Vindenergi - Rapport i Naturgeografi

Side 1

[navn fjernet] og [navn fjernet] 3.b NG Vindenergirapport

[navn fjernet] hold ab

Vindenergi

Indledning:

Vi vil i denne opgave forsøge at værdifastsætte vindenergien ud fra en masse baggrundsviden, grafer og lærebøger. Der vil også blive kastet et tilbageblik på de historiske begivenheder og matematiske udregninger, der ligger til grund for vindenergi, som den så ud før og i dag. Dette munder ud i en vurdering af, om vindenergi kan mindske det globale CO udslip.

2

Problemformulering:

Kan vindenergi formindske det globale CO_{2} udslip?

Problemstilling:

• Hvordan produceres og omdannes vindenergi til elektricitet?

• Hvordan udnytter vi vindenergi?

• Hvor stor mængde vindenergi produceres der i Danmark?

• Hvad er omkostningerne ved produktionen af vindenergi?

• Hvordan udvikler vindenergi sig i fremtiden?

Delkonklusioner:

Ad. 1 - Hvordan produceres og omdannes vindenergi til elektricitet?

Vindenergi er en energiform, som kommer af kinetisk energi. Det vil sige, at energien bliver dannet, når større legemer, som f.eks. en vindmølle, bliver sat i bevægelse. Vindenergien bliver sammen med næsten alle andre energiformer forårsaget af solen. Solen afgiver en enorm mængde energi til jorden i timen og mellem 1 til 2 procent af den energi bliver til vindenergi. Når denne energi gør at det blæser begynder vingerne på vindmøllerne til at dreje rundt og der vil dermed opstår der en spænding i vindmøllens vindenergi. I Danmark er den største vindmølleproducent Vestas, der hele udvikler nye metoder, hvorpå vindmøller kan produceres mest effektivt. Specielt igennem de sidste

Side 2

[navn fjernet] og [navn fjernet] 3.b NG Vindenergirapport

[navn fjernet] hold ab

20 år har vindmølleindustrien udviklet sig enormt og i dag kan meget få møller producerer samme energimængde, som utrolig mange møller producerede for 20 år siden.

Ad. 2 - Hvordan udnytter vi vindenergi?

De første primitive udnyttelser af vindenergi har været i sejlskibe til gods- og persontransport.

Dette ophørte i slutningen af 1930’erne. På landjorden har mennesket forstået at drage nytte af vinden til møller til at kværne korn. Hvornår de første vindmøller er fra er ikke helt sikkert, men de første møller var til at male bøndernes korn med. De kom til Europa fra Mellemøsten omkring år

1100. I mange år blev møllerne udelukkende brugt til at male korn i, men det skulle senere vise sig at man kunne finde andre metoder at bruge vindenergien på.

Frem til ca. 1850 var vindkraft den fremherskende energikilde, den var alle steder og kunne finde anvendelse på små gårde, på forsvarsanlæg og andre steder. Fra slutningen af 1800-tallet blev der udviklet nye modeller, bl.a. i USA, hvor en rosetmølle blev meget udbredt. Denne model bredte sig også til Europa, og mange gårde havde en sådan mølle stående til at levere kraft til gårdens arbejde.

Det var dog først med Poul la Cour at man begyndte at tænke på at anvende vindkraft til fremstilling af elektricitet. Poul la Cour underviste på Askov Højskole og byggede der de første møller der producerede elektricitet. Senere uddannede han også elektrikere som siden hen byggede og installerede møller på mange gårde i Danmark. Herefter er det gået stærkt i Danmark og en af de senere hændelser er problemerne med drivhusgasser. Dette gør vindmøllerne, at vindmøllerne blev endnu mere attraktive og eftertragtede. Som konsekvens af, at der er blevet sat større fokus på CO

2 udslippet har vi i Danmark udviklet os utroligt indenfor området. Dette har gjort, at vi nu er førende inden for området omkring produktion af vindmøller og i dag sidder på ca. 30 procent af verdensmarkedet.

Mennesket har tilsyneladende forstået at udnytte vind overalt på jorden, som trækkraft i møller på land. Med opfindelsen af benzin og dieselmotorer blev vindkraften i første omgang udsat for en konkurrence den ikke kunne klare. De fleste møller af de 20-30.000 møller vi har haft i Danmark blev skrottet og det betyder, at der indtil for få år siden kun var meget få vindmøller i Danmark.

Senere skulle vindmøllerne dog tage revanche og med energikrisen i 1973 blev vindenergi igen en af de mere populære energianvendelsesmetoder. I dag er der igen blevet sat fokus på vindmøllerne

Side 3

[navn fjernet] og [navn fjernet] 3.b NG Vindenergirapport

[navn fjernet] hold ab med vores CO problemer og ikke mindst Kyotoaftalen. Dette betyder, at der opsættes flere og flere

2 vindmøller og i 2003 dækkede vindproduktion 15,8 procent af det samlede danske elforbrug.

Kortet er nærmest guld til dem der ønsker at opstille vindmøller, fordi man direkte kan finde de bedste opstillingssteder. Dog er kortet imidlertid ikke tilstrækkeligt til den præcise placering af en vindmølle, eftersom det er fremstillet mekanisk uden detaljeret kontrol af terrænforholdene. For at lave præcise beregninger af årsproduktionen af el er man nødt til at gå ud til det påtænkte opstillingssted for vindmøllen og kontrollere f.eks. lægiveres porøsitet og kontrollere, om der er kommet nye bygninger, træer osv.

