Wind Resource Assessment Engineer

En wind resource assessment engineer laver den beregning, hele projektøkonomien hviler på: hvor meget energi vil møllerne producere over 25-30 år. Kaldes ofte energiudbytteberegning eller AEP-beregning, efter annual energy production.

Svaret er ikke ét tal, men en fordeling. P50 er den produktion, man rammer i halvdelen af årene. P90 er den, man med 90 procents sandsynlighed overstiger. Banken låner sjældent penge ud på P50 — det er P90, der bestemmer, hvor stort et lån projektet kan bære. Derfor er usikkerhedsanalysen mindst lige så vigtig som selve middelværdien.

Typiske opgaver

• Planlægge målekampagner: hvor skal masten eller lidaren stå, og hvor længe
• Validere rådata — fjerne perioder med isslag, skygge fra masten eller defekte sensorer
• Korrigere korte måleserier op mod lange referenceserier, kaldet MCP eller long-term correction
• Modellere vindfeltet over terrænet, så vinden i målepunktet kan flyttes til hver mølleposition
• Beregne wake-tab: hvor meget de forreste møller stjæler fra de bagerste
• Fratrække tab for tilgængelighed, elektriske tab, isvingninger, støjstyring og skyggestop
• Opgøre usikkerhed på hvert led og samle det til P50, P75 og P90
• Optimere layoutet — flytte møller for at mindske wake og overholde afstandskrav
• Skrive energiudbytterapporter, der kan holde til gennemgang hos en bank eller DNV
• Efterfølgende sammenligne den faktiske produktion med beregningen, når parken kører

En almindelig arbejdsdag
Formiddagen går med datavalidering. En lidar på en havvindlokalitet har haft lav datatilgængelighed i tre uger. Du gennemgår perioden, finder årsagen i vejrdata og beslutter, hvilke timer der kan bruges.

Midt på dagen kører du en layoutoptimering. Kunden vil have to møller mere ind på arealet. Beregningen viser, at de to ekstra møller giver mere energi i alt, men sænker produktionen pr. mølle med fire procent på grund af wake. Det skal med i indstillingen.

Eftermiddagen er rapportskrivning. En bank har stillet spørgsmål til, hvordan du har sat usikkerheden på den langtidskorrektion. Du dokumenterer metoden og de referenceserier, du har brugt.

Meget af arbejdet er scripting. En beregning køres i mange varianter, og resultaterne skal sammenlignes systematisk. Uden Python bliver det tungt.

Onshore og offshore
Onshore handler meget om terræn, læhegn, skov og ruhed. Små ændringer i modellen giver store udslag. Offshore er terrænet fladt, men til gengæld fylder andre ting: atmosfærisk stabilitet, wake fra nabo-havvindparker og selve målingen, som næsten altid sker med flydende lidar frem for mast.

Hvor findes jobbene

• Udviklere og operatører: Ørsted, European Energy, Eurowind, Copenhagen Infrastructure Partners
• Mølleleverandører: Vestas og Siemens Gamesa har store energiudbytteafdelinger
• Softwarehuse: EMD International i Aalborg udvikler WindPRO og har hele faget internt
• Rådgivere og certificeringshuse: DNV, COWI, Ramboll og K2 Management
• Banker og investorer, der får lavet uafhængige vurderinger før finansiering
• Forskning: DTU Wind Energy, der står bag flere af fagets modeller

Hvilken lovgivning dækker denne rolle?
Titlen er ikke beskyttet, og der findes ingen autorisation. Til gengæld er beregningerne bundet af regler og standarder. IEC 61400-12 fra International Electrotechnical Commission fastlægger, hvordan effektkurver måles og verificeres, og IEC 61400-15 beskriver metode og rapportering af energiudbytte og usikkerhed. Ved projekter i Danmark skal beregningerne desuden dokumentere overholdelse af støjgrænserne i vindmøllebekendtgørelsen under Miljøstyrelsen og af reglerne om skyggekast i planloven og VE-loven, som Energistyrelsen administrerer. Netop støj- og skyggestop indgår direkte i AEP-beregningen som tab. Havvindprojekter kræver tilladelse fra Energistyrelsen, som stiller krav til dokumentation af det forventede energiudbytte.

Vejen ind går gennem en lang naturvidenskabelig eller teknisk uddannelse. Der er meget lidt vej udenom, fordi faget bygger på meteorologi, strømningsmekanik og statistik.

