Vindmøller og Vindenergi - Rapport i Fysik

Side 1

I denne rapport ønsker vi at komme så vidt muligt rundt i vindenergiens verden. Her tænker vi ikke mindst på emner som vindenergiens udnyttelse og overførsel af energien.

Indholdsfortegnelse

Side 2 Indledning

Side 3 Disposition

Side 3 - 9 Udforskning i emnerne her på siden

Side 10 Konklusion

Emner

1. Dannelse og måling af vind

2. Udnyttelse af vindenergien

3. Overførsel af energien

4. Miljømæssige påvirkninger

5. Fordele og ulemper ved vindenergi

Side 2

2

FORORD

De første vindmøller kendes fra Kina, og aldersmæssigt ligger de omkring 4000 år før vores tidsregning. Et noget senere bevis for brug af vindmøller til vandpumpning findes i Egypten, og regnes med at være fra omkring 500 år før Kristi fødsel.

De første vindmølleparker i Europa er fra starten af 1600-tallet. Specielt Holland havde mange vindmøller, der blev brugt til mange formål. I Danmark dukkede de hollandske møller op i starten af 1800-tallet, og i det følgende århundrede byggedes omkring 6.000 – 8.000 vindmøller.

Hovedsageligt til anvendelse i landbruget.

Omkring 1891 fik vindmøllen en anden betydning. Nu forsøgte man nemlig med møller, der omformede vind til elektricitet. En af prototyperne kender vi i dag fra Askov-møllen. Det var højskolelæreren og opfinderen Poul La Cour, der stod for opbygningen af denne. Poul La Cour var om nogen manden, der stolede på vindkraft som en mulighed i fremtid. Han uddannede elektrikere i vindkraft, der medførte at elektrificeringen af landdistrikterne i Danmark gik hurtigere end i noget andet land.

Det gik godt for vindmøllerne i disse år, og 1. verdenskrig gjorde kun udnyttelsen af vindkraft endnu mere gunstig. Dette skyldes, at det var svært at få fat på brændsel i denne periode.

Desværre skete der det, at vindmølle-tankegangen i mellemkrigsårene blev mindre interessant, idet man nu igen kunne få fat på blandt andet olie.

Alt håb var dog ikke ude. Kun få år senere brød 2. verdenskrig ud, og vindmøllerne blev igen interessante.

I starten 1950 var det igen tid til forandring. En mølle på Bogø blev ombygget til vekselstrømsdrift og koblet direkte på ledningsnettet som en negativ forbruger. Efter dette banebrydende eksperiment byggede en af Poul La Cours gamle elever, Jørgen Juul, en mølle med vekselstrømsgenerator i

1957. Det var den senere verdenskendte Gedser-mølle, og i mange år verdens største vindmølle, der havde en generatoreffekt på 200 kW, en vingediameter på 24 meter og en tårnhøjde på ligeledes 24 meter.

Trods de store fremskridt var interessen for vindkraft igen stillestående.

Den helt store vindmølle-tankegang kom frem igen i 1970’erne. Det var under de politiske uroligheder i mellemøsten, der medførte oliekrisen. Det var her, at energi- og miljøbevægelser så deres snit til at genoptage en produktion af vindmøller. Produktionen startede hos private i garager og lignende. Mærkelig nok var den første egentlige serieproduktion startet af en tømrer – Christian Riisager.

Det skred hurtigt frem, og i 1978 blev Danmark indehaver af den hidtil verdens største vindmølle – også kaldt Tvind-møllen, der var forholdsvis billig at bygge. For at udnytte vindenergien indførte den danske regering et statstilskud til nogle møller. Det hele rullede nærmest på skinner nu, og det gjorde det kun bedre, at Danmark i starten af 1980’erne havde en stor-eksport til Californien. Siden dengang har Danmark siddet på over halvdelen af verdens vindmølleproduktion.

Danmark eksporterer dog ikke alle vindmøller til udlandet, hvilket også tydeligt fremgår af myndighedernes ”Energiplan 21” fra 1996, hvor målsætningen tydeligt fremgår. Ønsket er at halvdelen af Danmarks energiforsyning i år 2030 skal dækkes af vindenergi.

I dag er Tyskland verdens største vindmølle-marked.

