Kæmpe vindmøller skaber flere lyn over Danmark
Vindmøllernes vokseværk øger deres kontakt med skyerne, og det får flere lyn til at gnistre over de danske vindmølleparker. Nu arbejder forskere på DTU med at lynsikre møllernes dyre elektronik.
Læs også
-
Kinesisk vindmøllefirma skal teste i Danmark for første gang
-
Dansk farvand kan blive gigantisk havmøllepark for hele Nordeuropa
Læs mere om
Ikke blot klimaforandringer, men også den voksende mængde skyhøje vindmøller er med til at få det til at lyne og brage over Danmark.
Det fortæller lektor på DTU Elektro, Joachim Holbøll, som er og har været involveret i flere projekter, der involverer sikring af vindmøller mod lyn.
»Når møllerne bliver tilpas høje, påvirker de sandsynligheden for lyn det pågældende sted. Det vil sige, at en tordensky, der ikke normalt ville have genereret lyn, har højere sandsynlighed for at gøre det, når tordenskyen skal forbi en høj vindmølle,« siger Joachim Holbøll.
Han forklarer, at årsagen er, at de fleste lyn starter ved en sky og bevæger sig enten mod andre skyer eller ned mod jorden. Når lynet nærmer sig jord- eller vandoverfladen bliver det elektriske felt mellem lynets spids og overfladen så stort, at der vil komme mindre udladninger fra f.eks. et træ, et kirketårn, en mast eller en vindmølle, som bevæger sig opad.
Disse udladninger søger hen mod det nedadgående lyn. Når den første af de opadgående udladninger så når frem til det nedadgående lyn, har vi en ledende forbindelse, et meget varmt plasma, mellem sky og jord. Skyen aflades, og lynstrømmen stiger op til f.eks. 100.000 Ampere.
»I tilfælde af meget høje objekter, som et tårn på et bjerg eller en høj vindmølle, kan det elektriske felt ved objektets spids være så stort, at lynet starter dér og bevæger sig opad. Dvs. at i et sådant tilfælde er det konstruktionens højde, der har initieret lynet,« forklarer Joachim Holbøll og fortsætter:
»Og vi vil se mere af det, for møllerne bliver hele tiden højere og ryger ud på havet, hvor der i forvejen kan være høj lynaktivitet. Derfor bliver det i stigende grad vigtigt at få alt lynbeskyttet i møllerne,« siger han.
Læs også: Klimaændringer giver op til 25 procent flere lyn
I juli begyndte hans gruppe et ph.d.-projekt, som over de kommende tre år skal være med til at færdiggøre udviklingen af 'flaps' til vindmøller, som bliver udviklet på Risø DTU, der er projektleder af det seneste EUDP-medfinansierende projekt.
Disse flaps skal fungere som bevægelige bagkanter på vingerne. Ligesom på fly justere flapsene på vingens opdrift, så den ikke bliver skadet og bøjet ved voldsomme vindstød, men i stedet i højere grad udnytter vinden.
Læs også: Risø-forsøg med lynhurtige flaps på møllevinger er en succes
Præcisionen i at korrigere for pludselig vind kræver flere sensorer og nogle styresystemer, og al denne elektronik skal ikke blot designes mest fordelagtigt – det skal også sikres mod lyn. For det kan være en dyr affære at overse dette element i udviklingen.
»Som det ser ud til nu, har flapsene ikke en god modstandskraft over for lyn, så vi skal se på materialet og designet. Forkert design kan nærmest forårsage en eksplosion, hvis lynet rammer med mange tusinde ampere,« siger Joachim Holbøll og fortsætter:
»For mere end 10 år siden kom erkendelsen af, at man skal se på lynbeskyttelsen af vindmøller fra begyndelsen. Før da oplevede man mange dyrekøbte erfaringer med flækkede vinger, og de første møllerne var ikke udstyret med receptorer og nedledere – eller lynafledere – for det troede man ikke var nødvendigt. Men vi blev klogere,« siger Joachim Holbøll, som sammen med Dong Energy og vindmølleindustrien begyndte sit første projekt omring emnet i 2003.
Her skulle en ph.d.-studerende med Joachim Holbøll som vejleder måle på, hvad der sker med vindmøllevinger, når lynet slår ned, og hvilke materialer der kunne klare det. Forskergruppen blev så gode til at måle på effekterne, at der kom en virksomhed ud af det, Testinglab i Herning, som stadigvæk eksisterer.
Møllerne er også blevet langt mere komplekse i dag med behov for mange målinger på det avancerede elektronik, understreger han.
»Nu ser vi på mere avancerede møllesystemer med bedre styringsmuligheder end den gang. Derfor er der en masse elektronik, der skal beskyttes mod lyn og holdes i lang tid. Der er mange udviklingsmillioner at tabe, hvis designet ikke kan holde til det hele fra begyndelsen,« siger han.
