Den norske vindturbinprodusenten, ScanWind, leverer vindturbiner på 3 MW, noe som for få år siden fremdeles bare var på forsøksstadiet. Disse vindturbinene har 70-80 meter høye tårn og en rotordiameter på 90 meter. Gjennomsnittlig størrelse på installerte aggregater i verden i fjor, var 1,3 MW. Foreløpig finnes det under 10 forsøksaggregater på 4,5 - 5 MW. ScanWind har imidlertid planer om bygging av en vindturbin på 5 MW om kort tid. Da vil tårnet bli på 75 meter og rotoren 105 meter diameter.

Horisontalakslede vindturbiner er i dag det mest vanlige. De består av tårn, maskinhus (nacelle) og vinger. Maskinhuset kan vris etter vindens retning, enten ved hjelp av elektriske motorer eller ved hjelp av vinden. Vingene på en vindturbin er utformet aerodynamisk, slik at de utnytter løftkraften som oppstår når luften stryker over vingeprofilen. Det oppstår et undertrykk på den ene siden, og et overtrykk på den andre.

Effektredusering

Når vindhastigheten kommer over 12-15 m/s er effekten høyere enn det generatoren normalt er konstruert for å ta i mot. Vindturbinen har da et system for å redusere effekten som rotoren genererer. Ett eksempel er stall regulering. Dette systemet utnytter aerodynamikken til vingen slik at løftet avtar og effekten reduseres av seg selv ved høye angrepsvinkler. Ett annet system er pitch regulering, som har vridbare vinger.

Generatorene i vindturbiner er forskjellig fra andre generatorer som er tilkoblet strømnettet. En av grunnene er at denne generatortypen er tilpasset en effektkilde, vindturbinens rotor, som leverer varierende mekanisk effekt. Vindturbiner kan bygges med enten synkrone eller asynkrone generatorer og med forskjellige former for direkte og indirekte nettilslutning.

Med eller uten gir?
Det finnes vindturbiner med og uten gir, og de lærde strides om hva som er best. Giret monteres for å oppnå høyere turtall på generatoren enn det vindturbinen roterer med, men krever stort vedlikehold.

– Gir mellom turbin og generator representerer den komponenten som oftest fører til havari på vindturbiner. Dessuten blir belastningen på giret større dess større aggregatene er i effekt, forteller administrerende direktør Torolf Pettersen i ScanWind. Produsenten tilbyr ett aggregat uten gir, og ett med. Disse to aggregatene kommer ut med samme kostnad totalt sett. Det direktedrevne aggregatet krever minimalt med vedlikehold, mens giraggregatet krever årlig vedlikehold, skifte av olje og systematisk inspeksjon.

Hva skjer når vinden blir for sterk?

Vindturbinene stopper ved høy vind. Det typiske er at de stopper ved 25 m/s, mens andre produserer ned og stopper ved 30 m/s. Når vindhastigheten øker, øker produksjonen opp til 10/15 m/s. Over dette nivået er produksjonen konstant, men den mekaniske belastningen øker. Når vindturbinen stoppes, reduseres den mekaniske belastningen. Årsaken til dette er at når turbinen roterer, virker de tre bladene som en vegg, mens når den står stille virker turbinen mer som et stort tårn i forhold til vinden.

Kilder: Windpower.org, NVE