Synergi mellom sol- og vindressurser for Sør-Norge

Abstract

Vind- og solenergi er viktige bidrag for den fremtidige energisituasjonen med tanke på energiforsyning. Ulemper med vind- og solenergi er at ressursene er variable og ustabile i motsetning til ressurser fra fossile energikilder. Dette kan føre til utfordringer for energisystemet ved at de gir ujevne produksjonsprofiler. Formålet var å kartlegge sol- og vinressurssynergi over hele Sør- Norge og gi en i en indikasjon på andelen av tiden med nyttbar energiproduksjon. I tillegg vurderes fordelen av vind- og solsynergiproduksjon i kombinasjon fremfor at hver ressurs produserer for seg selv. Data for sol- og vindressursdata ble hentet fra et datasett basert på den meteorologiske modellen Weather Research and Forecasting (WRF). Der er beregnet variasjon, tilgjengelighet og synergi mellom ressursene i 4 km oppløsning over hele Sør- Norge. Resultatene illustreres i kart. Det vises høy synergi over flere områder i Sør- Norge. Det er stort sett høyest synergi i fjelltraktene hvor vindressurser er mest dominerende, enkelte steder oppnås synergi over 60% av tiden. I lavlandet ligger verdiene mellom 30-40%, og sjelden lavere enn 20%. Synergien er tydelig høyere enn tilgjengeligheten til sol- og vindressurser hver for seg, noe som tyder på at det kan være en fordel at ressursene virker i samspill. Dette kan gi en indikasjon om andelen av tiden det ikke er nødvendig med back-up kapasitet, energilagring eller kjøp av strøm fra el-nettet. Kartene kan være et godt utgangspunkt for hvordan et vind- og solkraftanlegg kan skaleres i forhold til tilgjengeligheten av vind- og solressursene i tillegg til forbruksprofil.

Wind and solar energy are important contributions to the future energy situation in terms of energy supply. Disadvantages of wind and solar energy are that the resources are variable and unstable as opposed to resources from fossil energy sources. This can lead to challenges for the energy system by providing uneven production profiles. The purpose of this thesis was to do analyzes of solar and wind resource synergy across southern Norway to give an indication of the time proportion with useful energy production. In addition, it considers the advantages of wind and solar synergy production rather than each resource producing for itself. Data for solar and wind resource data was derived from the WRF model. In this thesis it is calculated variation, availability and synergy between the resources in 4 km resolution across Southern Norway. The results are illustrated in maps. High synergy appears across several areas in Southern Norway. Highest synergy is found in the mountain regions where wind resources are most dominant, some places the synergy achieve more than 60% of the time. In the lowlands the values are between 30-40%, and rarely less than 20%. Synergy of the resources is clearly higher than the availability of solar and wind resources seperately, which indicates that it may be beneficial for the resources to interact. This also indicates the part of time there is no need for back-up capacity, energy storage or purchasing electricity from the electricity grid. The maps can be useful in planning of how a wind and solar power plant can be scaled in relation to the proportion of wind and sun, and consumption profiles.