Load and Season Adapted Solar Collectors

In Sweden solar irradiation and space heating loads are unevenly distributed over the year. Domestic hot water loads may be nearly constant. Test results on solar collector performance are often reported as yearly output of a certain collector at fixed temperatures, e g 25, 50 and 75 C. These data are not suitable for dimensioning of solar systems, because the actual performance of the collector depends heavily on solar fraction and load distribution over the year.At higher latitudes it is difficult to attain high solar fractions for buildings, due to overheating in summer and small marginal output for added collector area. Solar collectors with internal reflectors offer possibilities to evade overheating problems and deliver more energy at seasons when the load is higher. There are methods for estimating the yearly angular irradiation distribution, but there is a lack of methods for describing the load and the storage in such a way as to enable optical design of season and load adapted collectors.This report describes two methods for estimation of solar system performance with relevance for season and load adaption. Results regarding attainable solar fractions as a function of collector features, load profiles, load levels and storage characteristics are reported. The first method uses monthly collector output data at fixed temperatures from the simulation program MINSUN for estimating solar fractions for different load profiles and load levels. The load level is defined as estimated yearly collector output at constant collector temperature divided be yearly load. This table may examplify the results:CollectorLoadLoadSolar Improvementtypeprofile levelfractionover flat plateFlat plateDHW 75 %59 %Load adaptedDHW 75 %66 %12 %Flat plateSpace heating 50 %22 %Load adaptedSpace heating 50 %28 %29 %The second method utilises simulations with one-hour timesteps for collectors connected to a simplified storage and a variable load. Collector output, optical and thermal losses, heat overproduction, load level and storage temperature are presented as functions of solar incidence angles. These data are suitable for optical design of load adapted solar collectors. Results for a Stockholm location indicate that a solar combisystem with a solar fraction around 30 % should have collectors that reduce heat production at solar heights above 30 degrees and have optimum efficiency for solar heights between 8 and 30 degrees.