Side 4

[navn fjernet] og [navn fjernet] 3.b NG Vindenergirapport

[navn fjernet] hold ab

Betydning af produceret effekt for bedst placerede og dårligst placerede vindmølle:

Følgende formel gælder for sammenhængen mellem produceret effekt og vindhastighed:

3

2

E v v A ( ) 0.5 = ⋅ ⋅ ⋅

v vindhastigheden i m sek = / .

E producerede energi =
= luftens massefylde

Ar =⋅

ρ ρ π

Ved at aflæse på kort finder vi nu de to møller i Danmark med størst og mindst vindhastighed:

Mindst vindhastighed: Sønderjylland = 3.2 m/sek.
Størst vindhastighed: Samsø = 6.1 m/sek.

For at finde forholdet mellem to enheder skal man dividere dem med hinanden. Altså:

0.5 ⋅ ⋅ ⋅ vA^{3}
0.5 ⋅ ⋅ ⋅ vA^{3}
F = Forholdet mellem produceret effekt

F =

ρ ρ

Nu indsætter vi Sønderjyllands- og Samsøs vindhastighed i formlen og forkorter herefter:

6.99 ⋅ ⋅ ⋅^{33} A

F F F F = ⇔ = ⇔ = ⇔ =                               6.93
              33

77 ⋅ ⋅ ⋅ A ρ ρ

Den producerende effekt for en vindmølle på Samsø er altså næsten 7 gange større end for en vindmølle i Sønderjylland. Vi kan altså konkludere, at placeringen af vindmøller har stor betydning for effekten af vindenergien.

Ad. 3 - Hvor stor mængde vindenergi produceres der i Danmark?

Side 5

[navn fjernet] og [navn fjernet] 3.b NG Vindenergirapport

[navn fjernet] hold ab

I Danmark er der installeret over 3100 MW vindmøllekapacitet (januar 2006), og vindkraftproduktionen udgjorde i 2005 18,5 % af den indenlandske elforsyning. Og denne andel kan øges kraftigt uden de store problemer.

Vindproduktionen i Danmark i 2003: 5800 GWh. En husstand i Danmark bruger ca. 4000 KWh pr.

år. Vi udregner vindproduktionen fra GWh til KWh ved at gange med 10^6. Nu kan vi således

udregne hvor mange husstande vindproduktionen er i stand til at dække:

5800 10 ⋅^{6}
= 1450000

4000

Ad. 4 - Hvad er omkostningerne ved produktionen af vindenergi?

I en undersøgelse foretaget af EU er det påvist, at omkostninger fra fossil energiproduktion i Danmark udgør mindst 7,5 mia. kr. på årsbasis. Det vil sige at hver kilowatttime produceret med kul eller gas reelt koster omkring 25 øre mere end det, der betales via forbrugernes elregning. Det skjulte beløb er en samfundsmæssig omkostning, der i sidste ende også betales af den enkelte f.eks.

i form af sygdom og skader på bygninger, afgrøder og skov.

Ad.5 - Hvordan udvikler vindenergi sig i fremtiden?

Vi får langt færre vindmøller. I dag dækker 5.400 vindmøller 20% af elforbruget. I 2025 kan vi nøjes med under 2000 vindmøller, der fordelt på land og hav vil kunne levere 50% af elforbruget.

Side 6

[navn fjernet] og [navn fjernet] 3.b NG Vindenergirapport

[navn fjernet] hold ab

Næsten alle nuværende vindmøller vil være væk i 2025, hvor de vil være over 20 år gamle. Der bliver plads til vindmøller på land. I 2025 skal vi have vindkraft både fra land- og havmøller. Det vil stadig være billigst at producere på land og der bliver plads. Over 5.000 møller kan afløses af ca.1.200 på gennemtænkte placeringer. Den overordnede, langsigtede planlægning løses bedst af de nye regioner.

Konklusion:

Der er helt sikkert, at vindenergi kunne være én af de energiformer, som kunne være med til, at nedsætte det globale CO udslip og den kan måske endda overtage rollen som den mest populære

2 energiform. Vindenergien er specielt i Danmark, men også på globalt plan én af de energiformer, som udvikler sig mest og det vil den blive ved med de næste mange år.

Dog forekommer der nogle problemer med vindenergien. Vinden blæser f.eks. mest langs kysterne, og det er meget tit naturskønne områder. Udover det, larmer vindmøllerne også og de er heller ikke helt ufarlige for områdets fugle. Derfor har men overvejet at placere dem i havet. Det giver nogle fordele og ulemper. For det første er de dyrere at bygge, fordi de skal være mere solide, så de kan modstå vind og vejr. Men til gengæld blæser vinden mere på havet, fordi der ingen forhindringer er.

Netop placeringen af vindmøllerne er utrolig vigtig for om det er rentabelt, at blive ved med at producere energi ved hjælp af vindmøller og i f.eks. Danmark er det helt op til 7 gange bedre, at opstille en vindmølle det rigtige sted. Desuden har vindenergien det samme problem som solenergien, at den ikke er konstant. Det var ikke noget problem, hvis man havde en god måde at gemme energien på, men det har man bare ikke. Altså mener vi, at hvis man blot opfinder noget der kunne opbevare vindenergien ville den nemt kunne være løsningen på verdens CO problemer og

2 måske da uden det kan vindenergi på længere sigt gøre en enorm forskel.