FANDOM


Innledning.

Vindkraft er en av de mest miljøvennlige formene for storskala kraftproduksjon. Vindturbiner produserer strømved å omdanne vindens bevegelsesenergi til elektrisk kraft. Europas beste vindressurser finnes i Norge og Storbritannia.

Skjermbilde (2)

Figur. 1 Viser hvordan vindturbin er oppbygg

Vinden er en fornybar energikilde drevet av solen. Solen varmer opp kloden ujevnt som resulterer i trykkforskjeller. Vind er utjevning av disse trykkforskjellene og er en fornybar energiressurs som gjennom vindturbiner kan vi omformes til elektrisk energi. Nest etter vannkraft er vindkraft den billigste og teknologisk mest modne formen for fornybar energi i Norge.

Vindkraften er en teknologi som har gått gjennom en enorm utvikling og er i dag basert på høyteknologi.

______________________________________________________________________________________

Teknologi

Tech bilde

Figur 2. Hoveddelen for en vindturbin

1)  Fundamentet. Fundamentet skal stå imot store krefter. I Europa er det mest vanlig å fjerne jordmasser for så å støpe et fundament av betong. I Norge har en oftest muligheter til å forankre fundamentet på fjell. Forankringsstag settes 10-20 meter ned i fjell og et betongfundament med en ring av bolter for tårnet støpes inn.

2)     Nettilknytning. I Norge leverer en typisk turbin elektrisitet ved 690 V. For hver turbin er det en transformator som transformerer elektrisiteten opp til et typisk høyspentnivå på 22 kV. Turbinen kobles så flere turbiner sammen til en  ny transformator før kraften sendes ut på el nettet. Den interne kablingen i parken legges i bakken og i tilknytning til veiene i parken.

3)     Tårnet. Vindhastigheten stiger med høyden over bakken, dermed er det en fordel med høye tårn. Tårnhøyden til moderne vindturbiner varierer fra 40 til 100 meter. Store vindturbiner i Norge har typisk tårn på rundt 80 meter. Byggemateriale for tårnet er typisk stål eller betong.

4)     Stige/heis. For å få adkomst til maskinhuset er det montert stige eller heis i tårnet.

5)     Yaw mekanisme. Maskinhuset med rotorer kan roteres etter retningen på vinden.

6)     Maskinhus/Nacelle. I maskinhuset finnes elektro og mekaniske nøkkelkomponenter som akslinger, gir, brems og generator. Vedlikeholdsarbeid kan utføres inne i maskinhuset, med adkomst fra innsiden av tårnet.

7)    Generator.Generatoren omdanner den mekaniske energien fra rotorene og turbinen til elektrisk energi.Turtallet til generatoren er betydelig høyere enn turtallet til turbinen og derfor er en giring nødvendig. Alternativt kan generatoren utformes med tilstrekelig mange poler slik at det er mulig å produsere ved lavt turtall. Turbiner både med og uten gir er tilgjengelig på det kommersielle marked og begge alternative fungerer tilfredsstillende.

8)     Meteorologiske sensorer. Bak på maskinhuset har vindturbinen følere som måler vindens styrke og retning. Når vinden blir sterkere enn 3 m/s dreier maskinhuset slik at rotoren blir stående mot vinden og kraftproduksjonen starter. Ved cirka 13 m/s er det maksimal produksjon, og ved vindhastigheter på mer enn 25 m/s stanser vindturbinen for å unngå unødig slitasje på maskindelene. Det tilsvarer "full storm", og så høye vindhastigheter er sjeldne.

9)     Bremser. Bremsene i maskinhuset er en ekstra sikkerhetsforanstaltning i tilfelle de aerodynamiske bremsene ikke fungerer som tenkt.

10) Girboks. Generatoren opererer med betydelig høyere turtall enn turtallet til turbinen og rotorhastigheten. Det vil derfor være nødvendig med gir for å øke hastigheten inn på generator akslingen. Ved en girløs turbin vil det ikke være behov for girboks.

