Vindkraft

Vind er en af de store vedvarende energikilder i verden. Mængden af vind på Jorden er så stor, at vi i princippet kan dække hele klodens energiforbrug med vindkraft. Vi har brugt vindens energi i hundredvis af år, men det er først med moderne vindmøller, at vindenergi for alvor er blevet konkurrencedygtig i forhold til fossile brændsler. I disse år satser mange lande verden over derfor på at udbygge vindkraften i stor stil.

Vindenergi er næst efter solenergi den energiteknologi, der vokser hurtigst på verdensplan. Hver dag bliver der installeret mindst 60 nye vindmøller i verden – både på land og på havet (også kaldet offshore vind), og produktionen af energi fra vindmøller bliver på verdensplan fordoblet cirka hvert femte år.

Vindenergi står dog endnu kun for 2,5 procent af den elektricitet, der bliver produceret på verdensplan. Men udbygningen med vindenergi vokser år for år med nye og større møller.

Ifølge Det Internationale Energiagentur (IEA) kan vindkraften komme til at stå for mellem 18 og 36 procent af verdens produktion af elektricitet i 2050. Hvor stor andelen bliver, afhænger blandt andet af en række politiske beslutninger rundt om i verden.

I dag fylder vindenergien især meget i Kina, Europa og USA, men antallet af vindmøller vokser år for år i de fleste lande i Asien, Europa, Nordamerika og Latinamerika. De lande i Europa, der har mest vindkraft, er Tyskland, Spanien, Storbritannien, Frankrig og Italien. Men vind fylder også meget i Danmark, Sverige, Polen og Portugal.

Vindmøllernes historie

Det blæser meget på Jorden, og mennesket har i årtusinder brugt vinden til at drive sejlskibe frem. Inden for de sidste cirka 1.000 år har vi også udnyttet vindens kraft i vindmøller. De første vindmøller i Europa blev bygget omkring år 1100 og blev brugt til at pumpe vand op med og til at male korn til mel. Fra slutningen af 1800-tallet fandt man ud af at bruge vindmøller til at lave strøm, og i Danmark blev den første vindmølle, der producerede strøm, bygget i 1891.

Vindkraft i Danmark

 Op gennem 1900-tallet blev der eksperimenteret med forskellige strømproducerende vindmøller i Danmark, men udviklingen tog for alvor fat efter oliekrisen i 1970erne, hvor olielandene satte prisen på råolie kraftigt op. Det gav behov for alternative energikilder, og Danmark udviklede sig til et foregangsland inden for vindmøller med virksomheder som Vestas i spidsen.

Den position har Danmark fortsat i dag, hvor vindkraften står for en stor del af landets energiproduktionen, og vindmøller og teknologi til vindenergi er en af Danmarks største og vigtigste eksportvarer.

I 2015 blev 42 procent af Danmarks elektricitet produceret ved hjælp af vindmøller. Til sammenligning gjaldt det kun to procent i 1990.

En af de første store vindmøller i Danmark var Tvindmøllen, som elever og lærere på Tvindskolerne ved Ulfborg i Vestjylland opførte fra 1975 til 1978. Den havde en vingediameter på 54 meter og blev kaldt ”verdens største vindmølle”. Tvindmøllen kører stadig i dag efter at have fået nye vinger i 1993 og forskellige nye komponenter gennem årene.

Vestas leverede sine første vindmøller i 1979, og produktionen og opstillingen af vindmøller tog for alvor fart i begyndelsen af 1980erne, hvor omkring 20 virksomheder i Danmark fremstillede vindmøller.

Vindkraft på havet

Fra 1990erne og frem blev Danmark også et foregangsland for vindkraft fra møller på havet. Danmark var det første land i verden til at opstille en havvindmøllepark med 11 møller i parken Vindeby ud for Lolland i 1991. I 2002 blev Horns Rev 1 opført som den første havvindmøllepark i stor skala med 80 møller og en kapacitet på 160 MW.

I dag er der opstillet cirka 4.800 vindmøller i Danmark, heraf flere end 500 på havet. Den største havvindmøllepark findes i dag ved øen Anholt i Kattegat, hvor de 111 møller har en samlet kapacitet på næsten 400 MW.

Vindenergi spiller en vigtig rolle i den omstilling af energisystemet, der skal sikre, at Danmark i 2050 er uafhængig af fossile brændsler, og derfor fortsætter udbygningen med vindkraft både på land og til havs. Der er eksempelvis planer om en havvindmøllepark på 600 MW på Kriegers Flak i Østersøen. Den skal ifølge planen levere bæredygtig strøm til omkring 600.000 husstande – svarende til mere end hver femte danske husstand.

I de kommende år vil den installerede vindmøllekapacitet i Danmark blive øget fra omkring 5.000 MW til næsten 8.000 MW i 2025, hvor vindkraft forventes at dække cirka 60 procent af det danske elforbrug.

 

Fordele og ulemper ved vindenergi

Vind er i dag den vedvarende energiform, der er kommet længst i forhold til at være konkurrencedygtig i forhold til energi fra fossile brændsler, og den fortsatte udbygning af vindenergi på verdensplan vidner om, at vindkraft i de kommende årtier vil spille endnu større rolle i verdens energiforsyning.

Vindmøller har både fordele og ulemper. Det er en indlysende fordel, at vindenergi er en vedvarende energikilde, som ikke forurener. Samtidig blæser det så meget på kloden, at man ifølge amerikanske forskere i princippet kan producere omkring 20 gange så meget energi, som verden behøver, ved hjælp af vindkraft. Det vil dog kræve mange millioner vindmøller både på land og til havs og er næppe et realistisk scenarium. Det Europæiske Miljøagentur lavede i 2009 en beregning, der viste, at vindmøller i 2020 vil kunne dække EUs samlede elforbrug tre gange.

Det er også en fordel, at vindmøller ikke kræver ret meget plads i forhold til den mængde energi, de producerer, og samtidig bliver møllerne stadig større og mere effektive, ligesom omkostningerne ved at opstille dem falder år for år. I 1980 var prisen på vindenergi cirka 80 procent højere end i dag.

Den store ulempe ved vindenergi er, at mængden af vind varierer. Nogle dage blæser det meget, nogle dage lidt og nogle dage er det helt vindstille. Der skal en vis vindhastighed til, før vindmøller kan producere el, og på de tidspunkter, hvor vinden ikke er kraftig nok, er man nødt til at supplere med andre energikilder eller bruge lagret vindenergi (læs mere på siden om energilagring) for at få en sikker og stabil energiforsyning.

En anden ulempe ved vindmøller er, at de støjer og derfor kan virke generende, hvis de står i nærheden af beboelse. Nye vindmøller er dog langt bedre lyddæmpede end ældre typer af vindmøller. Endelig påvirker vindmøller også landskabet visuelt og skæmmer i nogles øjne landskabet. Vingerne på moderne vindmøller er dog større og drejer langsommere rundt end på gamle møller, og dermed er det visuelle indtryk mere roligt.

Vindmøllerne bliver stadig større

De vindmøller, der blev opstillet i 1980erne, var typisk 10-20 meter høje med en vingelængde på omkring fem meter og en kapacitet på 20-25 kW. Siden er møllernes størrelse og kapacitet vokset år for år. Omkring år 2000 nåede vindmøllerne op på en kapacitet på 2 MW og en højde på 70-80 meter, og i 2014 kunne Vestas præsentere en ny mølle med en kapacitet på 8 MW, 80 meter lange vinger og en tårnhøjde på 133 meter. I fremtiden ventes møllerne at blive endnu større, og nogle producenter har allerede præsenteret planer for møller på 10 MW og derover.

Derfor blæser det

Solens ujævne fordeling af varme på jordkloden resulterer i højtryk og lavtryk. Det skaber vind, fordi luftens molekyler, bevæger sig fra højtryk til lavtryk for at udligne trykforskellen.

Se animationsfilm fra Energi Museet om, hvordan vinden dannes:

Hvad forskes der i inden for vindenergi? Eksempler på forskningsprojekter;

Vestas rejser ny multiroter vindmølle

Eksperimenter med ny vindtunnel

 Sådan virker en vindmølle

Elproducerende vindmøller omdanner bevægelsesenergien i vinden til strøm. Vindmøllen er konstrueret, så den automatisk drejer i forhold til vindretningen og dermed altid udnytte vinden bedst muligt. Når vinden rammer de aerodynamiske vinger, dannes der på den ene side af vingen et undertryk, som trækker vingen nedad og driver rotoren rundt.

Rotorens bevægelser overføres til en aksel, som fortsætter ind i en gearkasse i den såkaldte nacelle, som er vindmøllens maskine. I nye typer af vindmøller er forbindelsen mellem rotor og generator direkte ved hjælp af en såkaldt permanent magnet-generator, der kan skabe strøm ved langt lavere omdrejninger pr. minut.

Se video, animation og fakta om, hvordan vindmøller virker:

Danmarks Tekniske Universitet samarbejder blandt andet med Siemens og Vestas om at udvikle nye typer energieffektive vindmøller. Nedenfor kan de se nogle af de nyeste mølletyper.