Her lager de vindturbiner på samme måte som doruller: Kan bli større og billigere

Amerikanske Keystone Tower System fra Denver i Colorado ruller stålplater sammen i en spiral, inspirert fra papprør, som vi finner i kjernen av kjøkkenruller og doruller. Selskapet har nå fått fem millioner dollar (52 millioner kroner) i støtte fra det amerikanske energidepartementet. Støtten går til å produsere et tårn som rager 160 meter over bakken, og så sette sammen en fullverdig vindturbin.

Bak støtten ligger et ønske om å kunne bygge høyere tårn og samtidig løse transportproblemene. Det amerikanske instituttet NREL (National Renewable Energy Laboratory) har tall som viser at gjennomsnittlig vindhastighet øker med 0,5 m/s når høyden over bakken øker fra 80 til 110 meter. Fra 80 til 160 meter gir 1,5 m/s økt vindhastighet. Økt høyde gir også muligheten for å montere større blader på turbinen, som dermed kan høste vindkraft fra et større areal.

Fra 2,7 til 4,3 TWh i samme vindpark

Strømproduksjonen øker kraftig med denne tilsynelatende svake økningen i vindhastighet. I konsesjonssøknaden for Storheia vindpark viste Statkraft til beregninger fra NVE som sa at mildere vindhastighet var 8,6 m/s 80 meter over bakken. Turbinene rager 87 meter over bakken. Om vi leker litt med tallene og overfører de amerikanske beregningene til Fosen gir det 10,1 m/s med 160 meter høye tårn, det vil øke produksjonen med en faktor 1,6.

Storheia produserte i fjor 1 TWh, med høyere tårn kunne det vært 1,6, uten å endre hverken turbin eller størrelsen på rotorbladene. For hele Fosen vind ville årsproduksjonen økt fra 2,7 TWh til 4,32 TWh med dobbelt så høye tårn.

Så høye tårn er svært vanskelig med dagen produksjonsløsning. Stålrør produseres på fabrikk, og fraktes med spesialtransport til vindparken der rørstykkene sveises sammen.

Utfordringer med transport

Bruer, tunneler, svingradier og veibredde begrenser effektivt hvor stor diameter og lengde rørstykkene kan ha. Amerikanske regler sier at rørene maksimalt kan ha en diameter på 4.3 meter.

Etter norske regler er maksimalt tillatt frihøyde 4,5 meter, dette er regulert i Forskrift om bruk av kjøretøy. Men stort sett alt av vindmølletransport faller utenfor denne forskriften, og må behandles individuelt for hver enkelt vindpark. Da er det de lokale forholdene som bestemmer hva de kommer frem med av dimensjoner.

– Vi bestreber at disse transportene skal kjøre kortest mulig strekning på offentlig veg og det medfører at det fra tid til annen blir bygd egne brygger nær vindmølleparkene som veldig ofte er lagt slik at de ikke får problemer med tunneler eller bruer over veg. Da står de veldig fritt med tanke på dimensjoner, skriver pressevakten i Vegdirektoratet i en e-post.

Fjerner begrensninger

Keystone kan produsere med opp til 7 meter diameter og tårnene blir produsert der vindparken skal bygges. Transporten inn begrenser seg da til stålplater. Disse sveises sammen til lange bånd. Fra disse båndene rulles tårnet ut i en spiral. Spiralsveising er ikke nytt, det brukes til å lage både pæler og stålpiper.

Keystone Tower System har utviklet metoden videre, og fått en rekke patenter. De skal kunne produsere 180 meter høye tårn med opp til 7 meter diameter. Siden det kun er behov for kun én maskin i den midlertidige fabrikken som føres opp i vindparken skal prisen for et slikt tårn kun være 1/10-del av prisen for et tradisjonelt ståltårn, skriver Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, et organ under det amerikanske energidepartementet. De skal også være raskere å produsere enn tradisjonelle tårn. Animasjonen under viser prosessen til Keystone Tower System.

Vanlige vindturbiner i kommersiell drift er ikke høyer enn 160 meter, de fleste er betydelig lavere. Tårnene i Fosen-området der det nå er strid mellom samer og regjeringen er alle 87 meter høye.

Høye tårn er dyre

Tyske VDI Nachrichten skriver at kostnadene til tårn øker overproporsjonalt med høyden. Mens et tårn på 80 meter krever 10.3 prosent av totale bygge- og investeringskostnader dobles dette til 20 prosent om tåren er 110 meter høyt. Et tårn på 150 meter krever 29 prosent av kostnadene. Disse tallene er eksklusive transportkostnader, som øker voldsomt med økende høyde.

I dag lages tårn gjerne av stål, da enten som sammensveising av prefabrikkerte rørelementer eller som fagverkskonstruksjon, gjerne for mindre tårn. Betong, glassfiber eller hybride konstruksjoner med flere materialer brukes også. Danske Vestas har eksperimentert med tårn i limtre, i samarbeid med Moelven, som nå er ute av samarbeidet.