GIS-øvelser om globale forhold for placeringen af vindmøller

Indledning

I denne del af arbejdet med vindmøller ønsker vi at have fokus på globale forhold. Således vil vi arbejde med: https://globalwindatlas.info/  . Den globale forståelse af energi- og klimaproblemstillinger er en vigtig del af undervisningen i naturgeografi. Det globale perspektiv på vindmøller er desuden en naturlig del af vindmøllebranchen i Danmark. Emnet er således både meget relevant og samtidig yderst aktuelt. Til arbejdet med vindmølle placering i et globalt perspektiv anbefaler vi, at man har arbejdet med det globale vindsystem. De fleste lærebogssystemer har et afsnit om det globale vindsystem og dets betydning for vejret lokalt og dermed naturgrundlaget for vindmøller.

I det følgende er der beskrevet GIS-øvelser, der kan anvendes som eksperimenter eller almindelige øvelser. Hvis man ønsker at lave eksperimenter, kan man blot formulere en mere løsningsorienteret problemstilling hvor eleverne skal udarbejde en journal med fokus på dataindsamling, hypoteser og konklusion.

Øvelser og eksperimenter

1)
Placering af vindmøller på globalt plan

Som nævnt i det ovenstående vil vi anbefale at man anvender: https://globalwindatlas.info/ til arbejdet med de globale perspektiver på vindmøller. Man kan læse om GISS-værktøjet her: https://www.elfokus.dk/her-er-verdens-bedste-steder-for-placering-af-vindmoeller/ . Man kan søge på lande, regioner eller blot lade musen vandre over dette fantastiske GISS-redskab. Således vil man kunne arbejde med selv de mest øde områder af verden mht. vindenergipotentialet.

Vi foreslår at man lader eleverne undersøge GIS-værktøjet induktivt til en start. Derefter kan man stille opgaver, hvor det for eksempel er et uland, der skal have en ny vindmøllepark. Som nævnt synes vi det er en forudsætning af have en forståelse for det globale vindsystem inden man arbejder med GIS-værktøjet. Derved kan man også stille opgaver, der går på at forklare den fremherskende vinds retning og varighed over året. Man kan også arbejde mere deduktiv ved at lade eleverne opstille hypoteser om vindforholdene på bestemte lokaliteter ud fra deres viden om det globale vindsystem. GISS-værktøjet vil så kunne af- eller bekræfte deres hypoteser. Fælles for disse forslag er, at man får koblet det teoretiske niveau (forståelsen af det globale vindsystem) med konkret data. Derved opnår eleverne at de kan anvendeliggøre et GISS-redskab og få en større samlet forståelse for hvordan man kan arbejde med naturgeografisk teori og data, på en konkret og løsningsorienteret måde. (Se også nedenfor)

2)
Business-case i et uland – en innovativ tilgang

I takt med at verdens ledere skal begynde at leve op til Paris-aftalens mål om CO2 reduktion står vindmøllebranchen, i Danmark, med mange gode muligheder for at øge markedsandelen globalt.

Det kunne således være en god innovativ opgave at løse en business-case, i et uland, for et dansk vindmøllefirma, da den vil være aktuel og meget relevant både økonomisk og klimamæssigt.

Følgende plan for et simpelt innovationsforløb kunne vælges:

  1. Undersøg behov for vindenergi. (https://ourworldindata.org/energy)
  2. Idegenerering af løsninger mht. placering af vindmøller, deres størrelse og pris.
  3. Udvælgelse af løsning med relevant data (https://globalwindatlas.info/ ) og teori
  4. Pitch (PPT-præsentation) af business-casen for klassen

Når man arbejder innovativt, skal man have for øje, at der i virkeligheden, er tale om en iterativ proces. Således vil punkt 2 og 3 sandsynligvis skules gentages. Dette skal understøttes af læreren ved at tilskynde en ”man lærer af sine fejl kultur”, og ikke en nulfejlskultur! Hovedformålet, som vi ser det, er jo at eleverne arbejder med GIS-værktøjet i nogle aktuelle og relevante sammenhænge, ikke nødvendigvis at man kan løse en placering af vindmøller helt perfekt.

Jetstrømmen, det lokale vejr og placeringen af vindmøller

Man kan med fordel indarbejde et fokus på jetstrømmen i sit arbejde med placering af vindmøller på globalt plan. Jetstrømmen er naturligvis foranderlig men kan ikke desto mindre være en god indikator for en lokalitets vejr de kommende dage. Dermed kan man opstille forventninger om energipotentialet i vinden for en afgrænset periode. Man kan anvende følgende sider til forudsigelse af jetstrømmens mønster for en bestemt lokalitet (https://www.netweather.tv/charts-and-data/jetstream , https://www.netweather.tv/charts-and-data/global-jetstream#2020/12/16/1800Z/jetstream/surface/level/overlay=jetstream/orthographic=-6.72,57.59,712 og https://earth.nullschool.net/#current/wind/surface/level/orthographic=35.52,62.07,528 ). Man kan så undersøge ens forudsigelse via https://www.metoffice.gov.uk/weather/maps-and-charts/surface-pressure  eller https://www.dmi.dk/ . Dette kan så kobles til effektkurven for vindmøller: http://drømstørre.dk/wp-content/wind/miller/windpower%20web/da/tour/wres/pwr.htm . Ønsker man at udvide sit fokus på beregninger kan man følge vejledningen her: http://drømstørre.dk/wp-content/wind/miller/windpower%20web/da/tour/wres/guidep.htm . Eller følge denne manual:

Bestemmelse af vindens effekt

Bestem vindens effekt (energiindhold pr. sekund) for de tre lokaliteter (se ovenfor). Effekten af vinden (pr. areal) med forskellig hastighed kan udregnes ved hjælp af følgende formel:

P/A=½·ρ·v^3 Hvor:

P = effekten målt i watt

A= Arealet i m2
ρ=luftens densitet=1,225 kg/m3 (tør luft, ved normalt atmosfærisk tryk ved havets overflade og temp.15 C)
v3 = middelvinds hastigheden i 3

Middelvinden for mange globale lokaliteter kan findes via: https://globalwindatlas.info/area/Denmark . Man kan søge på lande og regioner i høre side af GIS-værktøjet.

Man kan med fordel stille de dygtigste elever denne type opgaver. For eksempel i en SRP. Man kan også i samarbejde med fagene matematik og fysik have mere fokus på beregninger i forbindelse med arbejde med vindmøller. Hovedformålet for naturgeografi vil i denne sammenhæng være at forklare naturgrundlaget for en lokalitet for vindmøller og desuden som vist ovenfor koble det lokale vejr med det globale vindsystem via GIS-værktøj og naturgeografisk teori om det globale vindsystem.

Projektet er støttet af