Midtfjellet vindpark i Fitjar av /NTB Scanpix. Begrenset gjenbruk

vindkraftverk

Skisse av vindkraftstasjon. Til venstre: Trebladet, hurtigløpende turbin av propelltypen. Til høyre: Darrieus-rotoren, som brukes for turbiner med vertikal aksling.

Av /Store norske leksikon ※.

Nygårdsfjell vindmøllepark, trinn 1, eies av Nordkraft Vind AS.

.
Lisens: Begrenset gjenbruk

Vindkraftverk er et kraftverk som kan omforme vindenergi til elektrisk energi. Et vindkraftverk kalles også vindkraftstasjon, og mer upresist også vindmølle. Dersom flere vindturbiner tilhører samme installasjon, kaller vi det gjerne vindkraftpark.

Faktaboks

også kjent som:
vindkraftstasjon
ofte upresist kalt vindmølle

Konstruksjon og ytelse

Et vindkraftverk består av en vindturbin med som oftest tre turbinblader (vinger) på horisontal aksel plassert i et maskinhus på toppen av et tårn. Maskinhuset vris, enten ved hjelp av elektriske motorer eller ved hjelp av vinden, slik at turbinbladene roterer i et plan loddrett på vindretningen. Vindturbinen kan også ha vertikal aksel opp fra maskinhuset som kan være fundamentert på bakken.

Hovedkomponentene i maskinhuset er gir (men det finnes også turbinløsninger uten gir), generator, brems, dreiemotor (for turbiner med horisontal aksel) og kontrollsystem. Den elektriske energien blir transformert opp fra generatorspenning, og føres ofte inn på det lokale fordelingsnettet.

De største kommersielt tilgjengelige vindturbinene er i dag (2017) på seks megawatt (MW), men det arbeides med utvikling av turbiner opp mot ti MW. Et vindkraftverk med en turbin på 3MW kan typisk ha en tårnhøyde på 90 meter og en rotordiameter på mellom 90 og 100 meter. Den energien som kan fanges opp av bladene på en vindturbin begrenses til maksimalt 59 prosent (i henhold til Betz' lov) av den energimengden som passerer det sveipede arealet. I praksis regnes det med cirka 40 prosent.

Et vindkraftverk vil gi om lag 1000 kilowatt-timer (kWh)/år per m² sveipet areal, noe avhengig av turbinens størrelse og mye avhengig av vindforholdene. En tre MW vindkraftturbin vil typisk gi cirka åtte millioner kWh per år.

Et vindkraftverk har naturlig nok en mye lavere brukstid enn et vannkraftverk. Vinden kan kun utnyttes når den er der, mens et vannkraftverk har en jevnere strøm av råvaren, den potensielle energien, gjerne i form av vannmagasiner. Brukstiden uttrykkes i kapasitetsfaktoren, som for vindkraft ligger på omkring 28–30 prosent.

Utbygging

Elektrisitetsproduksjonen i vindkraftverk varierer med vindhastigheten, og man har dermed begrensede muligheter til å regulere produksjonen. Vindkraftverk kan derfor ikke stå for den eneste forsyningen til vanlige abonnenter, men er avhengig av å inngå i et større kraftforsyningssystem som til enhver tid kan momentantilpasse produksjonen til forbruket, uavhengig av om det blåser eller ikke.

Å utnytte vindenergien gir vanligvis høyere utbyggingskostnader per kWh enn det som er vanlig ved for eksempel utbygging av vannkraft. Dette har sammenheng med at vindenergien er spredt over store arealer, til forskjell fra vannfallsenergien, der naturen selv samler og konsentrerer vann i sjøer og vassdrag. Enhetskostnadene (øre/kWh) er i stor grad avhengig av vindforholdene på stedet og i mindre grad av andre naturgitte forhold.

På områder i Norge hvor vindforholdene er gode, vil samlede produksjonskostnader kunne ligge på rundt 50 øre/kWh. I 1980 var tilsvarende kostnad to kroner per kWh.

Utbygging skjer i mange land til tross for at kostnaden for kraft fra slike stasjoner er høyere enn fra konvensjonelle kraftstasjoner. Bygging av vindkraftverk støttes økonomisk på ulike måter, enten for å øke andelen fornybar energi i forsyningssystemet, eller for at landene skal bli mindre avhengig av import av energi, særlig av fossilt brennstoff.

Miljø

Fordelen med vindkraft er at den er fornybar og ikke gir utslipp til miljøet. Vindkraftverk er likevel ikke helt uten miljømessige ulemper. De skaper støy, gir visuell forurensning, kan forstyrre radarsignaler, og kan drepe eller skade fugl. Store arealer båndlegges, men samtidig kan mesteparten utnyttes til jordbruk, beitemark og lignende.

Det har de siste årene vært en økt interesse for vindturbiner offshore, såkalte havvindturbiner. Utenfor synsvidde fra land unngår man ulemper med inngrep i natur- og friluftsområder, støy og visuell forurensning, og dessuten er vindforholdene mer gunstig for kraftproduksjon til havs enn på land. Samtidig er det andre hensyn man må ta til havs når det gjelder for eksempel fiske, sjøsikkerhet og trekkruter for fugler.

Det er utviklet offshore vindturbiner for fast forankring i bunnen, men også varianter med flytende understell av betong. Ifølge en studie foretatt av Enova kan vindkraft til havs i norsk økonomisk sone alene ha et potensial på hele 14 000 terrawatt-timer (TWh).

Norge

Nygårdsfjell vindpark, trinn 1, tilhørende Nordkraft Vind AS, Narvik. Generatoren står på en 80 m høy søyle. Rotorene heises opp av en kran som løfter over 90 meter.

Montasje av vindmøllepark
Av /Infoto.
Lisens: Begrenset gjenbruk

Hvor mye vindkraft som kan bygges ut, avhenger av prisutviklingen på strøm, statlige støttebevilgninger, befolkningens holdning til vindkraft med mer. En undersøkelse presentert av Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) i 2009 angir at det nyttbare vindkraftpotensialet i Norge kan ligge på mellom 400 og 1800 TWh/år, avhengig av hvilke forutsetninger som legges til grunn. Men i tillegg til dette vil det kunne komme store vindkraftprosjekter offshore.

Hvor stor del av det påviste potensialet for vindkraft som i praksis kan bygges ut, er vanskelig å anslå. Miljøkonfliktene er mange, og med dagens kraftpriser og utbyggingskostnader er det lite trolig at vindkraft vil bli bygd ut i stor skala uten at det utvikles rammebetingelser som gjør slik virksomhet lønnsom. I dag støttes vindkraftutbyggingen gjennom en ordning med elsertifikater. En omfattende vindkraftutbygging vil også kreve betydelige investeringer i kraftoverføringsnettet.

Norges første vindturbin beregnet på produksjon av elektrisk energi var Dahles Vindkraftverk på Andøya. Kraftverket ble satt i drift i 1916 og leverte strøm til 16 abonnenter.

Moderne utnyttelse av vindenergi startet i 1983 som et forsknings- og forsøksprogram, og i 1986 kom det første vindkraftverket (55 kW) i drift på Titran i Sør-Trøndelag. Smøla Vindpark er på 150 MW og stod ferdig i 2002. Roan vindpark sto ferdig i 2019 med installert effekt på 255,6 MW fra 71 vindturbiner. På Bjerkreim og Fosen er det planlagt utbygget fem TWh. Fosen Vind-utbyggingen, som skal stå ferdig i 2020, får alene en installasjon på 1000 MW og en forventet årlig produksjon på 3,4 TWh. Tellenes Vindpark i Sokndal og Lund kommuner, Rogaland, består av 50 vindturbiner med en installert effekt på 160 MW og sto ferdig i september 2017. Det er estimert at vindkraftparken vil gi en årlig kraftproduksjon på cirka 520 gigawatt-timer (GWh), tilsvarende strømforbruket til om lag 25 000 eneboliger.

Utbygd vindkraft i Norge

Det er gitt godkjenning til bygging av cirka 6500 MW vindkraft i Norge med en forventet årsproduksjon på rundt 18 TWh. Tabellen nedenfor gir noen nøkkeltall for norsk vindkraftproduksjon.

Nøkkeltall for vindkraft
2017
Samlet installert ytelse [MW] 1188
Antall vindturbiner 468
Årsproduksjon [GWh] 2849
Andel av Norges elproduksjon [%] 1,9

Verden

Utviklingen av moderne vindturbiner startet etter oljekrisen på 1970-tallet. I hovedsak skjedde denne utviklingen i Europa, og i særlig grad har Danmark, og senere Tyskland, spilt en viktig rolle.

I dag er vindkraft tatt i bruk i mer enn 80 land, og utbyggingen har skjedd i et høyt tempo. Mellom 2001 og 2010 økte verdens produksjonskapasitet for vindkraft med 26 prosent per år, men mellom 2013 og og 2018 var årlig vekst redusert til 13 prosent. Samlet installert ytelse var ultimo 2018 kommet opp i 568 GW. Kina har nå (2018) overtatt rollen som den store vindkraftnasjonen med en andel av verdens installerte ytelse på 36 prosent (se tabellen nedenfor).

Installert vindkraftkapasitet globalt (landbasert)

GW %
Kina 208,6 36,7
USA 96,635 17,0
Tyskland 53,18 9,4
India 35,129 6,2
Spania 23,5 4,1
Frankrike 15,307 2,7
Brasil 14,707 2,6
Canada 12,816 2,3
Storbritannia 13,001 2,3
Italia 10,1 1,8
Sverige 7,216 1,3
Danmark 5,8 1,0
Resten av verden 72,418 12,7
Totalt 568,409 100,0

Installert vindkraftkapasitet globalt, offshore

GW %
Storbritannia 7,963 34,4
Tyskland 6,38 27,6
Kina 4,588 19,8
Danmark 1,329 5,7
Resten av verden 2,88 12,45
Totalt 23,14 100,0

Kilde: Global Wind Energy Council 2018

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg