Lillgrund Vindmøllepark i Øresund. Foto: Vattenfall

Vinge rne sn urrer

Vindenergi

Vindenergi er vedvarende energi og kan være en del af løsningen på klimaproblemerne. Læs mere om vindenergi og vindmøller i denne artikel.

Klimaproblemer optager en større og større del af mediebilledet i Danmark og i udlandet. En del af løsningen på denne globale udfordring er vindenergi, som stort set er forureningsfri og som rummer enorme vækstpotentialer. Sidst, men ikke mindst, er vindenergi vedvarende.

På verdensplan leverer vindmøller i dag 100.000 MW elektricitet uden omkostninger til brændsel. I Danmark kan vi pudse glorien med en verdensrekord, da vindmøllestrøm dækker ca. 20 % af elforbruget. Det er næsten dobbelt så meget som Spanien på andenpladsen.

Der er ingen tvivl om, at Danmark har været og fortsat er en pioner indenfor vindenergiområdet. Der går en lige linje fra Paul la Cours vindmølle ved Askov, der var den første i verden, der producerede elektricitet, frem til nutidens danske sværvægtere på verdensmarkedet: Vestas, Siemens og LM Glasfiber.

Vindmøllens historie

Vinden har fungeret som energikilde i mindst 3000 år. Frem til 1900-tallet blev vinden omdannet til mekanisk energi, der blev brugt til at pumpe vand eller male korn til mel. I 1900-tallet kom industrialiseringen, og vindenergien blev erstattet af forbrændingsmotorer, der blev fyret med fossile brændsler. For også dengang havde man brug for en stabil energiforsyning, der er uafhængig af vejret.

I 1970’erne kom oliekrisen med højere priser på fossile brændsler, og vindmøllerne blev igen attraktive i energisystemet, men i stedet for mekanisk energi producerede vindmøllerne nu elektricitet. Siden 1990’erne har vinden været den vigtigste vedvarende energikilde i Danmark og mange andre steder i verden.

Vindmøller i elforsyningssystemet

I Danmark produceres 20 % af det totale elforbrug på vindmøller. Produktionen af elektriciteten foregår på de over 5000 vindmøller på land og på havet.

De første møller blev placeret på markerne og var ofte ejet af en eller flere bønder i nabolaget. Møllerne stod ofte alene eller et par stykker sammen. De havde en maksimal produktion på omkring 100 kW. På den måde spredtes møllerne ud over landet.

Møllernes maksimale produktion, vingefang og højde blev større og det samme gjaldt den susen der kommer, når vingerne drejer. Danskerne syntes desuden at vindmøller skæmmede landskabet, og modstanden mod dem voksede.

Vindmølleparker på havet

I dag bygges de fleste danske vindmøller på havet og i parker flere sammen. Ud over det støjmæssige og visuelle hensyn er det ligeledes hensigtsmæssigt at bygge møllerne på havet, fordi havet er forholdsvist fladt, og derfor ikke bremser vinden. Den energi vindmøllerne kan få ud af vinden er meget afhængig af det omkringliggende terræn. Hvis området er meget bakket, eller der er mange bygninger, påvirkes vindens retning og styrke, og derved den effekt vindmøllen kan få ud af vinden.

Ved at samle vindmøllerne i parkerne gøres investeringen lidt billigere, da møllerne kan dele transformere og kabel til land. Desuden er det også en fordel, at vindmøllerne er samlet, når der skal laves service og reparationer på møllerne.

Vindmøller udfordrer den traditionelle drift af elforsyningssystemet

Vindmølleteknologien er langt fremme udviklingsmæssigt, men der er stadig nogle udfordringer, der skal findes løsninger på, hvis vindmøller skal være den primære produktionsform i elforsyningen.

Et oplagt problem er, at vindmøller ikke producerer strøm, når det ikke blæser. På nuværende tidspunkt er det ikke muligt at lagre elektricitet uden store effektmæssige eller økonomiske tab. Derfor er der situationer, hvor der ikke er tilstrækkelig vind til at dække elforbruget, og omvendt er der situationer hvor der produceres mere strøm på vindmøllerne, end der bruges.

En anden problemstilling ved mange vindmøller i elforsyningen er, at hurtige ændringer i vinden giver små variationer i den strøm, vindmøllen producerer. For at forsyningssikkerheden er intakt skal der hele tiden være balance mellem forbrug og produktion. Det vil sige, at hvis der kommer et kraftigt vindstød, vil der også produceres mere strøm i det korte øjeblik, så hvis der skal være balance, skal der bruges tilsvarende mængde strøm et andet sted i systemet.

Grunden til at det er muligt at have 20 % vindkraft i elforsyningssystemet på trods af vindens fluktuerende natur, er at en del af strømmen produceres på kraftværker. På kraftværkerne produceres strømmen ved hjælp af dampturbiner og generatorer, hvor turbinen og generatorens rotor drejer rundt med samme hastighed. Når der kommer ubalance mellem forbrug og produktion, ændres hastigheden af turbine og generator, men hvis der er tale om en lille ubalance, kan den genoprettes ved at regulere dampmængden.

Store udbygningsplaner

Rundt om i verden er der massive udbygningsplaner på vindområdet. I EU-området forventer man i 2020, at 12 % af energiforbruget er dækket af vindenergi.

Vindmøllens placering

Energien i vinden kommer i virkeligheden fra solen. Solens ujævne opvarmning af Jordens overflade skaber trykforskelle. Vind er i virkeligheden bare luft der flytter sig for at udjævne disse forskelle.

Når en vind blæser over Jordens overflade, vil den blive bremset helt nede ved overfladen af alle de ujævnheder, der findes. Opbremsningen gør, at vinden bliver mere ujævn – den bliver turbulent. Jo mere turbulent vinden er, jo mere energi tages ud af vinden. En ujævn overflade kan give turbulens mange hundrede meter over jorden.

Vindressourcekort Danmark

Udsnit af kort fra Kort og Matrikelstyrelsen.

Der er altså mest energi i vind, der ikke er blevet forstyrret af ruheder fra overfladen. En havoverflade er meget lidt ru i forhold til de fleste landområder. Det er baggrunden for at vindmøller på havet er meget mere effektive end de fleste landmøller. Så hvis man skal stille effektive møller op på land, skal det være tæt på kyster med vind.

I Danmark blæser det mest fra Vest og Sydvest. På vindkortet over Danmark, som viser middelvindhastigheden i landet, kan man således se, at specielt vestkysten og Thy er velegnede til vindmøller.

En vindmølle forstyrrer i sig selv også vinden meget. Der er derfor typisk 5-700 meter mellem møllerne i de store havmølleparker.

Læs mere om energiproduktion

Energiproduktion
– Elektricitetsbegreber
– Fossile brændsler
– Kraftvarme
– Vindenergi (denne side)
– Energi fra havet
– Geotermisk energi
– Biobrændsler – en oversigt
– Brændselsceller
– Solenergi
– Kernekraft
– Fusionsenergi

Forsøg og caseopgaver

Vi har samlet alle forsøg, caseopgaver og eksperimenter på én side. Under overskriften Energiproduktion finder du de relevante forsøg til dette emne.

 

Kilder

DONG Energy
Vattenfall

Denne artikel stammer oprindeligt fra Climate Minds, som er udviklet af Experimentarium i samarbejde med Dansk Energi og Energyminds.

Mere om klima