Side 3

3

DISPOSITION

Udnyttelsen af vindenergien har ligget i dvale i mange årtier og først de seneste årtier fået sin genfødsel. Vi ønsker blandt andet at finde ud af hvordan en vindmølle fungerer.

Derudover er grunden til valget af netop vindenergi forholdsvis ganske simpel. Det er en kendt sag at den danske regering for år tilbage besluttede ikke at ville gøre brug af atomkraft. Så et valg af dette emne syntes lidt unaturligt for os, idet det jo sådan set ikke berører os. Da emnet vindenergi kom i tankerne blev det afgørende, at Danmark er en del af ”vindenergi-verdenen” – endda i en sådan mængde, som de er. Danmark sidder jo på over halvdelen af verdens vindmølle-produktion.

Det var en faktor for valget af emnet. Det er i øvrigt hovedsageligt danske vindmøller vi koncentrerer os om.

DANNELSE AF VIND - OG MÅLING AF DENNES STYRKE

Vi opfatter måske vind som noget, der bare er her. Eller der er måske endda dem, der er overbevist om, at der er højere magter på spil. Dette må dog afskrives som en mulighed.

Vinden er, som så meget andet, en energikilde, der er dannet på grund af solens opvarmning. Det, der nemlig i praksis sker, når der dannes vind er, at solen ikke opvarmer hele jordkloden med samme temperatur overalt – forklaring følger:

Som bekendt, er det området omkring 0. breddegrad, ækvator, der løber med varmen, hvorimod der på steder som ved polerne foregår en nedkøling.

Solens opvarmning får den opvarmede luft fra ækvator til at stige til vejrs, idet varm luft er lettere end kold luft. Den varme luft søger mod nord og syd – det vil sige at den faktisk deler sig i to. I troposfærens øverste lag fortsætter den varme luft indtil omkring 30. breddegrad. Grunden til at luften ikke kommer videre skyldes en kraft, Corioliskraften, der er en afbøjningskraft forårsaget af Jordens rotation, forhindrer den varme luft i at komme længere. Der skabes et højtryksområde i dette område, da luften synker ned igen. Én del af denne luft vender sig i retning mod ækvator igen, og en anden del tager nordpå. Den sidstnævnte luftmasse når til de tempererede bælter, hvor den opvarmes og igen deler sig. Den ene del mod polerne, og den anden søger retur.

Hele dette postyr af opvarmninger og nedkølinger kan ses på tegningen til højre. Pilene, der er tegnet på selve Jorden, viser de fremherskende vindretninger, der forårsaget af disse opvarmninger og nedkølinger. De kaldes ”de globale vinde” eller med et mere meteorologisk udtryk ”de geostrofiske vinde” og findes i over 1000 meters højde.

Overfladevinde er, som navnet også antyder vinde, der findes tæt på jordoverfladen – og det er dem, vi er interesseret i. Overfladevindene påvirkes meget af de globale vinde. Man kan sige at overfladevindene er resultatet af de globale og de lokale vindes styrkeforhold.

De lokale vinde påvirkes meget af landskabet – som for eksempel er vindhastigheden i centrum af byen næsten altid lavere, end den vil være et par kilometer væk på en øde mark. Eksemplet her er måske for tydeligt, men faktisk er der også forskel på en dyrket og en udyrket mark i ti meters højde

– man taler om områdets ruhed og lægivere (vindmølleindustriens ønske er selvfølgelig en så lav

Side 4

4 ruhed og så få lægivere som muligt). Ved måling af ruheden er udgangspunktet havet, der har ruheden 0. I storbyer er ruheden højest med 4 på ”ruhedsskalaen”.

Ved en beliggenhed tæt på havet har sø- og landbriserne stor indflydelse på den lokale vind.

Disse briser dannes, da havet og landjorden ikke opvarmes lige nemt. Landjorden opvarmes hurtigere end havet, og derfor stiger luften til vejrs og forsvinder ud over havet om, hvilket medfører at luft fra havet, søbrisen, tager modsatte vej og danner lavtryk om dagen inde over land.

Om natten er det modsatte proces. Dette skyldes at havet holder længere på varmen.

I bjergrige områder opstår dalvinde – dog kun ved sydvendte skråninger eller nordvendte på den sydlige halvkugle. Disse styrer næsten overfladevindene i bjergegne, men påvirkes alligevel en smule af de globale vinde. Som med eksemplet ved havet opvarmes luften og stiger til vejrs – i retning mod bjergtoppen. Om natten afkøles luften igen og går i modsatte retning. (se tegning nedenfor)

Flere gange dag-ligt udsendes vejr-udsigter. I disse udsendelser måles vindhastigheden i Danmark i meter pr sekund, hvilket må være for at gøre det nemmere at forstå for den almene borger. Det hænger nem-lig sådan sammen at man i international sammenhæng måler vindhastigheden i knob –

knob er en anden betegnelse for sømil i timen (1 sømil = 1.852 meter).

Der er dog også en noget ældre og efterhånden sjældent anvendt vindstyrke-skala, kaldt Beaufort-skalaen. Det er en skala, der går fra 1 – 12, hvor 12 er orkanstyrke, og derefter går det langsomt nedefter.

Til måling af vindstyrken anvendes normalt anemometre. Den klassiske anemometer-model har en lodret akse og tre kopper til at fange vinden med. Antallet af omdrejninger i minuttet bliver omregnet elektronisk til vindhastigheden. (se tegning til højre)

Der findes andre anemometertyper. Blandt disse findes ultralyds- eller laseranemometre, som

registrerer lydens eller lysets faseskift når den/det reflekteres af luftens molekyler. Varmetråds-

anemometre er en anden anemometertype, der registrerer vindens hastighed ved at sammenligne temperaturforskelle mellem varmetråde placeret i vindsiden og læsiden. Jo kraftigere vinden blæser, des mere afkøles glødetråden i vindsiden.

UDNYTTELSEN AF VINDENERGI

Det er en kendt sag, at man allerede for flere tusinde år siden udnyttede vinden til at sejle hurtigere på havet, og samtidig kan det godt ske, at Danmark engang i tidernes morgen har vundet en landskamp i fodbold ved at have haft vinden i ryggen i anden halvleg, men det er imidlertid ikke denne form for udnyttelse af vinden, vi koncentrerer os om. Her er det emnet om den gratis energi, vinden, som kan omformes til elektricitet, vi ønsker at behandle. Besvarelserne her går på, hvordan vindmøllerne er i stand til at hente den usynlige energi fra atmosfæren.

Der sker mange ting inde i vindmøllen både før, under og efter et tilstrækkelig kraftigt blæsevejr.

Hele forløbet starter med at en lille vindfane, fastsat på vindmøllens nacelle, angiver vindretningen til møllens eget styresystem. Herefter er det dennes opgave at videreføre denne information til krøjemotoren – på normal dansk oversat til drejemotoren. Krøjemotoren sørger nu for at få rotoren

(rotoren er det samlede modul af vingerne fastsat på navet) vendt op mod vinden. Førend at rotoren

sætter i gang skal vindhastigheden være mindst 5 m/s, og den stopper sig selv igen hvis hastigheden
kommer over de 25 m/s, idet der er grænser for hvad møllen kan klare.

Side 5

5

Rotoren er fasttømret til hovedakselen (også kaldt lavhastighedsakselen), og denne har så videre forbindelse til gearkassen. I gearkassen ændres antallet af omdrejninger i minuttet drastisk - nemlig fra rotorens omkring 22 omdrejninger til 1500 omdrejninger i minuttet. Energimængden er dog den samme, men blot gjort anvendelig for vindmøllens generator. Energien overføres fra gearkassen via en lille aksel (også benævnt højhastighedsakselen) til generatoren. At langt de fleste vindmøller har indsat gearkasser, skyldes at møllens moment er meget stort, og det ville kræve en både stor og dyr generator at håndtere det uden hjælp fra en gearkasse. Fra generatoren føres strøm ned i en transformator-boks ved foden af vindmøllen. I en vindmøllepark er det normalt at seks vindmøller fører den producerede strøm ned i samme transformatorboks.

For at der ikke skal opstå tvivl, er grunden til at rotoren kører rundt ikke blot at vinden rammer ind på vingerne, hertil hører en mindre forklaring.

Vindmøllens rotorblade (vingerne) har en meget speciel form. Denne form minder på mange måder om en flyvemaskines vinge, men også kun næsten. At rotoren sætter i gang skyldes at vinden på bagsiden af rotorbladet bevæger sig hurtigere end vinden foran bladet (netop på grund af vingens specielle konstruktion). Dette skaber et lavere tryk på bagsiden af bladet, og det lavere tryk skaber en igangsættelse af rotoren. Dette skyldes primært det fysiske fænomen, der kaldes Bernouillis lov.

