16x9

Vindmøller til havs snurrer nærmest konstant, men når stormen rammer, står de bomstille

I samarbejde med Ørsted

Man skulle umiddelbart tro, at en hård kuling eller heftig storm satte skub i strømproduktionen. Sådan er det bare ikke.

Når du tænder for elkedlen, vasker tøj, streamer Netflix eller blot tænder lyset på badeværelset om morgenen, er chancen for, at strømmen kommer direkte fra en vindmølle, rigtig store.

Vindenergi dækkede sidste år hele 43 procent af danskernes elforbrug, oplyser Danmarks Vindmølleforening.

Det begyndte allerede med oliekrisen i 1973, hvor politikere kiggede sig om efter nye energikilder. Her kom vindenergi for alvor på tale, og oliekrisen blev således springbræt til, at den berømte og berygtede Tvind-mølle stod færdig fem år senere.

Siden dengang er der kun kommet flere rotationer i propellerne. Ifølge Danmarks Vindmølleforening står der 6210 vindmøller til lands og til vands, og de aktive møller på havet snurrer 98 procent af tiden, oplyser Ørsted.

Men når stormen rusker i træer og flår tagsten af bygninger, står de strømforsynende mastodonter stille som statuer.

De stopper simpelthen.

Man kunne tro, at en vindmølle lavede mere strøm, i takt med hvor meget det blæste.

Sådan er logikken ikke.

Gør det grønt

Denne artikel er en del af artikelserien 'Gør det grønt', der præsenteres i samarbejde med Ørsted. I artikelserien fokuserer vi på grøn energi, og hvordan vi sammen kan løse de klimaudfordringer, vi står overfor.

Vi taler med vejr- og klimaeksperter, som har fingeren på pulsen, og vi kigger på de konkrete løsninger, der kan hjælpe med at redde vores planet.

Danske vindmøller skaber mest strøm ved en vindhastighed på omkring 12 meter per sekund.

Når vinden overstiger 12 meter per sekund – som svarer til 43 kilometer i timen – vil møllen ikke lave mere strøm. Computeren i vindmøllen vil derimod sikre, at produktionen af el er konstant.

Og når vinden bliver kraftigere og når op på storm, stærk storm og orkan, bremses vindmøllen. Hvorfor det er sådan, vender vi tilbage til.

square to 16x9
Vindtunnellen kan opfattes som en firlænget går, hvor testsektionen kun fylder halvdelen af den ene længe. Det er her, forskellige emner placeres og udsættes for vind, der har op til 400 kilometer i timen. Foto: Martin Kirchgässner / TV 2

Men hvor meget er 12 meter per sekund egentlig?

Det besøgte vi Poul la Cour-tunnelen ved DTU Campus Risø for at finde ud af.

Vindtunnelens såkaldte "blæser" på 4,7 meter i diameter kan skabe vinde, der blæser med 400 kilometer i timen.

Vinden blæses igennem et tragtformet lokale; et lokale, som udsatte os for den vindhastighed, en mølle skal have for at lave optimal strøm.

Poul la Cour-tunnelen tester forskellige sektioner af vindmøller for på sigt at minimere støjgener og forbedre deres aerodynamik. Video: TV 2 Branded Content

- Vinden blæses igennem fire forskellige net, der billedligt talt minder om en spaghetti-si, og så mases den igennem testsektionen.

Udmeldingen kommer fra seniorforsker ved DTU Vindenergi Christian Bak – og "testsektionen", som han refererer til, er navnet på det rum, vi stod i. Det var her, vinden talte sit tydelige sprog.

Håret lagde sig tilbage på DTU-forskeren. Hans skjorte blafrede ustyrligt, og det blev meget, meget hurtigt koldt.

Det var sådan, det så ud, og det var sådan, det føltes at blive udsat for vind med 12 meter per sekund.

Poul la Cour-tunnelen

Vindtunnelens formål er at teste dele af vindmøller, både så de bliver mere aerodynamiske, så de yder mere, og så de støjer mindre i det danske landskab.

Testrummet, hvor man stiller vindmølledelen, er indkapslet i et lyddødt rum bestående af 6000 skumkiler, der absorberer støjen.

Man kan udsætte en del af en møllevinge for vindstyrker op til 105 meter i sekundet eller 378 km/t. Det svarer til tre gange orkanstyrke.

