Fagartikkel

Vindkraft

Vindkraft er ei fornybar energikjelde, der rørsleenergien i vind blir gjord om til elektrisitet ved hjelp av vindturbinar. Vinden blæs på turbinblada, som roterer, og driv ein generator som genererer elektrisitet.

Korleis kan vind produsere elektrisk energi? Video: Energisenteret, Hallvard A. Ulsund, Stian Nilssen / CC BY-SA 4.0

Vind

Vind er luft i rørsle. Sola varmar opp lufta ved bakken, og varm luft stig opp. Dette skaper trykkforskjellar. Det blir lågt trykk ved bakken og høgt trykk lenger oppe. Desse trykkforskjellane blir jamna ut ved at luftmassar sirkulerer frå høgtrykk til lågtrykk. Dette er vind. Vinden er sterkare høgare opp frå bakken, og derfor ønskjer vi å plassere vindturbinane høgt.

Elektrisitet frå vind

Vind er dessverre ikkje ei konstant ressurskjelde, noko som betyr at straumproduksjonen varierer etter kor mykje og kor ofte det blæs. Vindkraft utgjorde 7,5 prosent av elektrisitetsproduksjonen i Noreg i 2021 (Statistisk sentralbyrå, 2022, s. 116) og 6,6 prosent på verdsbasis (Ember).

Korleis verkar ein vindturbin?

Ein vindturbin med maskinhus og tre rotorblad sett nedanfrå mot ein bakgrunn av blå himmel og drivande skyer. Foto. — Korleis verkar eigentleg ein vindturbin? Bilete: Bjarne Nygård / CC BY-NC-SA 4.0

Hovudoppgåva til ein vindturbin er å gjere rørsleenergien i vinden om til elektrisk energi. Ein vindturbin består av tårn, blad, maskinhus med generator (nacelle), gir og kontrollsystem.

Vinden får blada til å rotere, og turbinen går rundt. I fysikken seier ein då at vinden verkar med ei kraft på vindturbinen og utfører eit arbeid. Då blir det overført energi.

Når turbinen roterer, roterer også drivakselen, som er kopla til generatoren og girkassa. Generatoren gjer rørsleenergien i denne rotasjonsrørsla om til elektrisk energi. Gira gjer at den langsame rotasjonsfarten til drivakselen blir raskare og meir eigna til å generere straum i generatoren. Nokre generatorar er bygde slik at dei ikkje treng gir.

Den genererte elektrisiteten blir transportert i leidningar ned gjennom tårnet til vindturbinen, transformert til høg spenning og send ut på nettet og vidare ut til bustader og næringsbygg.

Her kan du sjå korleis studentar ved NTNU testar modellar av vindturbinar i ein vindtunnel. Video: Ung Energi / CC BY-NC-SA 4.0

Vindfarten varierer

På maskinhuset har vindturbinen ein vindmålar som måler farten og retninga til vinden. Energiomdanninga startar når vindfarten er 3 m/s, og då dreier maskinhuset seg til rotoren blir ståande mot vinden. Maksimal produksjon oppnår ein når vinden er ca. 13 m/s. Sjølv om vindfarten aukar meir enn dette, vil ikkje effekten auke. Dette er for å unngå unødvendige påkjenningar og slitasje på vindturbinen. Produksjonen vil dessutan stanse viss vinden er over 25 m/s, for å unngå skade. Det svarer til full storm, og så høg vindfart er det sjeldan.

Det finst ulike klassar av vindturbinar etter som dei er designa for låg, middels eller høg vindfart. Ofte vel ein den turbinen som er mest økonomisk lønnsam for den staden der turbinen skal plasserast.

Produksjon av elektrisitet

Hovudbruksområdet for vindkraft er produksjon av elektrisitet. Vindkraftverk er tilkopla kraftnettet, som alle andre kraftverk, og inngår i eit kraftsystem som i fellesskap står for produksjonen av elektrisitet til forbrukarane.

Kjelder

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/