Hvor effektiv er en husstandsvindmølle?

Rune Mathiasen vil gerne vide, hvor meget energi en husstandsvindmølle kan levere:

"Vil man kunne bruge en lille vindmølle til at montere på taget til at drive en pumpe til f.eks. et jordvarmeanlæg?"

Hans Ole Lørup, Direktør i Gaia-Wind, der udvikler og producerer husstandsvindmøller til supplerende elektricitet til bl.a. private boliger, svarer:

husstandsvindmølle

"Man vil kunne bruge en lille vindmølle til montering på taget til f.eks. at lade sin mobiltelefon, pc eller et bilbatteri op, således som det blandt andet gøres på lystbåde. Et jordvarmeanlæg og andre energikilder, der skal bidrage væsentlig til en husstands energiforsyning, kræver helt andre dimensioner. Det opdager man hurtigt, når man kortlægger og sætter tal på sit energiforbrug og gør nogle enkle regnestykker i forhold til realistiske produktionsberegninger.

Som eksempel producerer Gaia-Wind 11kW, som er vores mest solgte vindmølle, typisk 30.000 kWh årligt og bruges ofte i kombination med jordvarmeanlæg eller med luft-/vand-varmepumper eller med anden vandbåren varme for at forsyne større husstande, mindre erhverv eller institutioner med sin egen vedvarende grønne energi. Både til almindeligt elforbrug og varme.

Såfremt møllen erstatter energi fra den almindelige energiforsyning, reducerer den CO2-udledningen og husstandens fodaftryk på miljøet med 17 tons årlig. Og endnu mere når den erstatter varme fra et gammelt oliefyr. Denne husstandsmølle, der med sin 13 m diameter vinge fanger meget energi fra vinden, selv under moderate vindforhold, monteres fritstående på et 18 m højt tårn. En lavere montering betyder væsentlig mindre energi og ofte mere turbulens samt yderligere energitab.

Vindmøller monteret på et hus er generelt en dårlig ide, og det skyldes flere årsager. Vibrationer og støj gør det uholdbart at bo i huset og vindmøller på hus fjernes ofte efter nogle måneder, når man har fået nok og igen ønsker nattero. Man kommer sjældent højt nok til at fange vind uden for meget turbulens og mister således potentiel energi. Strukturelt er det problematisk, såfremt man ønsker en vindmølle, der er stor nok til at producere væsentligt mere end til at lade en mobiltelefon op.

Problematikken er blandt andet udførligt dækket i den amerikanske ekspert Paul Gipes mange bøger og publikationer om små vindmøller.

Vi ser blant andet på det engelske marked, at tagmonterede vindmøller ofte drejer sig om 'toys & tokenism' - et legetøj, der bruges for at signalere over for omgivelserne, at husejeren støtter vedvarende energi, identificerer sig med 'modern green', er moderigtig osv. Men tagmonterede vindmøller kan sjældent betale sig eller bidrage med brugbare mængder energi i forhold til husstandens reelle behov."

Dokumentation

Læs og stil spørgsmål til Scientariet

Spørg Scientariet

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til Scientariet.

Kommentarer (15)

Når nu spørgsmålet om "hvor effektiv er en hustandsvindmølle" er stillet svares på en traditionel 3-vinget model.

Hvor er udviklingen af andre typer blevet af? Jeg husker at engang i 1980 så en prototype på Vestas, optillet bag fabrikken i Lem. Typen var en lodretstående mølle, med 2 sæt biplaner der var monteret lodret, således at møllevingerne roterede omkring den lodrette axe. Det interessante var at møllen skulle "skubbes" igang, men var i stand til at virke under alle vindforhold og behøvede naturligvis ikke nogen mekanisme til at styre krøje o.l. -

hvad blev det engentlig af den type?

  • 0
  • 0

En husstands mølle kan yde omkring 400 til 500 kWh per år per kvadratmeter bestrøget rotorareal..
Hvis møllen har 3 meter lange blade vil rotorarealet være 3,14 x 3 x 3 = lidt over 28 kvadratmeter. Eller 11200 til 14000 kWh om året. På en god placering.
Hvis møllen har 5 meter lange blade vil rotorarealet være 3,14 x 5 x 5 = lidt over 78 kvadratmeter. Eller 31200 til 39000 kWh om året. På en god placering.

Har møllen et stort gear og en stor generator yder den mindre, men har længere levetid.
Har møllen et let gear og en lille generator yder den mere og holder derfor ikke så længe.
De første møller med 5 meter lange blade havde en 1500 omdr. 4 polet motor og et mindre gear, men på grund af vibrationer valgte man i 1978 at gå over til 1000 omdr.6 polet motor og et tungere gear. II generations møllen fik en dobbelt så tung 22 kW stor generator (motor) og et dobbelt så tungt gear, hvorfor de heller ikke ydede så meget. Det fik opfindsomme til at sætte rørforlængere på 5 meter vingerne for at få mere ud af anlæggene. Og siden fik man større og større møller. Og nu også mindre og mindre gear .
Så en husstandsmølle yder efter hvordan mølletoppen er sammensat udover hvor den står og hvor højt den står.
Har møllen mindre en 3 meter vinger vil den nok yde lidt mindre per kvadratmeter.