Den siger, at når lufthastigheden hen over en overflade øges, falder trykket.

Energimængden, som bliver overført til rotoren, når denne er i omdrejninger, afhænger af tre ting: luftens massefylde, vindhastigheden og rotorarealet.

Med rotor-arealet er det ganske simpelt. Et dobbelt så stort rotor-areal vil modtage fire gange så meget energi som ellers, idet rotor-arealet vokser med kvadratet på rotor-diameteren - og dermed også andelen af vind.

Vindhastigheden er dog endnu vigtigere, da en dobbelt så høj hastighed nemlig overfører hele otte gange så meget energi til rotoren. Som en forklaring hertil skal vi have fat i Newtons 2. lov, der siger, at hvis et legeme fordobler sin fart, er bremselængden fire gange så lang, og derudover ved vi jo, at når vindhastigheden er fordoblet, passerer dobbelt så meget vind rotoren end ellers – og to gange fire giver otte. Vindmøller udnytter nemlig energien i vinden ved at bremse denne! I øvrigt afhænger bevægelsesenergien i vinden af luftens masse, idet den er proportional med massefylden.

Som nævnt har luftens massefylde også indflydelse på den samlede energimængde, og her er det ikke mindst temperaturen, der er afgørende. En lav temperaturer og en ligeledes lav luftfugtighed giver en høj massefylde, hvilket overfører mest mulig energi til vindmøllen. For at gøre det nemmere at overskue det hele kan effekten af den vind, der passerer vinkelret gennem en cirkulær flade, læses i følgende ligning:

P = ½ · p · v^{3} · pi · r^{2},

hvor P er vindens effekt målt i Watt (W), p = massefylden af tør luft (1.225 kg/m^{3} ved 15 grader
Celsius), v = vindhastigheden i meter pr sekund, pi = 3,35.., r = (radius målt i meter).

Som tidligere nævnt fremgår det tydeligt at vindhastigheden er meget vigtig for en stor effekt.

Vinden svæver ikke forbi rotoren og vindmøllen uden at blive påvirket. For vindmøllen afbøjer vinden (Tegningen er vist for at forstå dette bedre). Denne afbøjning sker endda før vinden når vindmøllen, hvilket også er skyld i at vi aldrig nogensinde kan udnytte 100 % af vindenergien (det vender vi tilbage til). Vindmøllen bremser vinden for at kunne udnytte den, og grunden til at tegningen viser en flaskeformet model er netop derfor. For efter at vinden har passeret rotoren, er vindhastigheden aftaget med omkring 20 %, og da energimængden er den samme som før den

Side 6

6 passerede rotoren må vinden nødvendigvis rumme mere end den gjorde før, idet bevægelsesenergien er faldet.

Som førnævnt er der grænser for, hvor meget energi en vindmølle kan ’trække’ ud af vinden. Dette skyldes, at hvis man lavede en vindmølle, der virkelig formåede at få 100 % af energien omformet til elektrisk energi ville det skabe en kødannelse foran rotoren, eller med andre ord: den nye ’friske’ vind ville ikke kunne komme hen til rotoren på grund af pladsmangel, og dermed ville en masse vind gå spildt alligevel. At dette fænomen ville opstå er nu ikke så underligt, for idet man trækker al kinetisk energi (bevægelsesenergi) ud af vinden vil den jo ikke kunne fjerne sig fra stedet. For at finde frem til den højest mulige udnyttelse, uden at det førnævnte problem ville opstå, skal vi have fat i Betz’ lov, der siger, at den største mulige andel af vinden, det er muligt, at trække ud af en

vindmølle er mindre end 16/27 (ca. 59 %) af den samlede energimængde. I praksis er det kun lidt

over 20 % af vindenergien en vindmølle udnytter.

Som tidligere nævnt kører vindmøller kun når vindhastigheden ligger i intervallet 5 – 25 m/s. Dertil
kommer at omkring 15 m/s er den ideelle hastighed. Effektkurven er tegnet ud fra målinger af en

600 kW-vindmølle og viser tydeligt dette. Vi vil nu kigge ”ind” i vindmøllen og se på hvordan vindmøllen styrer dette.