11) Rotorvinger. Rotorvingene overfører kraften fra vinden via drivakselen og girboksen til en generator i maskinhuset. Vingene kan vris slik at de gir størst mulig effekt frem til en vindhastighet på rundt 12 m/s. Ved høyere hastigheter blir belastningen på turbinen så stor at bladene vris slik at kraften blir lavere enn optimal. Rotorvingene er som en flyvinge som skaper løft og skjærer gjennom vinden. Dette er grunnen til at rotoren går betydelig fortere enn vinden. Turbinbladene er vanligvis laget av glassfiber og må tåle stor belastning over tid.

12) Pitch -vridning av blader. Rotorbladene på turbinen kan vris slik at ønsket vinkel på bladene oppnås. Optimal vinkel på bladene, det vil si mest mulig kraftoverføring fra vinden, er ønsket frem til turbinen når sin maksimale- eller merkeeffekt. Dette er for de fleste turbinene 11-14 m/s. Ved vindhastigheter over dette blir de fysiske påkjenningene på konstruksjonen så stor at bladene vris slik at kun maksimal effekt på turbinen oppnås. Ved vindhastigheter over cirka 25 m/s vris bladene slik at svært lite kraft blir fanget og turbinen stopper å produsere elektrisk energi.

13) Nav. Navet er nesen på rotoren som bladene er festet på.

_______________________________________________________________________________________

Fordeler:

  • Elektrisk energi er en fornybar energikilde og produksjonen av energi er utslippsfri.
  • Landbasert vindkraft er i dag, etter vannkraft, den mest modne og billigste løsningen for å produsere ny fornybare elektrisitet.
  • Norge har meget gode vindressurser i forhold til resten av Europa.
  • Vindkraft kan i større grad enn vannkraft flyttes til ledig nett og forbruk
  • Vannkraft og vindkraft utfyller hverandre på en meget god måte: ”Vind og vann hand i hand”. Dette fører til at en kan ”spare” eller ”lagre” vindenergi i norske magasiner i form av vannet som blir spart når man produserer kraften med vindkraft istedenfor vannkraft.
  • Vindressursene er bedre vintertid, når forbruket er høyt og tilsiget i vannmagasinene lavt.
  • Gir grunneiere stabile inntekter i form av utleie av grunn.
  • Vindkraft produserer når det blåser og kan ikke reguleres på samme måte som vannkraft. Mer vindkraftproduksjon fører derfor til mindre markedsmakt i kraftmarkedet
  • Utbygging av vindkraft er i stor grad reversible naturinngrep
  • Gir kommunen arbeidsplasser og nye skatteinntekter
  • Mer kraftproduksjon (høyere tilbud) av kraftproduksjon med lav marginalkostnad, slik som vindkraft, fører til lavere kraftpriser for konsumenten
Birds

Figur 3

Ulemper:

  • Et vindkraftverk vil alltid synes i terrenget, men meningene er varierte og det er øye som ser og som avgjør hvor skjemmende et vindkraftverk er.
  • De negative konsekvensene for fugl og fauna er tilstede, men skaden varier i kjent dokumentasjon. (Figur 3)
  • Vinden varier og fører til en ujevn produksjon. Dette gjør at man må ha kraftverk i reserve som kan produsere når det blåser lite. Dette har Norge med sin meget høye andel vannkraft.
    Shadow-flicker-447x390

    Figur 4

  • Støy for bebyggelse nærmere enn 1 km, men er avhengig av planområdet.
  • Skyggekast skapes når solen står lavt og slår gjennom rotorene og skaper en pulserende skygger. Er generelt et lite problem, men kan i enkelte tilfeller være svært sjenerende for enkelte hus.(Figur 4)

_______________________________________________________________________________________

Kilde:

Innledning: Statkraft

Teknologi,: Vindportalen.no

Fordeler og Ulempe