Og så er der problemet med vinge indstillingen. Små møller har stive vinger , hvorfor de har maksimal produktion ved bestemte vindhastigheder. Da man gerne vil have at de starter selv står vingeroden ofte meget skrå. Den del af vingen danner hvirvler ved større hastigheder, som derfor bremser vingen. Vingens max ydelse må heller ikke overstige generatoren , da vingerne så vil løbe med generatoren.

Der hvor man bor blæser det hele tiden forskelligt. Men henover året vil der forme sig et gennemsnit. På Færøerne blæser det for eksempel meget . Og det gør det også i Thy hvor jeg bor. Men inde i Jylland bag bakker og plantager blæser det ikke så meget.
Møllens vinger skal derfor stilles i den vinkel der passer bedst til der hvor man bor. Ligesom vingernes længde også tilpasses i længde alt efter vindmøllefirma ved større møller.

Så man kan ikke altid sige hvor meget en mølle yder, men der er naturligvis sport i at få små møller til at yde meget. Regn ikke med mere end 300 kWh per kvadratmeter per år fra de små , resten vil så være plus på regnskabet. Til sammenligning yder de store havplacerede møller noget over 1000 kWh per kvadratmeter per år..

Du kan nogengange finde information på
http://www.nive.dk

Ian Jordan

  • 0
  • 0

der er en husstandsmølle - "typisk" producere 30.000 kWh/h? . Det er da vist kun, hvis husstanden ligger tæt ved vestkysten

Gaia-Wind 11kW hustandsmøller beliggende ved vestkysten producerer gerne 40 000 kWh årlig. På dårlige placeringer i indlandet er produktionen i nogle tilfælder under 20 000 kWh. 30 000 kWh er en representativ verdi for de over 100 møller der er installert i Danmark siden 1990'erne.

Påstanden er basert på vores analyse af produktionsdata fra alle møller der serviceres af Gaia-Wind.

Som påpegt af Ian Jordan er det bestrøgede areal den viktigste parameter. Givet at husstandsmøller sjeldent må placeres optimalt er det således viktig med en 'oversize' vinge - Gaia-Wind 11kW's hele 13m diameter vinge bestryger 134m2 - det er meget for en kun 11kW generator!

Det er hovedsagelig derfor Gaia-Wind 11kW producerer bedre end f. eks en 25kW mølle opstillet ved siden af vores lille danske husstandsmølle her: http://www.eolicotrento.ing.unitn.it/dati_...

Med venlig hilsen,
Hans Ole Lørup
Gaia-Wind A/S

  • 0
  • 0

En Darrius mølle bliver ofte kaldt et omvendt piskeris, hvilket måske er illustrativt men ikke noget godt billede. Mølletypen er udviklet til vandturbiner i Frankrig, hvorfor hele møllen tænkes anbragt i et rør med strømmende vand.
Vi var mange der var meget fascinerede af Darrius Møllen da den kom frem som vindmølle. Og en dansk ingeniør i Fredriksværk Ole Borre , konstruerede en videreudvikling af konceptet ”Borre Møllen”
Darrius møllen som mølle er smuk at se på, men den har en række tekniske problemer, som de nuværende hurtigløbere ikke har.

På et aerodynamisk vingeblad (hurtigløber) dannes et sug , som trækker i bladet. Dette vakuum (sug) glider op og ned af et stift vingeblad, alt efter vindhastigheden i forhold til en låst rotation. (generatorens 50 hertz holder møllens omdrejningstal)
På en almindelig trebladet stall-reguleret hurtigløber vil vinden derfor altid finde et godt sted på vingen hvor suget er størst. Men det ændrer sig alt efter vingen er oppe i luften eller nede, fordi vindhastigheden ændrer sig med højden. Dette er ikke noget stort problem.

På en Darrius mølle finder vinden også det bedste sted på vingen, men nu drejer vingen ud af vinden og suget forsvinder. Hvorefter vingen kører i bagvind og opbygger et nyt sug, der igen forsvinder . hvorefter vingen kører o.s.v.
En Darrius mølle har derfor kun træk på vingen halvdelen af tiden. Dertil kommer af vingen får fuld vind på forsiden, hvorefter vindhastigheden falder igennem rotormidten, så vinden rammer vingen i bagvind med en betydelig lavere hastighed. Bagvindsvingen bremser derved forvindsvingen fordi de hænger sammen på samme aksel. Ingen af vingerne vil da køre optimalt.

Borre møllen udskiftede de buede darreus vinger med lodrette vinger. Og skulle derved kunne udnytte vinden bedre på det trækkende stykke. Men han havde ikke held med sit profil. For de lodret akslede møller kan nok starte og kører fint, men de kan ikke yde særligt megen energi.

