Ulemper med vindkraft

Aftenposten hadde 3. februar 2004 et stort oppslag om at ”vindmøllene kan om få år stå tett i tett langs norskekysten”. Tatt i betraktning antallet som planlegges og at de dominerer synsinntrykket av de høydedragene de står på i klarvær på flere mils avstand, er dette ikke overdrevet. Man skulle tro at folk som kaller seg naturvernere ville protestere høylydt mot denne ødeleggelsen av vårt kystlandskap, men bare få av dem har sammen med noen politikere isteden gått inn for beskjedne begrensninger i form av en ”samlet plan for vindkraftutbygging”. De fleste naturvernere og politikere har vært så fiksert på forbud mot å slippe ut CO₂ at de har vært fullstendig blinde for alle ulempene med vindkraft. Det ser altså ut til at det er teknisk kyndige folk som forstår seg på kraftproduksjon, som må få en slutt på denne galskapen. Selv har jeg forsøkt etter beste evne gjennom hittil fem innlegg bare i Aftenposten å argumentere med at også økonomi og teknikk gjør vindkraft fullstendig håpløst. Her vil jeg konsentrere meg om problemer med teknikken, som ikke alltid er lett å forklare i dagspressen.

Turbiner

Luft av atmosfærisk trykk i form av normal vind inneholder forholdsvis lite energi pr. volumenhet. Vindturbiner blir derfor enormt store selv ved ytelser på bare 2-3 MW, som er aktuelle i dag. Til sammenligning kan dampturbiner og generatorer i varmekraftverk basert på gass, olje eller kull ha ytelser som er ca. 500 ganger større. Det er også av enormt stor betydning at vindturbiner går med bare 10-20 o/min, mens dampturbiner driver topolede synkrongeneratorer med 3000 o/min. Jo større vindturbinene blir, jo langsommere går de. Siden effekt er vinkelhastighet ganger moment, vokser momentet mye raskere enn ytelsen. Momentet er utslagsgivende for dimensjonering av bl.a. gir (mellom turbin og generator). Pådraget i form av vind lar seg ikke regulere og er sterkt varierende. Det gjør at utnyttelsesgraden, som er den faktoren nominell ytelse ganger antall timer i året må multipliseres med for å få årsproduksjonen, vil være av størrelsesorden bare ca. 0,2.

Driftsikkerhet

En eneste gasskraftgenerator på bakkenivå og godt beskyttet i en lett tilgjengelig bygning kan ha en årsproduksjon tilsvarende minst 1500 store vindmøller, hvor maskineriet står utsatt og relativt utilgjengelig til i toppen av 70-80 meter høye tårn på værharde strøk langs kysten. Hva det har ført til av problemer i Danmark, har Elektro et stort oppslag om i nr. 6/2004. Her er det bl.a. snakk om 2 MW enheter, hvor transformatorer og generatorer måtte skiftes ut etter bare et par års drift, og hvor gir og lagre slites langt hurtigere enn planlagt. Girhavarier har også vært et stort problem på eldre og mindre enheter. At man nå vil øke ytelsen på enhetene til 3 og 5 MW før man har demonstrert over lang tid at problemene er under kontroll ved 2 MW, må sies å være temmelig hasardiøst.

Generatorer

Produsenten Scanwind har laget en 3 MW vindmølle som de har satt opp på Hundhammerfjellet i Trøndelag, og som er Norges største. Her har man unngått problemer med giret ved å gjøre generatoren direktekoblet, slik at den går med samme hastighet som turbinen. Generatoren er av en type som tillater variabelt turtall, og her er det bare 10-15 o/min.

Effekten ut av en generator er knyttet til produktet av spenning og strøm, hvor spenningen er direkte proporsjonal med turtallet. Det lave turtallet gjør at generatoren i vindmøllen på Hundhammerfjellet blir enormt stor i forhold til ytelsen, sammenlignet med forholdene i et gasskraftverk, hvor turtallet er 3000 o/min..

I Elektro nr. 1/2004 sto det et bilde av dette maskineriet på en vogn med 12 hjul på hver side, på vei til fjells for å bli heist opp i et 84 meter høyt tårn. De enorme dimensjonene er meget avslørende. Størrelsen på generatoren tilsvarer i volum en gasskraftgenerator med flere hundre ganger større ytelse. Det må være et tankekors at produksjonen i form av kilowatt-timer i løpet av et år selv fra Norges største vindmølle er mindre enn en promille av det man får ut av en helt vanlig generator i et gasskraftverk.

Karakteristikker

Scanwind har nå laget sin andre 3 MW vindmølle, men den er av en mer konvensjonell type, med gir mellom turbinen og en mer hurtiggående asynkrongenerator. En asynkrongenerator med burvikling i rotoren er den mest robuste og vedlikeholdsfrie generator man kan tenke seg, noe som er svært viktig i denne anvendelsen, men ulempene må man dessverre leve med. De består bl.a. i at magnetiseringen i form av reaktiv effekt må leveres av synkrongeneratorer andre steder i nettet, og at asynkrongeneratoren ikke har muligheter for spenningsregulering. Nettets behov for reaktiv effekt kan selvfølgelig heller ikke leveres av vindmøller, tvert imot øker vindmøllene behovet vesentlig. Hvordan det vil gå med giret ved 3 MW når problemene med havarier og slitasje er store allerede ved 2 MW, er et åpent spørsmål.

Vindkraften er ikke tilgjengelig hverken når det blåser for lite eller for mye. Produksjonen er avhengig av vindstyrken, ikke av behovet. Like mye reservekraft fra andre kilder må alltid være tilstede. Alt dette gjør drift av et nett med vindmøller ganske spesiell.