Inden for moderne vindkraft er der to hovedtyper af vindmøller, der bruges til regulering af rotorbladene under en given vindhastighed. Vi taler her om pitch- og stallregulerede vindmøller.

Princippet i en pitchreguleret vindmølle er, at det her er hele rotorbladet, der pitcher. Det hele styres af en computer, der sørger for at rotorbladene pitcher nogle få grader hver gang vindhastigheden ændres. Fordelen i denne type regulering er, at rotorbladene konstant står i den optimale vinkel i forhold til vinden, hvilket giver en næsten maksimal produktion. Pitch-mekanismen virker som regel ved hjælp af hydraulik.

Stallregulering findes i to udgaver – passivt eller aktivt. I vindmøller med passivt stall er rotorbladene fasttømret til navet og er dermed ikke i stand til at pitche. Derimod har de en så speciel form, der gør, at når vindhastigheden når en hvis styrke, opstår der turbulens på bagsiden af vingerne, hvilket standser rotoren.

I vindmøller med aktivt stall fungerer det anderledes. Her er processen næsten den samme som på pitchregulerede vindmøller, men dog med den væsentlige forskel at man ved en snarlig overbelastning af rotoren drejer vingerne den modsatte vej. Hermed forøges vingernes angrebsvinkel i forhold til vinden, idet man ønsker at komme af med den overskydende effekt fra

vinden. Desuden er 2/3 af alle opsatte vindmøller med stallregulering.

Endvidere er der enkelte vindmøller (1 kW eller mindre), der krøjer hele rotoren når vindhastigheden bliver for høj, men dette bruges kun ved de mindste møller, da det udsætter vindmøllen for periodisk varierende belastning.

OVERFØRSEL AF ENERGIEN

Generatorer har en af de fineste opgaver i vindmøllen – omformning af energien til elektricitet.

I vindmølleindustrien tales om to generatortyper - synkron- eller asynkrongeneratorer.

Synkrongeneratoren består af en permanent magnet (rotor) anbragt mellem mindst 3 elektromagneter (stator). Når den permanente magnet bringes til at rotere med konstant hastighed induceres der en vekselspænding i elektromagneterne. Elektromagneterne er så til sluttet det

Side 7

7 trefasede elnet. Ulempen med denne generatortype er, at den ikke tillader ændringer i rotationshastigheden, da den inducerede spænding dermed ikke ville være optimal. Gearkassen må derfor tage slidet i tilfælde af kraftige vindstød.

Asynkrongeneratorer (induktionsgenerator) giver derimod lov til et slip (dvs. rotationshastigheden må godt ændres ved vindstød), hvilket aflaster gearkassen betydeligt. Ellers minder denne type generator på mange måder om den synkrone model.

Når vi taler om forskellige generatorers effekt skrives det i watt. Med ordet ’effekt’ mener man den energi, der skabes eller forbruges pr tidsenhed. Det fører os videre tilbage til Joules lov, der siger:

E = U · I · t ,

hvor E er energimængden (Joule), U er spændingsforskellen (Volt), I er strømstyrke (Ampere) og t

er tiden (sekunder). Sammenhængen viser ganske tydeligt at effekten (dvs. U^{.} I) også afhænger af

tiden, som strømmen virker i.

Det er normalt at man skriver effekt i kilowatttimer (kWh) for at undgå en lang række nuller.

Eksempelvis er 1 kWh = 3.600.000 Joule.

Generatorerne producerer vekselstrøm. Vekselstrøm er en strøm, der konstant skifter retning. Vi kan aflæse vekselstrømmens retning på en sinuskurve (Se tegning på næste side). For hver gang kurven (vekselspændingen) har bevæget sig en enkelt gang i hver retning, og igen er blevet nul, er der gået en periode. Antallet af perioder pr. sekund kaldes strømmens frekvens og måles i hertz.

På tegningen til venstre kan vi se at spændingen er markeret ved to forskellige værdier udover nul. Det er maksimalværdi og effektivværdi.

Forholdet mellem dem kan læses ud fra ligningen:

__

Max.værdi = effektivværdi · √2

Hvis man sammenligner en veksel-spænding og jævnspændings styrke vil vekselspændingens effektivværdi svare til jævnspændingen, hvis de to afgiver samme mængde energi.

