Denis Edem Kwame Dzebre sin doktorgrad viser at modellen kjent som «Weather Research and Forecasting Model» kan brukes til å generere data for vurdering av vindressurser langs Ghanas kyst.
I tillegg konkluderer han med at enkelte nåværende metoder som brukes i valideringsstudier av modellen må revideres for at den skal fungere bedre.
Den globale etterspørselen etter fornybar energi har økt jevnt og trutt de siste tiårene. Vindenergi har posisjonert seg som en av de tre store fornybare energiressursene på det globale kraftmarkedet. I 2018 tilsvarte produksjonen fra verdens installasjoner på vindkraft 591 GW, og den har firedoblet seg det siste tiåret.
Situasjonsavhengig
– Hvor mye vindenergi som kan realiseres avhenger vindens egenskaper og fysiske kvaliteter, som hastighet, tetthet og hvilke vindretninger som dominerer, sier ph.d.-kandidat Denis Edem Kwame Dzebre.
Disse forholdene spiller flere avgjørende roller i prosjektene, som for eksempel budsjettering av prosjektenes økonomiske levedyktighet.
Forhåndsprognoser
Når områder skal evalueres for mulig etablering av vindenergiproduksjon, spiller forhåndsprognoser og mulighetsstudier en avgjørende rolle i prosessen. Disse inkluderer vurdering av større områder for prosjektlokasjon, målinger av mastenes potensielle effektivitet, samt mulighetsvurderinger.
Mangel på informasjon
Utfordringene tilknyttet strømforsyning i Ghana skyldes flere faktorer, blant annet stor avhengighet av elektrisitet fra varme- og hydrokilder. Flere studier har tidligere påpekt mulighetene for storstilt produksjon av vindkraft i Ghana.
Til tross for at disse studiene antyder at vindprosjekter er gjennomførbare regionen, er prosjektutviklingen preget av utfordringer.
– En av dem er mangelfulle data for ressursvurderinger, forklarer Dzebre.
Nedskalerte datasett
En datakilde for slike vurderinger som har økt i popularitet med årene, er nedskalerte meteorologiske datasett. Disse kan blant annet produseres ved hjelp av såkalte «Numerical Weather Prediction (NWP)»-modeller.
På grunn av forskjellige modellalternativer for fysikk og dynamikk, samt det faktum at vindforholdene varierer med geografisk beliggenhet, er valideringsstudier nødvendige for å kunne ta i bruk modellen for en spesifikk lokasjon.
– På grunn av usikkerhetene som følger med modellering av vindstrømninger, er validering av NWP-modeller et viktig skritt i retning av å kunne bruke dem til å nedskalere vinddata for et geografisk sted, sier Dzebre.
Prediksjon av vind
Dzebre har i sin doktorgrad undersøkt den brukerorienterte anvendelsen av «Mesoscale Weather Research and Forecasting (WRF)»-modellen for prediksjon av vind langs kysten av Ghana og i flere vestafrikanske naboland.
Han har også hatt som mål å fylle ut kunnskapshull i den internasjonale faglitteraturen på temaet.
Modellene samsvarer med standardene
Dzebres simuleringer dekker et år med modellkonfigurasjoner. Resultatene viser at MWP-modellen er i stand til å nedskalere vinddata innenfor feilmarginer som kan tilfredsstille de fleste av de terskelverdiene bransjen krever.
– Resultatene antyder også at konfigurasjonene sannsynligvis gjør at modellen er egnet for offshore-vurderinger i området, men det vil kreve mer forskning, kommenterer han.
Kontinuerlig validering viktig
En av Dzebres viktigste konklusjoner er at kontinuerlig validering av modellens konfigurasjoner er avgjørende for optimal anvendelse.
Det er ikke uvanlig i slike modellstudier å velge kategorien «Surface Layer – SL» i stedet for «Planetary Boundary Layer – PBL» når det gjelder fysikken.
– Dette vil jeg, basert på mine resultater, fraråde, sier han.
I tillegg må mulige interaksjoner mellom alternativer i modellen undersøkes nøye.
Redusere sannsynligheten for å ta dårlige beslutninger
– Fremtidige studier bør benytte beslutningskriterier som reduserer sjansene for å trekke villedende konklusjoner.
Oppgaven hans inneholder blant annet ytelseskriterier for konsistens og validering.
Billigere og lettere
Den optimaliserte modellen vil være nyttig i planleggingsfasen av prosjekter.
– Det burde gjøre det billigere og lettere å vurdere arealer for vindkraftverk langs kysten av Ghana, og noen land i Vest-Afrika, avslutter han.