Vinden bliver skabt af en gigantisk blæser med en diameter på 4,7 meter.

Den 10. april 2018 blev tunnelen indviet af Prins Joachim.

Kilde: Vindenergi.dtu.dk og plct.dk.

Det lyder måske ikke af meget.

Men den "svage" vind i den forvoksede føntørrer ville få vingens spidser til at dreje rundt med hele 300 kilometer i timen. Det svarer til en Aston Martin DB9, der har speederen helt i bund.

Det er under disse omstændigheder, at en vindmølle yder sit bedste – eller svinger bedst, om man vil.

En vindmølle set indefra.
En vindmølle set indefra. Foto: Clara Lucie Jetsmark Bjerre / TV 2

Luft under vingerne

I vindmølleingeniørernes verden er der tale om store maskiner i millionklassen, store mængder strøm og store vindhastigheder.

Men en vindmølle producerer ikke strøm, som vinden blæser – eller ud fra, hvor meget det blæser. Seniorforsker ved DTU Vindenergi Christian Bak forklarer her hvorfor.

Vindmøller stoppes, når vindhastigheden når op omkring 25 m/sek. Video: TV 2 Branded Content

Ved en vindhastighed på 25 meter per sekund vil en vindmølle dreje sine vinger ud af vinden og stoppe sig selv. Men der arbejdes på at flytte denne grænse for at kunne lave endnu mere strøm.

Vingerne drejes ud af forskellige årsager. Det er blandt andet for at undgå slitage af maskineriet.

Når vind vinder frem

43,4 procent af Danmarks el blev i 2017 leveret af vindmøller. Det er både dansk rekord og verdensrekord.

Danmark står bag verdens første havmøllepark, Vindeby, ud for Lolland – og verdens største havmøllepark, som opføres af Ørsted under navnet Hornsea Project One i Storbritannien i 2018-2019.

Én vingerotation fra en af de største nyopførte havvindmøller giver el til én familiehusstand i ét døgn.

Den største havmøllepark i Danmark består af 111 møller og ligger ud for Anholt. Parken forsyner 400.000 danske husstande.

Kilde: Energi-, Forsynings- og Klimaministeriet, Ingeniøren og Ørsted.

Og så skyldes bremsningen, at det sjældent blæser så kraftigt i Danmark.

12 meter per sekund er med Christian Baks bevingede ord "dér, hvor mange vindmøller når deres maksimale effekt". Han uddyber:

- Her vil en moderne stor dansk vindmølle på en halv time producere nok strøm til en hel husholdning i et helt år.

Alt over denne vindhastighed er varm luft for strømproduktionen.

Og hvad der helt konkret sker i de nye vindmøller, når de 80 meter lange vinger sættes i rotation af vinden, kan du se nedenfor i fem simple trin.

Strøm fra en vindmølle i fem trin

Undertrykket roterer vingerne

Når vinden blæser mod vindmøllens tre aerodynamiske vinger, skabes der et undertryk på vingens bagside. Vingerne er inspireret fra flyvinger, der skal sikre flyet opdrift. Undertrykket får vinger, nav og aksel til at rotere. 

Gearkassen øger rotationerne

Vingerne sidder fast på navet, og navet overfører energien til generatoren. I nogle møller sker det gennem en gearkasse, som sikrer, at akslens rotationshastighed bliver mangedoblet. I andre vindmøllekonstruktioner er navet koblet direkte til generatoren.  

Når der laves strøm

Når vinden kommer op i en hastighed på omkring fire meter i sekundet, frigives vindmøllen til strømproduktion. Vingerne drejes ud i vinden. Møllen kobles til elnettet, og i takt med at vindhastigheden øges, øges strømproduktionen, indtil møllen når sin maksimumproduktion ved omkring 12 meter per sekund.

Ud i elnettet

Når vindmøller producerer strøm i generatoren, sendes det videre gennem nedgravede kabler og hen til en transformerstation. Dennes opgave er at minimere strømtabet, og det gør den ved at øge spændingen, inden strømmen sendes videre ud elnettet.
 

Når vindmøllen stopper

Hvis vindhastigheden bliver kraftigere end omkring 12 meter per sekund, vil møllen automatisk dreje vingerne ud i vinden, i takt med hvor meget det blæser. Når vinden når op på 25 meter per sekund, vil den dreje vingerne helt ud af vinden – og vindmøllen stopper produktionen.