Fordelen med vekselstrøm, frem for jævnstrøm er, at den kan transformeres. Fra strømkilden, i vores tilfælde vindmøllen, transformeres strømmen ved hjælp af transformatorer, således at spændingen bliver større eller mindre - i første omgang øger vi spændingen (i Danmark max. til

400.000 Volt). Strømstyrken vil da falde i samme størrelsesforhold. Herefter føres strømmen videre igennem højspændingsledninger (det er også muligt at overføre energien igennem kabler i jorden, men ofte bruges luftledninger ved høje spændinger) ud til forbrugeren. Selvfølgelig modtager forbrugeren ikke en strøm med en spænding på 400.000 Volt. Efterhånden som højspændingsledningerne nærmer sig forbrugeren, nedsættes spændingsforskellen i større eller mindre transformatoranlæg. Ikke før ledningerne er forholdsvis tæt på forbrugeren nedsættes

spændingsforskellen til 220 V / 380 V. Man skal ikke blive forundret over at spændingsforskellen
hedder 220 / 330 V, for det er ganske simpelt. Fra vindmøllen udgår 4 ledninger. Den ene er 0-

ledning, de tre andre er faseledninger. Når man taler om at spændingen hos forbrugeren er 230 V,

Side 8

8 betyder det, at den effektive værdi af vekselspændingen, mellem 0-ledningen og faseledningen er

230 V. Den effektive spænding mellem to faseledninger er 380 V.

Hovedårsagen til brug af højspænding kan læses ud fra ligningen:

Nyttig effekt = U · I – R · I^{2},

hvor U er spændingsforskel (Volt), I er strømstyrke (Ampere), R ledningernes modstand (Ohm).

Som det tydeligt fremgår af udtrykket - R · I^{2} er større strømstyrke medvirkende til større effekttab.

Derfor søger man at sætte spændingen så høj op som mulig, da strømstyrken dermed er meget lille.

Derfor bruges højspænding.

MILJØET OMKRING VINDMØLLEN

Vindmøller er altid til at få øje på i landskabet, da man ikke kan gemme dem i jorden. For nogen er dette et problem, mens andre nærmest ser dem som et kunstværk i naturen. Hvordan en møllepark er opstillet er vigtigt for beskueren, idet en tilfældig opsætning kan virke rodet. Det er heri, at grunden til at man i langt de fleste tilfælde vælger et enkelt geometrisk mønster, ligger.

Det er logik at store vindmøller kan ses på længere afstand end små vindmøller, men ikke desto mindre vælger man ofte ikke at opstille mindre møller netop på grund af møllernes naboer. Den forholdsvis logiske forklaring er, at store vindmøller med store rotorer generelt har en lavere omdrejningshastighed i forhold til små vindmøller, og dermed tiltrækker de store ikke øjet på samme måde. Desuden kommer den økonomiske gevinst oveni at én stor vindmølle ofte producerer samme mængde strøm som mange mindre tilsammen, og dermed sparer man også mange vedligeholdelsesomkostninger.

Da større rotorareal og højere møller giver større energimængde, er det ikke svært at forstå, at vindmøllerne bliver større og større – og det gør de! Derfor er der også nye ting, der skal tages hensyn til, ikke mindst lufttrafikken.

Ifølge dansk lovgivning kan bebyggelser over 100 hundrede meter kræves at blive afmærket, og moderne vindmøller overskrider denne grænse. Men samtidig med at afmærkningerne ønskes påført af luftvåbenet, er der et ønske fra naturforeninger om det modsatte. Der er derfor forskellige afgørelser ved hvert enkelt vindmølle-projekt omkring afmærkning.

Vindmøller er ikke lydløse, men teknologien gør fremskridt på området, og det er heller ikke sjældent at man hører om naboer til vindmøller, der mener at støjgenerne fra vindmøllerne er store, men i langt de fleste tilfælde er støjen så svag (dvs. under 45 dB til nærmeste beboer, hvilket har været lov siden 1984) at træernes blade vil overdøve støjen, hvis blot det blæser med en jævn til frisk vind.

Et andet muligt irritationsmoment ved vindmøller er de skyggekast de giver fra sig på visse tidspunkter af døgnet. Dette tages der selvfølgelig også hensyn til ved opstillingen af nye vindmøller, men ved de uheldige, der blev nabo til en vindmølle før 1984, og oplever ”vindmølle-skygning” ofte, er dette tit mere irriterende end oplevelsen af støjgener.

