FREMTIDENS VINDKRAFT

VINDKRAFT  Vattenfall investerer i høj grad i vindenergi, der er i konstant udvikling. Så hvad er der i vente fremover i forhold til vindenergi; hvilke produkter ser man på og hvad er teknisk muligt?

Da vindenergi stadig er en ung spiller på energimarkedet, er det i branchens interesse at udforske nye måder at forbedre effektiviteten på. Mens eksperterne i øjeblikket arbejder på metoder til at optimere de eksisterende vindmøllekonstruktioner for at indfange mest mulig energi, fokuserer andre virksomheder og opfindere deres innovative kræfter på helt nye måder at udnytte vinden på.

Hos DTU i Risø møder  News from Vattenfall Kenneth Thomsen, som er sektionsleder i Institut for Vindenergi på Danmark Tekniske Universitet (DTU). Væggene er dekoreret med fotografier af vindmøller fra de seneste årtier, der viser den udvikling, vindenergien har været igennem siden 1970’erne. Kenneth Thomsen går med det samme i gang med at fortælle om de tidlige vindmøller og om, hvordan Danmarks førerposition inden for vindenergi skyldes den politiske opbakning, forskning i verdensklasse og en innovativ branche.

“I Danmark har udviklingen af vindenergi været en evolution, frem for en revolution. Vi tog små skridt og udviklede os lokalt via organisk vækst frem til de nuværende enorme vindmølleproducenter. Væksteksplosionen kom, da markedet var parat,” forklarer Kenneth Thomsen.

Vindmølle med flere rotorer
I samarbejde med DTU Vindenergi har Vestas installeret en demomodel på Risøs testcenter for at afprøve den tekniske gennemførlighed af drift og styring af en vindmølle med flere rotorer. Vindmøllen har fire rotorer i stedet for én. De har hver en diameter på 29 meter og er monteret på to arme, der er fastgjort på samme tårn. De to arme kan krøje uafhængigt af hinanden i vinden.

“Konceptet er velkendt fra gammel litteratur, men vi har aldrig set en vindmølle af den her type i virkeligheden før, så der er stadigvæk en masse, vi skal lære. Eksempelvis at når fire rotorer kører så tæt på hinanden, så vil det påvirke både den overordnede ydeevne og hver enkelt rotors ydeevne. Et andet problem er at lære, hvordan man styrer fire rotorer. Hvis en af dem stopper, bør rotoren overfor så også lukkes ned, eller kan den blive ved med at køre? Dataene vil være værdifulde for både Vestas og for os i forbindelse med udviklingen af fremtidige modeller,” forklarer Kenneth Thomsen.

Projektet er stadigvæk ret nyt; vindmøllen blev opført i april i år. Der skal udvikles mange nye belastnings- og styringsfunktioner, som skal testes og valideres for at man kan vurdere konceptets tekniske og kommercielle gennemførlighed. Først når der er gennemført en vellykket demonstration vil Vestas vide mere om den mulige anvendelse af teknologien. I sidste ende er formålet at vurdere, om det er muligt at bygge en endnu mere omkostningseffektiv vindmølle ved at udfordre konventionerne omkring skalering.

“Den konkrete business case er ikke noget, vi forholder os til. Vi fremstiller ikke produkter; vi leverer viden, så branchen kan tage en kvalificeret beslutning,” forklarer Kenneth Thomsen.

Nye og anderledes løsninger
Når man ser på nogle af de mere innovative fremtidige teknologier, der bliver testet rundt omkring i verden, er det tydeligt, at der er mange måder at producere vind-energi på.

Men det er ikke alle prototyper, der er omkostningseffektive eller gennemførlige. Kenneth Thomsen er åben over for innovation og glæder sig over, at der er folk, der grubler over nye og anderledes løsninger. Og på DTU tager personalet sig tid til at mødes med opfindere og give tilbagemeldinger på innovative og anderledes løsninger.

“Jeg ser det som vores samfundsansvar, for der er ikke ret mange steder, man kan henvende sig. Vi forsøger at være åbne og ikke lade os påvirke af den traditionelle måde at gøre tingene på, så vi er også et samlingssted for opfindere. Og ja; der kommer af og til forslag, der ikke kan lade sig gøre, men vi står også tit med spændende og gennemførlige løsninger, som vi hjælper med og støtter, så godt vi kan. Nogle af de løsninger sender vi videre til branchen, så de kan blive implementeret, og det er meget tilfredsstillende,” siger Kenneth Thomsen.

