraftfallet behöver tiden för översyn ändras för att det ska bli optimalt. Jag kan inte annat än att dra slutsatsen att de som planlägger stägningen av kärnkraftreaktorer vet precis vad de gör.

Även om kärnkraften bara körs i genomsnitt 8000timmar per år, blir den faktiska effekten att de är på precis när de behövs. Netto effekten blir att trots att kärnkraften är avständ 760timmar per år så spelar det ingen roll då de råkar vara just under den perioden som man har elkraft överskott.

Vattenkraft är den knepigaste biten. Vattenkraft har nämligen dammar som har olika fyllnadsgrad. Dessutom fylls de på konternuerligt med slumpmässig variation som dessutom är sesongspåverkad. Inte nog med det effekten på verken är mycket snabbare än påfylladen av dammen. Jag har förenklat de så tillsvida att dammens fyllnadsgrad inte påverkar verkningsgraden i vattenkraftverken, vilket de gör på riktigt.

Reservkraften är den enklaste biten, den kraften som vattenkraften inte klarar av att hantera blir reservkraft.

Sedan finns de något som kallas överskottskraft, det är helt enkelt kraft som blir över. Detta representeras av en blåaktig genomskinlig del på grafen som är negativ.

Det har kommit en del kritik om att variationerna är för stor i vindkraften. Faktum är att snarare de motsatta är sant. De slumpvariationerna jag har är bara en bråkdel så stora variationerna i verkligheten.
http://www.acc.umu.se/~ingemar/pictures/effekt.jpg
Om man tittar noga så varierar inte bara produktionen mellan vinter och sommar, produktionen mellan år till år varierar med, samt produktionen mellan samma månder under olika år realtivt till årens genomsnitts produktion.

Dessa variationer beror inte på väderet utan dels på årstids variationer och dels på andra variationer. Om någon säger "har de inte varit ovanligt blåsigt sista månden", så är de troligen sant. Om de är ovanligt blåsigt under en hel månads tid så kan inte vindkraften kompesnera för det. Än värre om de är ovanligt blåsigt här under en månads tid kommer de troligen att vara det i Tyskland, Holland och Storbritanen med.

De slummässiga år till år variationerna har jag inte ens tagit med, medan vädermässiga och sesongsmässiga variationerna är med. Faktum är att de snabba brusmässiga variationerna har vattenkraften inte något som helst problem att hantera.

Bruset som syns tydligt på vindkraften återfinns inte alls ovanför vattenkraften, vattenkraften kompenserar helt enkelt för det. Det är inte vädret som är problemet, utan klimatet månad för månad. Om det blåser idag och inte blåser i morgon, inget problem. Om de blåser i januari, men inte i februari.... stort problem.

Variationer på grund av vädret finns i de röda ringarna. Variationer på grund av behovsförändringar eller årstidsvariationer är i de gröna ringarna.

Vad som med begränsar är vattenkraftens max effekt. Vattenkraften är precis som alla krafttyper en maxeffekt, denna maxeffekt är begränsad av antalet turbiner och kraftnätet till kraftverken. Orsaken att maxeffekten är just den den är är att man dimentionera kraftverken på 70-talet för att hantera de variationerna man hade då. Man har bättrat på kraftnätet något under 90-talet. Att bygga ut vattenkraftens effekt är tekniskt möjlgit, men de är mycket dyrt. Problemet är att även fast man ökar effekten förblir kapaciteten den samma eftersom kapaciteten begränsas av hur mycket de regnar. Att bygga ut effekten blir alltså en mycket dyr historia eftersom vi inte har någon ökad kaftproduktion som betalar för det som i fallet med kärnkraftverks utbyggnaden.

Detta betyder i sin tur att sekundär kraft (vindkraft, solkraft och oreglerad vattenkraft) tillför en kostnad till elnäten som de sjäva inte behöver betala.

Men kärnkraft regleras heller inte, borde då inte samma sak gälla för kärnkraft?

Det stämmer att kärnkraft inte effektregleras, däremot planregleras kärnkraften. Som synes i effektbehovs kurvan är behovet av elkraft väldigt förutsebart. I praktiken kan man förutse upp till 90% av behovet av elkraft vid ett specfikt tillfälle över ett år i förväg. Man kan därför se till att ha optimalt antal reaktorer i gång, det tar flera dagar att starta en kärnkraft reaktor, men om man börjar starta den flera dagar inan behovet kommer, spelar de ingen roll. Faktum är att en liknade faktor gäller för vattenkraft. Om man vet att behovet kommer att minska eller öka så kan man se till att vattenmagasinet ligger på en optimal nivå.

Vattenkraften är faktiskt lynnigare än kärnkraften, en ovanligt stor vårflod eller en ovanligt liten kan påverka beräkningarna märkbart. Man kan räkna ut vårfloden i förväg, men ibland blir det fel. Alla har väll någon gång sett på TV när några hus vid en älvkant i norrland spolas iväg., detta beror i reglerade ävlar helt enkelt på att någon nisse har räknat fel och helt enkelt inte tömt magasinen till en adekvat nivå för vårfloden.

På nyheterna säger de ofta att detta beror på att elbolagen är giriga och vill ha mer pengar. Detta skulle inte kunna vara längre från sanningen, de stämmer förvisso att elbolagen gillar pengar, men när de räknar fel på vårfloden så förlorar de stora mängder pengar, kraftverken har som sagt var begränsad kapacitet.

Så innan någon frågar efter en källa på hur mycket effekt solen ger, är du beredd att gå igenom en kvarts miljon ekvationer? Alla beräkningarna i detta dokumentet tar 5 miljoner tecken.

Alla är välkomna att ifrågasätta. Det är inte dumt att ifrågasätta. Men att påstå att jag har fel på reservkraften när simuleringen ger 15TWh ett specikt år när de reäla värdet var 13,6TWh och variationen var +-+2TWh från år till år samt den totala mängden var energi var 150TWh, då är man lågt ute på djupt vatten.

En simulering ger ALDRIG ett exakt svar, ALDRIG, den kan däremot ge en väldigt bra bild över hur framtiden ser ut. Om någon vill ha ett exakt svar så är de bättre att gå till en spåkäring.