Der er også gode ting ved vindmøller. For udover at være til gene for naboer og til en vis grad også fuglelivet, sparer det på Jordens ressourcer at omforme vindenergi til elektricitet. Som et tydeligt eksempel på dette sparede de danske vindmøller alene i år 2000 Jorden for afbrænding af 1,4 millioner tons kul!

Side 9

9

FORDELE OG ULEMPER VED VINDENERGI

Vindmøller er ikke billige, de kan kun holde i omkring 20 år, og desuden er der også vindstille perioder – så hvorfor udnytte vindenergi?

Som sagt er der mange grunde til ikke at opstille vindmøller og udnytte vindenergien, men der er så sandelig også ting, der taler for en udnyttelse.

Vindenergi er gratis, og vindmøllerne har efter blot 3 måneders forløb indtjent den energi, der er brugt til fremstillingen af sig selv. Det vil sige, at i en tyve års periode (den periode en gennemsnitlig vindmølle kan køre) indtjener den sine egne omkostninger omkring 80 – 100 gange!

Desuden er vindstille perioder mest normale om sommeren, hvorimod det om vinteren, hvor man oftest vil komme ud for mangel på elektricitet, blæser mest og kraftigst.

En ulempe er dog, at vi ikke kan pakke vindmøllerne ned i nogle kasser og lade dem producere elektricitet derfra, for det er bestemt ikke alle, der synes om at have udsigt til en møllepark.

Det vil måske aldrig blive muligt at nå til enighed om, hvorvidt der er flest ulemper eller fordele ved omformning af vindenergi, men ét er sikkert: Med problemet ”Udnyttelse af vindenergi eller ej” vil valget altid stå imellem en billig og forurenende energikilde (fossile brændsler) eller en ren og vedvarende energi (vindenergi).

KONKLUSION – og fremtidsudsigt

Vinden er en uudtømmelig energikilde – eller næsten, men for os er den, for den dag hvor vinden ikke er her, er vi her heller ikke, og oveni det sparer den naturen for udledning af især kuldioxid, svovldioxid, kvælstofilter, slagger og flyveaske, forudsat at vi gad at udnytte den. Af samme årsag bør vi også se endnu nærmere på den, end vi gør p.t.. Vindmøller er et stort skridt i den rigtige retning. Desværre har interessen for vindkraft kun været til stede i perioder, hvor manglen på brændstof har været størst, men måske tegner fremtiden lysere i takt med den større og større angst for drivhuseffekten.

Selv mener vi at fremtiden for vindkraft ser gunstig ud. Grundene til denne overbevisning skyldes ikke mindst udviklingen inden for vindkraft, der gør det mere og mere tillokkende for især udlandet at blande sig på markedet. Som et klart eksempel på denne udvikling har tre forskere fra Forskningscenter Risø udviklet laserudstyr, der måler vinden 10 – 20 sekunder, før den når rotoren.

Vindmøllens styresystem kan derfor nå at dreje vingerne, så de står perfekt op mod vinden, når denne når rotoren. Man regner med at denne lille opfindelse vil øge energiproduktionen med omkring 5 %, hvilket for en stor vindmølle vil betyde at den vil producere 70.000 kWh om året – svarende til 18 familiers årlige strømforbrug.

Alt i alt ser det godt ud for Danmark med udnyttelsen af vejret. Vi er gode til det og det har vi været i mange år. Det er også kun til vores fordel. For med tiden vil alternativ energi blive meget billigere end fossile brændstoffer, og til sidst vil de rene og vedvarende energikilder helt have erstattet olien, kullet og naturgassen.

_________________________

Side 10

10

Nikolaj Lage og Jacob Bloch

KILDEANGIVELSE:

Vindmølleindustriens websted www.windpower.org

Kapitlet ”Vindkraft i landbruget” fra bogen ”Alternativ energiforsyning” under 62.015 Artiklen ”Smarte vindmøller ved, hvordan vinden blæser” i Illustreret Videnskab nr. 6 årgang 1999 www1999297.thinkquest.dk

Kapitlet ”Overførsel af elektrisk energi” fra Prisma fysikbog, 9. klasse

Desuden har vi haft kontakt med Testingeniør Martin Holm, LM Glasfiber