“Jeg tror, at fremtiden inden for vedvarende energiproduktion bliver en kombination af flere forskellige kilder såsom vind-, vand- og sol-energi. Energilagring bliver det nye sort, men der er brug for mere udvikling, før vi kan opnå en optimal udnyttelse af vedvarende energi-kilder,” fortsætter han.

“Jeg tror ikke, vi er færdige med at optimere den nuværende teknologi. Der er stadigvæk så meget at udforske, eksempelvis finjustering af vinger, sensorer og instrumenter. Mit bud er, at den trevingede vindmølle slet ikke har peaket endnu.”

Når man ser på prototyperne af fremtidige muligheder i branchen, er det tydeligt, at Kenneth Thomsen ikke er den eneste, der interesserer sig for nye og ukonventionelle tilgange. Andre virksomheder undersøger også teknologiske alternativer til den traditionelle trevingede vindmølle. Fra flyvende og flydende vindmøller til minimalistiske vindmaster er der mange veje, der bliver udforsket for at finde frem til de mest effektive og produktive måder at udnytte vindenergien på. Her kan du se nogle af de nyudviklede metoder, der i øjeblikket er ved at blive testet.

Er det her fremtidens teknologier?

Vortex - Møller uden vinger

Denne teknologi undersøger, hvordan man kan udnytte vindenergi ved hjælp af vingeløse, svingende master. Det er en letvægtscylinder uden gear eller lejer, der skal vedligeholdes og udskiftes. Den strømhvirvel, der opstår, når vinden passerer masten, får den til at vibrere, og denne vibration bruges til at producere energi via en speciel generator. Der er gennemført flere tests for at bevise, at teknologien kan bruges. Virksomheden bag udfører i øjeblikket felttests med skalerede modeller.

Makani - Flyvende vindmøller

Denne teknologi, som Google har investeret i, fokuserer på at udvikle brugen af vindmøller i drageform. Teorien er, at der kan produceres mere energi i højere luftlag, hvor vinden er stærkere og mere konstant. Dragen letter ved at bruge de små rotorer som propeller, og når dragen er i luften, flyver den i en cirkel, der ligner den, spidsen af en almindelig vindmøllevinge kører i, og hvor der genereres mest energi. Rotorerne “indsamler” vindenergien, og en indbygget generator omdanner den til elektricitet, der derefter sendes ned til en jordstation. Dragen forbindes til jordstationen ved hjælp af ledende kabler omkring en kerne med høj styrke.

Altaeros - Flyvende vindmøller

Altaeros har udviklet en omkostnings-effektiv løsning, der kombinerer en luftbåren platform med et moderne flyvestyringssystem. Hvis det bliver en succes, vil det være verdens første uafhængige aerostatsystem, der kan levere energi og telekommunikation fra en højde på op til 600 meter over terræn. Fra den højde gør stærk og konstant vind det muligt for vindmøllerne at producere langt mere energi sammenlignet med andre lignende konkurrenter. Fordi vindmøllerne er uafhængige, er der heller ikke behov for konstant overvågning og styring. Denne løsning kan særligt vise sig anvendelig i øde områder.

Hywind - Flydende vindmøller

Selvom denne teknologi allerede er på markedet, er potentialet for yderligere udvikling enormt. Hywind-konceptet i Norge er verdens første flydende vindmølle i fuld skala. På Hywind er den flydende konstruktion en stålcylinder, der strækker sig 100 meter under havets overflade og er forankret til havbunden via tre liner. Det norske olie- og gasselskab Statoil, der har investeret i Hywind, planlægger at bygge den første flydende vindmøllepark i 2017. Vindmølleparken vil have hele fem 6-MW-vindmøller og vil blive placeret ud for den skotske kyst.

Deepwind - Flydende vindmøller

Denne teknologi er endnu et eksempel på en flydende vindmølle. Den består af et langt, lodret rør med en rotor i toppen og en generator i bunden. Denne vindmølle er også fastgjort til havbunden med liner. Men teknologien bag den enkle konstruktion er meget kompleks, og der er brug for mange undersøgelser og meget forskning for at overvinde de tekniske udfordringer såsom dynamikken i systemet. Den opretstående flydende vindmølle sikrer produktion af vindenergi længere ude på havet, hvor der er mere vind og flere åbne vidder.

Se også