Uddannelsesveje

• Civilingeniør i vindenergi, 5 år. DTU Wind Energy udbyder den mest direkte linje mod faget.
• Civilingeniør i fysik, energi eller strømningsmekanik, 5 år.
• Kandidat i meteorologi eller geofysik, 5 år. Københavns Universitet er den klassiske vej.
• Civilingeniør i miljø eller geoteknologi med speciale i atmosfære, 5 år.
• Diplomingeniør i maskin eller energi, 3,5 år, og derefter en kandidatoverbygning på 2 år.

En ren diplomingeniør uden overbygning kan komme ind, typisk i datahåndtering og målekampagner. De tunge modelleringsroller kræver som regel kandidatniveau.

Adgangskrav
Civilingeniørstudier på DTU, Aalborg Universitet og Syddansk Universitet kræver normalt matematik A, fysik B og kemi C. Meteorologi på Københavns Universitet kræver matematik A og fysik B. Et adgangskursus kan bygge de manglende niveauer op på et år.

Fag der reelt bruges
Grænselagsmeteorologi, turbulens, statistik og tidsserieanalyse er kernen. Kender du Weibull-fordelingen, atmosfærisk stabilitet og log-profilen, er du langt. Et speciale om vindmodellering, wake eller usikkerhedskvantificering er den stærkeste indgangsbillet. Mange bliver ansat i forlængelse af et specialesamarbejde med EMD, DNV eller en udvikler.

Fra nyuddannet til selvstændig
Regn med to til tre år, før du selv underskriver en energiudbytterapport, der går til en bank. Første år går typisk med datavalidering, modelkørsler under en senior og rapportafsnit. Efter fem til otte år kan du blive lead eller teknisk specialist med ansvar for metodevalg og usikkerhedsmodel.

Derfra går vejen mod chefroller i projektudvikling, teknisk due diligence for investorer eller udvikling af modellerne selv. Nogle skifter til handel og prognoser, hvor de samme data bruges til at forudsige produktion time for time.

Alternative veje ind

• Fra drift: en performance engineer, der har analyseret SCADA-data fra kørende parker, kender tabsposterne indefra. Skiftet er reelt og sker jævnligt.
• Fra meteorologi eller klimaforskning: modelforståelsen er den samme, men branchekrav og standarder skal læres.
• Fra dataområdet: en datalog med stærk statistik kan komme ind, men skal bruge tid på fysikken. Man kan ikke validere en måleserie uden at vide, hvad vinden faktisk gør.

Kurser og sprog
DTU udbyder efteruddannelse i vindenergi og en international sommerskole. EMD holder kurser i WindPRO, og DNV i WindFarmer. Engelsk på arbejdsniveau er et krav — rapporter, standarder og møder er internationale, og lokaliteterne ligger tit i andre lande.

Beregningsprogrammer
WindPRO fra danske EMD International er det mest udbredte værktøj i branchen og bruges til layout, AEP, støj og skyggekast i samme pakke. WAsP fra DTU Wind Energy er den klassiske model til at flytte vind mellem punkter i terræn. WindFarmer fra DNV og openWind bruges også, især hos rådgivere.

Strømnings- og mesoskalamodeller
CFD-værktøjer som Meteodyn WT eller Ansys Fluent bruges i komplekst terræn, hvor de simple modeller ikke rækker. Mesoskalamodellen WRF bruges til at generere lange vindserier, hvor der ikke findes målinger. Global Wind Atlas og New European Wind Atlas, begge fra DTU Wind Energy, bruges til screening tidligt i et projekt.

Referencedata
ERA5 fra ECMWF er den mest brugte reanalyse til langtidskorrektion. MERRA-2 fra NASA bruges også. Data fra DMI's målestationer indgår som lokale referencer i Danmark. Valget af referenceserie kan ændre P50 med flere procent, så begrundelsen skal stå i rapporten.

Måleudstyr

• Målemaster med kopanemometre og vindfaner, kalibreret efter IEC 61400-12
• Lidar, typisk ZX Lidars eller Vaisala WindCube, både på land og som flydende offshore-enhed
• Sodar, sjældnere brugt i dag
• SCADA-data fra nabomøller, som ofte er den bedste lokale reference

Programmering og databehandling
Python er standard. Pandas til tidsserier, xarray til mesoskaladata og matplotlib til plots. Openoa og windpowerlib er åbne biblioteker, der bruges i branchen. R og MATLAB ses stadig. GIS-værktøjer som QGIS bruges til afstandskrav, beskyttet natur og naboafstande. Alt samles til sidst i Excel og rapportskabeloner, fordi kunden skal kunne følge regnestykket.