Multirotor vindmøller

Med flere rotorer øker strømproduksjonen fra vindturbiner, viser modellering

Danske og britiske forskere har modellert fluiddynamikken ved multirotor-vindturbiner og hvordan disse interagerer i vindparker. Resultatet viser klare fordeler med en møllemodell med fire rotorer.

I perioden april 2016 til desember 2018 testet Vestas en multirotor-modell på DTU Winds testområde på Risø.
I perioden april 2016 til desember 2018 testet Vestas en multirotor-modell på DTU Winds testområde på Risø. (Foto: DTU Risø)

Danske og britiske forskere har modellert fluiddynamikken ved multirotor-vindturbiner og hvordan disse interagerer i vindparker. Resultatet viser klare fordeler med en møllemodell med fire rotorer.

  • Vindkraft

En såkalt multirotor-vindmølle med flere sett vinger på ett fundament, gir en rekke fordeler: De skaper mindre turbulens, er billigere å bygge og produserer mer strøm enn en vindmølle med én stor rotor.

Det viser en rekke nye modelleringer av fluiddynamikken ved multirotor-vindmøller som forskere fra Aarhus Universitet og Durham University i Storbritannia har gjennomført via høyoppløselige numeriske simuleringer.

«I studien fant vi ut at virvler og strømninger i kjølvannet til turbinene gjenopprettes mye raskere ved multirotorturbiner. Det innebærer at en annen mølle nedstrøms produserer mer energi og utsettes for mindre belastning, fordi turbulensen er tilsvarende mindre», sier adjunkt og ekspert på flowfysikk og turbulens Mahdi Abkar ved Institut for Ingeniørvidenskab på Aarhus Universitet i en pressemelding fra Aarhus Universitet.

Les også

Bekrefter Vestas' målinger

Dermed bekrefter de nye simuleringene resultatene fra Vestas’ multirotor-forsøksmølle, som var satt opp på Risø. Der viste målinger at strømproduksjonen ble forbedret med cirka 1,5 prosent når alle fire rotorene kjører samtidig, i stedet for om de hadde blitt kjørt som separate vindmøller.

Ifølge adjunkt Mahdi Abkar fra Aarhus Universitet koster en vindmølle med fire rotorer omkring 15 prosent mindre å bygge enn en mølle med én rotor, selv om vingene totalt dekker det samme arealet.

Samtidig er konstruksjonen med 4 rotorer vesentlig lettere, og dermed enklere å transportere. Og hvis en av rotorene slutter å fungere, produserer resten av møllen fremdeles energi i motsetning til ordinære vindmøller. Og i tillegg til dette har man funnet ut at individuelle multirotor-møller faktisk produserer cirka to prosent mer energi enn enkeltrotor-møller.

Fire rotorer er optimalt

«Man kan alltids øke energiutbyttet ved å øke diameteren på møllevingene, men det finnes noen store strukturelle utfordringer ved å bygge disse enorme, massive konstruksjonene når diameteren overstiger 150 meter. Det er økte krav til materialene, transporten av strukturene er vanskelig og dyr, og det blir dyrere å vedlikeholde vindmøllene», forklarer Mahdi Abkar.

Han legger til at man har undersøkt flere forskjellige geometrier og dynamikker ved multirotor-møller og funnet ut at den optimale konstruksjonen er en mølle med fire rotorer, hvor disse sitter så langt fra hverandre som mulig og dermed gir mindre nedstrøms turbulens, og dermed en raskere stabilisering av luftstrømningen bak møllene.

Forskernes resultater er beskrevet i en vitenskapelig artikkel i Psysics of Fluid.

Denne artikkelen ble først publisert av danske Ingeniøren.

Les også

Kommentarer (32)

Kommentarer (32)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå