Vindkraft
Wikipedia
Vindkraft är energi som utvinns ur vinden. Vindkraft har utnyttjats i århundraden till väderkvarnar och segelfartyg, men det är först under slutet av 1900-talet som den har fått betydelse för elproduktion. Vindkraften är en ren och förnybar energikälla.
Globalt sett är elproduktionen med vindkraft marginell, men i enskilda länder har den större betydelse. I Danmark kommer till exempel 23 % av all el från vindkraft. Till andra stora vindkraftländer hör Spanien, Tyskland, USA och Indien. Prognoserna pekar på en snabb ökning under ett antal år framåt. Orsaken till detta är dels förbättrad teknologi med större vindkraftverk och allmänt högre energipriser.
Innehåll[göm] |
[redigera] Vindenergi
Uppskattningsvis 1 till 3 % av energin från solen som tillförs jorden omvandlas till vindenergi. Detta är omkring 50 till 100 gånger mer än vad som via fotosyntes omvandlas till biomassa av alla växter på jorden. Det mesta av vindenergin finns på hög höjd där kontinuerliga vindhastigheter på 160 km/h förekommer. Till slut omvandlas energin via friktion till diffusionsvärme längs hela jordytan och i atmosfären.
Uppkomsten av vind kan förklaras på ett enkelt sätt. Jorden värms upp ojämnt av solen, vilket innebär att polarregionerna tar emot betydligt mindre energi än vad områdena kring ekvatorn gör. Land värms också upp fortare (och kyls ner snabbare) än vad havet gör. Skillnaden i temperaturer ger en global atmosfärisk konvektion som sträcker sig mellan jordytan och stratosfären.
Årstiderna, dag och natt, corioliseffekten, det oregelbundna albedot hos land och hav, fuktighet och vindens olika friktion mot olika typer av terräng är några av faktorerna som komplicerar vindflödet över jordytan.
Kall luft ger mer energi vid samma vindhastighet eftersom kall luft väger mer. Åtminstone i delar av Sveriges inland gynnas vindkraften av att det blåser mest under hösten och delar av vintern då ju elpriserna ett normalår är högre än mitt i sommaren.
[redigera] Turbinplacering
Den undre gränsen för för vilken genomsnittlig vindhastighet som ger komersiellt lönsam elproduktion med vindkraft varierar med elpriset och en mängd andra faktorer. Minimigränsen torde i Sverige ligga någonstans kring 7 meter/sekund. I till ex Tyskland, där staten garanterat ett högre elpris (cirka 80 öre/kWh) vid leverans från vindkraftverk till elnätet, finns en mängd vindkraftverk även i områden med betydligt lägre genomsnittlig vindhastighet.
Naturligtvis spelar meteorologin en stor roll för placeringen av vindkraftsparker, dock har den stora noggrannhetsbegränsningar. Meteorologiska vinddata är ofta inte tillräckligt för att avgöra om en plats är lämplig för ett stort vindkraftsprojekt. En ideal placering skulle ha ett nästan konstant flöde av icke-turbulent vind genom hela året och inte få alltför många plötsliga och kraftiga vindbyar.
Vindhastigheten är högre på högre höjder eftersom motståndet från ytan och luftens viskositet minskar. Ökningen i hastighet är mest dramatisk närmast ytan och påverkas av topografin, ojämnheter i jordytan och uppvindshinder såsom träd eller byggnader.
Vindkraftsparker har ofta många turbiner installerade. Eftersom varje turbin utvinner lite av energin från vinden är det viktigt att placera turbinerna på ett avstånd ifrån varandra som inte ger onödiga energiförluster. Turbiner bör placeras med ett avstånd på tre till fem rotordiametrar från varandra vinkelrätt mot vinden och fem till tio rotordiametrar ifrån varandra i vindriktningen. Förlusterna kan genom denna placering minskas till så lite som 2 %.
[redigera] PÃ¥ land
På land placeras vindkraftverk ofta längs kusten, då det i allmänhet blåser mer där än i inlandet. En primär vindkälla är konvektionen som orsakas av skillnaden i temperatur mellan hav och land. Inåt landet placeras kraftverken istället ofta längs bergskedjor eller bergspass. Höjdskillnaderna gör att vindhastigheterna oftast är högre i de här områdena.
Den lokala vinden bevakas ofta i mer än ett år med anemometrar och detaljerade vindkartor sätts samman innan några verk installeras. För mindre installationer, där sådan datainsamling är för dyr och tidskrävande, tittar man istället på träd och vegetation som är deformerade av vinden. Ett annat sätt är att använda historiska data från en meteorologisk station i närheten, men dessa metoder är mindre pålitliga. Vanliga vindkartor har traditionellt visat vinden på en lägre höjd än höjden på tornet i ett vindkraftverk och värderna har oftast inte varit justerade för den lokala topografin.
Placeringen av vindkraftsparker kan ofta vara kontroversiella, särskilt i kustområden som ses som pittoreska och miljömässigt känsliga, till exempel om de har ett rikt fågelliv. Boende i närheten av potentiella byggnadställen har ofta varit stark kritiska och några byggnationer har stoppats. Ofta avtar kritiken dock när kraftverken väl är byggda.
[redigera] Till havs
Vindkraftverk till havs orsakar mindre estetiska kontroverser eftersom de inte ses från land i samma utsträckning som landbaserade. Läggs de tillräckligt långt ut försvinner de helt under horisonten. Eftersom det är färre hinder och starkare vind behöver dessa turbiner inte byggas lika högt upp i luften. Dock är turbiner till havs mer svårtillgängliga och förhållandena till havs tuffa. Abrasion och korrosion förekommer, vilket ökar drifts- och underhållskostnaderna.
I områden med utsträckta kontinentalplattor och sandbankar (som Danmark) är turbiner till havs ganska lätta att installera och underhålla. De största vindkraftverken till havs är sju stycken med en effekt på 3,6 MW utanför Irlands östra kust, cirka 60 km söder om Dublin. Den största vindkraftsparken är Nysted Offshore Wind Farm belägen 10 km söder om Nysted och 13 km väst om Gedser. Hela parken kan ge en effekt på 165,6 MW.
Alla vindkraftverk till havs är inte helt okontroversiella, till exempel den föreslagna parken på Lillgrund i Öresund och Cape Wind i USA.
[redigera] Elnät
För att kunna dra nytta av energin från ett vindkraftverk med maxeffekt på hundratals kilowatt måste det finnas möjlighet att ansluta vindkraftverket till ett högspänningsnät med minst 10 kV (kilovolt) och tillräcklig kapacitet. Större utbyggnader av vindkraft med flera vindkraftverk kräver normalt någon form av lokal förstärkning av högspänningsnätet. Vindkraftparker kräver anslutning till ett regionnät med ännu högre spänning, till exempel 70 kV eller 130 kV. De allra största måste kunna anslutas det så kallade stamnätet för att klara maximal effekt. Ett stort företag har framfört att de vill ha en högspänningskabel i Bottenviken från Piteå till norra Uppland för att föra över vindkraft från vindkraftparker i övre Norrland.
Genom att ansluta till ett större elnät finns möjligheten att balansera de stora variationerna i produktion och konsumtion av el och hålla en stabil spänning och frekvens (50 Hz) till förbrukarna. I de nordiska länder finns en elkraftbörs Nord Pool där elhandlarna säljer och köper rätten till elleveranser.
[redigera] Vindkraft i Sverige
I november 2006 fanns cirka 750 installerade vindkraftverk i Sverige med en total installerad effekt på cirka 500 MW, vilket motsvarar cirka en halv kärnkraftreaktor eller ett större vattenkraftverk. Totalt levererades knappt 1 TWh el från svensk vindkraft under år 2006. Opinionsundersökningar har visat att svenskarna är mer positiva i norra Sverige än i södra. I mellersta och norra Sverige finns stora höglänta områden som idag används för till ex. skogsbruk där vindkraftverk kan placeras mer än 700 meter från närmaste åretruntboende och som inte är riksintressen för naturvård eller liknande. Stora vattenmagasin underlättar också användadet av vindkraft. Energi från vindkraft förväntas flerdubblas både från havs- och landbaserad vindkraft. I september 2006 beslutade regeringen att anläggningar under 25 MW på samma plats inte behöver prövas enligt miljöbalken. Tidigare var gränsen 1 MW.
[redigera] Se även
[redigera] Externa länkar
- Wikimedia Commons har media som rör Vindkraft
- The World Wind Energy Association WWEA
- SVIF - Svensk vindkraftförening
- Vindforsk
- Läs om Vindkraft på Miljöportalen
- Driftstatistik för många av Sveriges vindkraftverk
- Energimyndigheten