En Darreus vinge er opbygget ligesom to vinger der er limet sammen, så de kan trække både i forvind og bagvind. Vestas byggede en darrius som et bi-plan. Altså to sæt vinger uden på hinanden, men også den forsvandt hurtigt.

Møllen havde den fordel at både gear og generator står nær jorden , hvilket giver gode service muligheder. Og små møller vil kunne bygges relativt billigt.

Rotorens skift mellem forvind og bagvind . Og mellem forskellige vindhastigheder gennem rotoren giver ret store vibrationer i konstruktionen , der blev klaret med diverse dæmpere.

På Risø stod der i mange år en lille mølle som man kan læse om i Claus Nybroes bog :Sol og Vind. Ligesom man byggede en på en sommerlejr i Salling: Hjerk Møllen , der er udgivet som hæfte. Ellers må du ty til udenlandske møller, hvoraf der er bygget flere i Canada og USA.

I Tyskland findes der nogle små sjove varianter på darrius princippet , man kan købe i dag. Om de kan give nogen større effekt ved jeg ikke, men reklamerne for dem roser konceptet.
I Danmark satte man ikke penge af til Darrius møllerne . og det er stadig den samme historie, at opfindere og gode ideer har utroligt ringe kår.

Ian Jordan

  • 0
  • 0

Svar til John Jørgensen.
Nej det er ikke en savonius, men der var en savonius fra "energy-age-wind" i Husum

Hvert andet år er der vindmølle-messe i Husum i Tyskland. Det er en meget stor messe, der ofte har de allernyeste konstruktioner med.

I september 2007 kunne man se en hollandsk ”Borre-mølle” også kaldet Flexmill. En lidt kraftigere type Borre mølle kaldet ”Vertikon H50” eller HEOS
Derudover noget savonios kaldet ” Eightwind 80/1”

Og den lidt specielle darrius ”Marcpower” hvor bladene er vredet også sideværts.

Links:
Flexmill: søg på http://www.flexmill.ne
Verticon: søg på http://www.heos-energy.de eller www.fiber-tech.de (virker uregelmæssig)
Eightwind søg på : http://www.energy-age-wind.de

Og den interessante:

Marcpower søg på: http://www.marcpower.com

Men der var flere små møller på Husum Messen. Typer der blev solgt i Tyskland
Husum Messen har deres egen hjemmeside med links.

Ian Jordan

  • 0
  • 0

Hej Ian, der står på side 1 at det er savonuis typen de vil forbedre effektiviteten på, og, senere, at den er blevet 40% mere effektiv, elller tæt på en traditionel mølle. Savonius typen er mere simpel, robust og næsten lydløs. Ideel til hjemmebygge projekt?

  • 0
  • 0

Hej John. Man øger effekten på savonius roteren ved at bygge et ikke særligt pænt hus omkring rotorerne. men vil aldrig nærme sig vakuummøllerne.
Men lad os se nogle ikke sminkede målinger.

En savonius mølle er populært beskrevet to halve olietromler, der roterer omkring en lodret aksel. Altså en modstandsmølle . Det vil sige , at luftens tryk drejer den rundt. En modstandsmølle kører normalt 2½ gange vindens hastighed. Og den kan derfor ikke optage så meget effekt, men den er en god sejtrækker. Savoniusmøllerne blev i ”gamle” dage brugt til at starte Darrius møllerne med. Idet man anbragte to savonius rotorer i top og bund af darrius rotoren.
Savonius rotoren ydede ingenting i forhold til darrius møllens vingeblade, der udnytter profilets vakuum egenskaber. Et vakuum profil kan køre 7 gange vindens hastighed. Og derfor optage mere af luftens bevægelses energi.
Desværre virker darrieus møllen ikke så godt , eftersom den hele tiden løber ud og ind i vinden, hvorfor vakuum effekten ikke bliver så udtalt som på almindelige vindmøller (hurtigløbere).
Ved derudover at vride profilet sideværts som på det henviste marcpower koncept kan man trække vakuum perioden et par sekunder længere, men et sådant profil kan nok kun bygges til små møller.
Jeg har ikke set nogen Marcpower møller i Danmark. Marcpower er en darrius mølle.( der trækkes via vakuum).
Som skulptur er darrius møllen smuk , men som produktionsmølle indtil nu ikke så velegnet.

Kineserne har tidligere lavet store stativer med mange modstandsmøller, der sammenlagt selvfølgelig kan yde en del. Men det er den trebladede hurtigløber som Danmark siden 1978 har haft stor succes med. Canadierne har bygget meget store darrius møller, hvoraf en løb løbsk kort før projektet var endeligt færdigt. Fordi darrius møller kan ikke starte (selv ), hvorfor man ikke havde tøjret den. Men det gælder åbenbart ikke de helt store af typen.
Man troede længe at darrius princippet ville overtage de helt store mølle konstruktioner. Det er ikke sket endnu.

Ian Jordan

  • 0
  • 0