Dette er ScanWinds vindturbiner på Hundhammerfjellet i Nord-Trøndelag.

Store - eller små vindturbiner?

  • nettarkiv

Lenge syntes vi vindkraft var for dyrt, men nå er ikke dette lenger tilfelle. I energimeldingen fra Olje- og energidepartementet fra 1998 ble prisen angitt til 25-35 øre pr. kWh. Man regnet i tillegg med at den ville falle med ca. 20 prosent i løpet av 10 år. Dette er basert på den såkalte lærekurve-effekten, som det er et godt empirisk grunnlag for, også innen vindteknologi. Prisen er basert på 7 prosent p.a. realrente og 20 års levetid. Det betyr at vindkraft i dag er salgbar, selv om staten belegger den med en god del avgifter.

Ligger etter teknologisk

I verden forøvrig har det i flere tiår vært en akselererende utbygging av vindkraft. Derfor ligger vi langt etter de ledende miljøer teknologisk. Vi bør følgelig snarest komme i gang med en bred kompetanseoppbygging.

I dag kan man kjøpe ferdige vindparker fra utenlandske leverandører, men vi trenger uansett egen kompetanse for å velge beliggenhet og tilknytning til elektrisitetsnettet samt for å vurdere tilbud med ulike tekniske løsninger. Og norske forhold med mer plass, svakere infrastruktur og sterkere vind tilsier også at det vil lønne seg å finne frem til stedstilpassede løsninger. Derfor er det prisverdig at det norsk-svenske firmaet ScanWind utvikler egne vindturbiner, og at forskningsinstitutter og læresteder følger opp med forskning og utvikling på området.

Stor eller liten

Utviklingen internasjonalt de siste årene har gått mot større og større vindturbiner. For få år siden var en typisk installert effekt på 50 KW pr. turbin, mens for eksempel Statkraft i 2001-2002 installerte 20 turbiner på Smøla, hver på 2 MW.

Det er nærliggende å tro at utviklingen mot større enheter vil fortsette, men helt grunnleggende betraktninger viser at viktige kostnadselementer kommer negativt ut ved økende størrelse.

Større vindturbiner fanger opp mer vind, proporsjonalt med arealet på rotoren, noe som innebærer at det er en 2. potens sammenheng mellom effekten og turbinens lengdeskala. En tilleggsgevinst er at vindhastigheten øker med høyden over bakken. I en utvidet utgave av artikkelen på nettsidene www.tu.no viser vi hvordan den totale ytelsen kan antas å vokse som skalastørrelsen i 2,43 potens.

Men hvis man øker dimensjonene i en konstruksjon ved å skalere opp med samme faktor i alle retninger, så øker materialbehovet med volumet, altså som skalafaktoren i 3. potens. Dermed vil vekten øke raskere enn effekten, etter hvert som vi gjør vindturbinene større.

Nettartikkelen viser videre hvorfor det er riktig å øke alle dimensjoner i samme forhold. Da endres ikke konstruksjonens statiske styrkereserver fordi man får de samme relative deformasjoner og det samme forhold mellom egensvingeperioder og rotorens periode. Belastningene på grunn av egenvekter vil imidlertid øke raskere enn konstruksjonens styrke.

Vanskelige valg

Man kan også merke seg at arealbehovet for å oppnå en gitt effekt fra en vindpark, er nesten uavhengig av størrelsen på turbinene. Dette kommer av kravet om at vindturbinene ikke skal skjerme for hverandre, slik at enhetene må plasseres i en innbyrdes avstand som er proporsjonal med størrelsen på konstruksjonene. En utbygger som sitter med et gitt areal til vindkraftutbygging, kan derfor velge mellom å bruke få og store, eller mange og små vindturbiner. Han får bare litt høyere energiproduksjon ved å bruke store turbiner, fordi vindhastigheten jo øker med høyden over bakken.

Det er mange andre faktorer enn de som er nevnt her, som vil være med på å bestemme totalkostnaden ved vindkraftutbygging. Men vi tviler på om landbaserte enheter bør bli særlig mye større enn dagens største. Hvis derimot vindturbinene plasseres offshore, vil både transport, drift, vedlikehold og tilknytningen til el-nettet slå vesentlig gunstigere ut for store enheter enn for små.

For en mer inngående gjennomgang av størrelsesbetraktningene rundt vindkraftkonstruksjoner vises det til den fullstendige artikkelen på nettsiden www.tu.no.