Vind
Vind er luft i bevegelse. Sola varmer opp lufta ved bakken, og varm luft stiger opp. Dette skaper trykkforskjeller. Det blir lavt trykk ved bakken og høyt trykk lenger oppe. Disse trykkforskjellene jevnes ut ved at luftmasser sirkulerer fra høytrykk til lavtrykk. Dette er vind. Vinden er sterkere høyere opp fra bakken, og derfor ønsker vi å plassere vindturbinene høyt.
Elektrisitet fra vind
Vind er dessverre ikke en konstant ressurskilde, noe som betyr at strømproduksjonen varierer etter hvor mye og hvor ofte det blåser. Vindkraft utgjorde 7,5 prosent av elektrisitetsproduksjonen i Norge i 2021 (Statistisk sentralbyrå, 2022, s. 116) og 6,6 prosent på verdensbasis (Ember).
Hvordan virker en vindturbin?
Hovedoppgaven til en vindturbin er å omdanne vindens bevegelsesenergi til elektrisk energi. En vindturbin består av tårn, blader, maskinhus med generator (nacelle), gir og kontrollsystem.
Vinden får bladene til å rotere, og turbinen går rundt. I fysikken sier man da at vinden virker med en kraft på vindturbinen og utfører et arbeid. Da overføres energi.
Når turbinen roterer, roterer også drivakselen, som er koblet til generatoren og girkassen. Generatoren omdanner bevegelsesenergien i denne rotasjonsbevegelsen til elektrisk energi. Girene gjør at den langsomme rotasjonshastigheten til drivakselen blir raskere og mer egnet til å generere strøm i generatoren. Noen generatorer er bygd slik at de ikke trenger gir.
Den genererte elektrisiteten blir transportert i ledninger ned gjennom vindturbinens tårn, transformeres til høy spenning og sendes ut på nettet og videre ut til boliger og næringsbygg.
Vindhastigheten varierer
På maskinhuset har vindturbinen en vindmåler som måler hastigheten og retningen til vinden. Energiomdannelsen starter når vindhastigheten er 3 m/s, og da dreier maskinhuset seg til rotoren blir stående mot vinden. Maksimal produksjon oppnår en når vinden er ca. 13 m/s. Selv om vindhastigheten øker mer enn dette, vil ikke effekten øke. Dette er for å unngå unødvendige påkjenninger og slitasje på vindturbinen. Produksjonen vil dessuten stanse hvis vinden er over 25 m/s, for å unngå skade. Det tilsvarer full storm, og så høye vindhastigheter er sjeldne.
Det finnes forskjellige klasser av vindturbiner etter som de er designet for lave, middels eller høye vindhastigheter. Ofte velger en den turbinen som er mest økonomisk lønnsom for det stedet der turbinen skal plasseres.
Produksjon av elektrisitet
Hovedbruksområdet for vindkraft er produksjon av elektrisitet. Vindkraftverk er tilkoblet kraftnettet, som alle andre kraftverk, og inngår i et kraftsystem som i fellesskap står for produksjonen av elektrisitet til forbrukerne.
Kilder
Ember. (u.å.). Data Explorer. https://ember-climate.org/data/data-explorer/
Statistisk sentralbyrå. (2022). Økonomisk utsyn over året 2021. (Økonomiske analyser 01/2022). https://www.ssb.no/nasjonalregnskap-og-konjunkturer/okonomiske-analyser/okonomiske-analyser-1-2022/_/attachment/inline/3628d7e9-f7c5-4508-adbc-32db442cd815:301f425574559d143b016810f653147811371155/OA2022-1-utsyn.pdf
UngEnergi. (2021, 12. oktober). Hva er vindkraft. https://ungenergi.no/energikilder/vindkraft/hva-er-vindkraft/