Högskolan i Halmstad - För utveckling av verksamheter, produkter och livskvalitet

Fotonik

Forskargruppen inom Fotonik arbetar med forskning och teknisk utveckling inom industriell fysik och avancerad mätteknik. Forskningen är framförallt inriktad mot bestämning av ytors och materials elektromagnetiska och strukturella egenskaper samt strömning av gas, speciellt vindflöden och ljud vid vindkraftverk.

Ett projekt gäller analys av avgaser för direkt styrning av industriella processer. En renare industriell process fordrar att avgaser analyseras direkt i realtid så att processen kan styras av datorer utan tidsfördröjning. Projektet innebär forskning och utveckling inom molekylär spektroskopi och spridning av mikrovågor i damm.

Andra projekt gäller tredimensionell avbildning av masugnsytor där en helt ny interferometrisk teknologi utvecklas till att vara fullt 3-D avbildande on-line och i realtid, samt tomografisk avbildning av den inre fiberstrukturen hos organiskt material som trä och kött.

Gruppen har initierat forskning inom utveckling av teknik för energiproduktion. Området utvecklas först inom vindkraft (projekt v1), för att sedan utvecklas vidare inom ved för metanol, DME och pellets (projekt v2), samt inom vattenkraft (projekt v3).

Teknik för nya energiformar är viktigt för regionen och Maskinteknik gruppen har den kompetens som krävs för att bygga upp en stark forskningsbas geografiskt väl placerad i centrum av den industriella aktiviteten. Gruppen har utvecklat ett nära samarbete med svensk vindkraftsindustri, regionen och energimyndigheten.

Vindkraft i odlad skog är något unikt och specifikt för Sverige. Svensk skog är aktivt driven som skogsbruk och förhållanden är annorlunda mot den lövskog som finns i kontinentala EU. Skogsbruket kan påverkas genom samarbete med skogsägare och vindbruk och skogsbruk bör således kunna samordnas i Sverige. Endast ett fåtal vindprojekt har mätt vind i skog.

Förståelsen av vindar över skog måste ökas för att kunna optimera de stora vindkraftparker som planeras. Vad ska optimeras emot: hållfasthet, vind, ljud, energiproduktion, acceptans? Hur optimeras verkplaceringen över en yta? Vilka är vindförhållanden över skog? Medelvind, turbulens, vindskjuvning, ändring av attackvinkel med höjd.... Frågorna är många och svaren är få och mycket lokala. Det krävs en vidare utveckling av teknik och metoder för vind- och ljudmätning för att mäta korrekt över en större yta. Vidare krävs en säkerställning av kvalitet på sådana data mot en accpeterad standard.

Den industriella processen har inte heller hängt med den enorma satsning som görs på vindkraft, speciellt i skog. Sverige har traditionellt stora kunskaper inom utveckling av processindustri, t.ex. pappersindustrin, och tillverkande industri, t.ex. bilindustrin. Sådan kunskap måste nu överföras och appliceras på vindkraftindustrin, speciellt på tillverkning, installation och service av vindturbiner.

Vindkraftsindustrin är idag den efter mobiltelefoni snabbast växande industrisektorn. Vindkraft är dessutom en prioriterad del av den svenska framtida energihushållningen. Den största tillväxtpotentialen inom vindkraft är i kusthaven, på kustslätterna, i höglända skogsomrdåen samt i fjällområden. Regionen måste som en av de stora byggarna av vindkraft säkerställa en lokalt förankrad och tillgänglig kunskaps- och forskningsbas som koncentrerar på de lokalt specifika förhållandena. Högskolan i Halmstad är en lämplig sådan bas.

Forskningen inom vindkraft ska initialt och specifikt koncentreras till följande för vindkraft i Halland:

Placering
Placeringen av vindkraftsparker kan optimeras med avseende på lokala vindförhållanden. Speciellt är detta sant i kustområden som Halland där en högplatå reser sig snabbt inland från en kustslätt. Individuell placering av vindkraftsverk och vindkraftsparker i skogsområden kräver dessutom individuell och lokal beräkning för optimalt användande. Programmet inkluderar ett lokalt projekt för att i Hallandsregionen forska och utveckla kunskap i halländska vindförhållanden. Forskning har under 2008 bedrivits med medel från Arise AB.

Nuvarande teknik för mätning av vindförhållanden är begränsad för konventionell teknik av kostnad för byggande och underhåll av master över 100m i skogsterräng; för SODAR av beroendet av fritt närområde och lång integrationstid; och för LIDAR av regn, dimma och andra lokala väderförhållanden där ljusspridning blir en signifikant faktor. Programmet inkluderar utveckling av experimentella instrument för att korrekt mäta utrbulenta vindflöden ned till 1dm turbulenscell. Forskning har under 2008 bedrivits med medel från Arise AB.

Ljud
Ljud är en annan begränsande faktor för etablering av stora vindkraftsparker. Programmet inkluderar utveckloing av ny spektral teknik för att mäta utbredning av ljud i skogsmiljö samt kartlägga och objektivt mäta ljud från existerande och planlagda vindkraftsverk och parker. Forskning har under 2008 bedrivits med medel från Arise AB.

Kvalitet
Kvalitetssäkring av vind- och ljuddata samt produktion av turbiner som uppfyller kraven på sådana i skog är en viktig och integrerad del av projektet. Projektet innefattar en kunskapsbank för att kunna diskutera med och påverka statliga och överstatliga organ för certifiering och standardisering, t ex. IEC och Naturvårdsverket. Detta görs genom att säkra prestandan i leverantörskedjan m a p kvalitet, leverans flexibilitet och kostnader. Vilka nyckelmått ska mätas för att kvalitetssäkra hela leverantörskedjan. Vilka ska prioriteras och varför. Vilka metoder och tekniker kan förbättra prestandan i leverantörskedjan. Kan det utarbetas standarder för att säkra just de viktigaste prestandamåtten?

Nedisning
Utbyggnaden av vindkraft begränsas i Norden av nedisning av vingarna redan vid temperaturer över fryspunkten. Is som bildas på vingarna försämrar dess aerodymik med försämrad produktion eller stillestånd. Programmet inkluderar även tester och försök med metoder och tekniker för avisning. Forskning har under 2008 bedrivits med medel från Energimyndigheten.

Forskning
Högskolan utgör en statligt ägd oberoende forskningsresurs inom regionen. En sådan lokal kunskapsbas kan utgöra en viktig remissinstans och certifieringsorgan för investerare, planerare och byggare genom att kunna utge ett oberoende yttrande om en viss specifik plats lämplighet för produktion av el med vindkraft.