Renar och vindkraft II : Vindkraft i drift och effekter på renar och renskötsel

Utbyggnaden av vindkraft inom renskötselområdet har ökat markant det senaste decenniet, trots att kunskapen om påverkan av vindkraftsetableringar ännu inte är fullt utredd och dokumenterad. I den här rapporten beskriver vi framförallt hur vindkraftparker i driftsfas påverkar renarna och renskötseln i tre olika områden. I Malå sameby har vi studerat kalvningsområdet kring Storliden och Jokkmokkslidens vindkraftparker. I Vilhelmina Norra sameby har vi studerat vinterbetesområdet kring Stor-Rotlidens vindkraftpark, samt Lögdeålandets betesområde med Gabrielsbergets vindkraftpark som används av Byrkije reinbetesdistrikt från Norge. För att få en helhetsbild av hur renarna använder sitt betesområde är det viktigt att studera renarnas betes- och förflyttningsmönster långsiktigt och över hela deras betesområde och inte bara inom det lokala området nära parken. Det är också viktigt att ta hänsyn till att renarnas betesutnyttjande skiftar från år till år och mellan olika årstider beroende på väderlek och andra yttre förutsättningar. Vi vill också understryka vikten av att kombinera den traditionella kunskapen från renskötarna med vedertagna vetenskapliga analysmetoder för att besvara de frågor som är viktiga för att kunna bedriva en hållbar renskötsel. Vi har undersökt renarnas användning av områdena genom att utföra spillningsinventeringar under åren 2009-2015 (endast i Malå sameby), och genom att följa renar utrustade med GPS-halsband under åren 2005-2015. Datat är insamlat före och under byggfas och under driftsfas (för Gabrielsberget finns GPS-data endast för driftsfasen). Vi har analyserat data genom att utveckla statistiska modeller för val av betesområde för varje område där vi har beräknat hur renarna förhåller sig till vindkraftparksområdet före, under och efter byggnation, och på Gabrielsberget när parken varit avstängd under 40 dagar och under drift vid olika renskötselsituationer. Genom intervjuer, möten och samtal, samt information från Gabrielsbergets vindkraftparks kontrollprogram, har vi tagit del av renskötarnas erfarenheter av hur renarnas beteende, och därmed även renskötseln, påverkats av vindkraftsutbyggnaden i respektive område. Våra resultat visar att renarna både på kalvnings- och på vinterbetesområden påverkas negativt av vindkraftsetableringarna (Tabell a). Renarna undviker att beta i områden där de kan se och/eller höra vindkraftsverken och föredrar att vistas i områden där vindkraftverken är skymda. I kalvningsområdet i Malå ökade användningen av skymda områden med 60 % under driftsfas. I vinterbetesområdet på Gabrielsberget, när renarna utfodrades i parken och kantbevakades intensivt för att stanna i parkområdet under driftsfas, ökade användningen av skymda områden med 13 % jämfört med när de inte var utfodrade och fick ströva mer fritt. Resultaten visar också att renarna minskar sin användning av området nära vindkraftparkerna. I kalvningslandet i Malå minskar renarna sin användning av områden inom 5 km från parkerna med 16-20 %. Vintertid vid Gabrielsbergets vindkraftpark undvek renarna parken med 3 km. Våra resultat visar även att renarnas betesro minskar inom en radie på 4 km från vindkraftparkerna under kalvningsperioden och tiden därefter i jämförelse med perioden före byggfas. Exakta avstånd som renarna påverkas beror på förutsättningarna i respektive område, exempelvis hur topografin ser ut eller om området är begränsat av stängsel eller annan infrastruktur. Förändringarna i habitatutnyttjande i våra studieområden blev tydligare när parkerna var centralt belägna i renarnas betesområde, som i kalvningsområdet i Malå eller i vinterbeteslandet på Gabrielsberget, medan det inte var lika tydliga effekter kring Stor-Rotlidens park, som ligger i utkanten av ett huvudbetesområde. Oftast är snöförhållandena bättre ur betessynpunkt högre upp i terrängen än nere i dalgångarna, på grund av stabilare temperatur, vind som blåser bort snötäcket och mer variation i topografin. Därför kan etablering av vindkraftparker i höglänta områden försämra möjligheten att använda sådana viktiga reservbetesområden under vintrar med i övrigt dåliga snöförhållanden, vilka blir allt vanligare i och med klimatförändringarna. Våra resultat tyder inte direkt på att renarna påverkats negativt under dåliga betesvintrar men fler år av studier behövs för att ytterligare klargöra hur vindkraft påverkar renarna under dessa vintrar. Våra studier har visat att etablering av vindkraft har konsekvenser för renskötseln under både barmarkssäsongen och under vintern, men effekterna förmodas få störst inverkan inom vinterbetesområdet där det är svårt att hitta alternativa betesområden för renarna. Under sommaren är betestillgången oftast mindre begränsad och renarna kan lättare hitta alternativa områden. En direkt konsekvens av Gabrielsbergets vindkraftpark som är placerad mitt i ett vinterbetesområde har blivit att renarna behöver tillskottsutfodras och bevakas intensivare för att de inte ska gå ut ur området. När den naturliga vandringen mellan olika betesområden störs för att renarna undviker att vistas i ett område kan det leda till att den totala tillgången till naturligt bete minskar och att man permanent måste tillskottsutfodra, alternativt minska antalet renar. Annan infrastruktur som vägar och kraftledningar påverkar också renarna. Vid Storliden och Jokkmokksliden och vid Stor-Rotliden där data samlats in innan vindkraftparken uppfördes visar våra resultat att renarna undviker de omkringliggande landsvägarna redan innan parkerna etablerades. Vid Stor-Rotliden ökar dock renarna användningen av områden nära vägarna efter att parken är byggd. På Gabrielsberget, där vi endast har data under drifttiden, är renarna närmare vägarna (även stora vägar som E4) när renskötarna minskar på kantbevakningen för att inte hålla renarna nära parken. Detta ökar naturligtvis risken för trafikolyckor och innebär att renskötarna måste bevaka dessa områden intensivare. Sist i rapporten presenterar vi förslag till åtgärder som kan användas för att underlätta arbetet för renskötseln om det är så att en vindkraftpark redan är byggd. Några exempel på åtgärder som är direkt kopplat till parken är att stänga av vägarna in i vindkraftparken för att förhindra nöjeskörning med skoter och bil under den tiden renarna vistas i området samt tät dialog mellan vindkraftsbolag och sameby angående vinterväghållningen av vägarna till och inom vindkraftparken. Andra mer regionala åtgärder för att förbättra förutsättningarna för renskötselarbetet på andra platser för samebyn, kan vara att sätta stängsel längst större vägar och järnvägar (t.ex. E4:an eller stambanan) i kombination med strategiskt utplacerade ekodukter. Detta för att underlätta och återställa möjligheterna till renarnas fria strövning och renskötarnas flytt av renar mellan olika betesområden.   

Reindeer habitat selection under the risk of brown bear predation during calving season

The depredation of semi-domesticated reindeer by large carnivores reflects an important human-wildlife conflict in Fennoscandia. Recent studies have revealed that brown bears (Ursus arctos) may kill substantial numbers of reindeer calves (Rangifer tarandus tarandus) in forest areas in Sweden. Several authors have suggested that predation risk is an important driver of habitat selection in wild Rangifer populations where predation is a limiting factor, but little is known about these mechanisms in semi-domesticated populations. We examined the habitat selection of female reindeer in relation to spatial and temporal variations in brown bear predation risk on the reindeer calving grounds and evaluated the simultaneous responses of brown bears and reindeer to landscape characteristics. We used GPS data from 110 reindeer years (97 individuals) and 29 brown bear years (19 individuals), from two reindeer herding districts in the forest area of northern Sweden. Our results did not indicate that reindeer alter their behavior in response to spatiotemporal variation in brown bear predation risk, on the scale of the calving range. Instead, we suggest that spatiotemporal behavioral adjustments by brown bears were the main driver of prey-predator interactions in our study system. Contrasting responses by brown bears and reindeer to clear-cuts and young forest indicate that forestry can influence species interactions and possibly yield negative consequences for the reindeer herd. Even if clear-cuts may be beneficial in terms of calf survival, logging activity will eventually cause greater abundance of young regenerating forest, reducing available reindeer habitats and increasing habitat preferred by brown bears. Domestication may have made semi-domesticated reindeer in Fennoscandia less adapted to cope with predators. Areal restrictions, limiting the opportunity for dispersion and escape, possibly make the calves more susceptible to predation. Also, a generally higher population density in semi-domesticated herds compared to wild populations can make dispersion a less efficient strategy and the reindeer calves easier prey. Overall, the lack of ability of the reindeer females to reduce brown bear encounter risk on the scale of the calving range is probably an important reason for the high brown bear predation rates on reindeer calves documented in our study areas.