Vindmøller med supersyn ser ind i fremtiden

Ved hjælp af laser, skal vindmøllers elproduktion optimeres. RisøDtu, LM Glasfiber og NKT Photonics får støtte af Højteknologifonden til de afgørende test.

Nu skal elproduktionen fra vindmøller styres gennem "forruden" og ikke i "bakspejlet". Sådan beskriver forskningsspecialist Torben Mikkelsen fra RisøDtu, en ny forsøgsrække med laserstyring af vindmøllernes vinger.

Princippet er at en laser udviklet af NKT Photonics, ser fremad og måler vindhastighederne lige foran hver enkelt mølle. Ved at analysere data, kan møllen så foretage forskellige valg for enten at optimere elproduktionen eller mindske belastningen af vinger og gear.

Selve målingen af vindhastighederne sker med NKT's system, blev i sommeren 2009 testet på en 2 MW-mølle, men nu skal forskerne altså i gang med at udvikle et system så møller også kan reagere i forhold til vinden.

Vindmåleren, der er baseret på NKT Photonics "Lidar"-system, kan enten være placeret i selve navet eller i vingerne. NKT Photonics har siden 2004 solgt Lidar-systemet på kommercielle vilkår. Lidar fungerer ved at laserlys rammer partikler i luftstrømmen. Det kan for eksempel være støv, vanddråber eller pollen. Refleksionen fra partiklerne opfanges af en sensor og på den måde beregnes vinden hastighed og retning. Foto: Lasse Gorm Jensen

Torben Mikkelsen peger på fire oplagte strategier for hvad møllen skal foretage sig, hvis målingerne viser kraftige fluktuationer i vindhastigheden:

  • Møllen kan krøje ud af vinden
  • Møllen kan pitche vingerne - enten individuelt eller alle på én gang
  • Rotationshastigheden kan ændres
  • Belastningen på gear og generator kan styres ved hjælp af den indbyggede effektelektronik

Det er især muligheden for at udglatte de store belastninger på gear, lejer og generator, der opstår når vinden ændre sig hurtigt, som Torben Mikkelsen finder interessant. Det skyldes, at ekstremlasterne har afgørende betydning for levetiden.

Det system, som blev testet sidste sommer er et såkaldt navcentreret system. Men LM Glasfiber er også interesseret i at kigge på mulighederne for at montere lasersystemet direkte i vingerne. LM Glasfiber forventer, at en nøjagtig styring af vingerne kan gøre, at vingerne kan bygges længere.

Hvis forskerne får held med at udvikle et brugbart system, vil det være uafhængig af vindmøllefabrikat. Dog er det en forudsætning, at møllerne er udstyret med effektelektronik, så vingernes hastighed skal styres. Torben Mikkelsen forventer, at systemet allerede vil være rentabelt for møller i 2-3 MW klassen.

At bruge laser til at måle vinden og styre møllerne er ikke helt ukendt. Et amerikansk firma, Catch the Wind, arbejder med et tilsvarende system. På Risø frygter man dog ikke konkurrencen:

»Vores system er meget mere avanceret og vi er bare glade for at der er opmærksomhed omkring problemstillingen,« siger Torben Mikkelsen.

Projektet skal løber over de næste tre år og Højteknologifonden har støttet med 12,5 mio. kroner ud af et samlet budget på 25 mio. kroner.

Kommentarer (15)

Et normalt pitchsystem kan dreje ca. 5 grader/s ud af vinden, derfor er rækkevidden af lasersystemet væsentligt, når vindhastighederne skifter meget, så vil det blive vigtigt med lang rækkevidde for at kunne nå at pitche, hvis man går efter at minimere laster.

Der kunne spares et par ton jern i tårnene hvis man kunne nedbringe maksimal-lasten vha. det ovennævnte system.

Hvordan tager de sig ellers af skiftende vindretninger? Systemet har nogle udfordringer, men det lyder vældig interessant.

  • 0
  • 0

...er at den kun fungerer hvis det blæser. Derfor skal der altid være en stand-by back-up. Det betyder at vindkraft altialt er hundedyrt. Vi taber i konkurrencen med Kina hvis vi forsyner vores industri med vindkraft.

Atomkraft er langt bedre fordi den er meget stabil, og ved atomkraft er der intet sparet ved at drosle ned. Derfor kan vindens periodevise el intet bidrage til en energiforsyning baseret på atomkraft.

Sats på atomkraft, og inden uranen er udtømt kommer fusionskraften og giver stabil vedvarende energi. Drop møllerne, de skæmmer landskabet.

  • 0
  • 0

Den der med atomkraft er lagt ude, ingen vil jo have det som nabo, ikke engang i nabolandene, det er yt og kan, hvis viljen er der, løses med vedvarende energi. Prøv at læse:
http://ing.dk/artikel/102178-vindmoeller-k...
Jeg var selv for ca. 15 ar siden i Xinjiang provinsen i Kina, der var vi i millionbyen Urumqi og allerede dengang var der mange vindmøller oppe i bjergene (heriblandt flere danske). Der er rigtig mange andre vedvarende energiformer og kan vi i den vestlige verden ikke finde ud af det - så tager kineserne over - vær sikker på det.

  • 0
  • 0

Jamen da atomkraft ikke kan drosles ned, bliver samtlige vindmøller i Danmark værdiløse hvis man indfører atomkraft. Ikke nok med den farlige forurening - mange års forskning og udvikling, samt et stort fundament for den danske økonomi vil blive tilintetgjort hvis man indfører A-kraft.

Vi har simpelthen ikke råd til Atomkraft, da det vil ødelægge en allerede skrantende økonomi.

  • 0
  • 0

...er at den kun fungerer hvis det blæser. Derfor skal der altid være en stand-by back-up. Det betyder at vindkraft altialt er hundedyrt. Vi taber i konkurrencen med Kina hvis vi forsyner vores industri med vindkraft. Atomkraft er langt bedre fordi den er meget stabil, og ved atomkraft er der intet sparet ved at drosle ned. Derfor kan vindens periodevise el intet bidrage til en energiforsyning baseret på atomkraft. Sats på atomkraft, og inden uranen er udtømt kommer fusionskraften og giver stabil vedvarende energi. Drop møllerne, de skæmmer landskabet.

Godt at se at der er nogen der forstår at vind og atomkraft ikke kan kombineres.

Men bortset fra det, så lad os antage at vi ønsker 100% backup til vind og bygger det fra grunden af over de næste 20 år med gasturbiner. 5 GW til en pris af 4000 kr/kW giver 20 mia, eller 1 mia om året. Den pris ser helt bort fra allerede eksisterende anlæg, der ikke behøver erstatning og den renovering/udbygning der alligevel skulle være sket de næste tyve år på de eksisterende anlæg. Et godt bud er halvdelen eller 500 millioner om året.

Det ville være prisen for at lukke det ultimative argument imod stor satsning på vind: Hvad hvis alle kabler blev skåret over og/eller der ikke var faldet nedbør i Norge i et år og/eller det ikke blæste i en måned.

Så kunne man fokusere på at nærme forbrugs- og VE produktionskurverne til hinanden uden at skulle høre på skræk-"30 dage uden vind"-scenarierne.

  • 0
  • 0

Jamen da atomkraft ikke kan drosles ned

Øh jo det kan den godt.

Vi har simpelthen ikke råd til Atomkraft, da det vil ødelægge en allerede skrantende økonomi.

Modsat vindmøller som er dybt afhægige af PSO støtte?

  • 0
  • 0

Men bortset fra det, så lad os antage at vi ønsker 100% backup til vind og bygger det fra grunden af over de næste 20 år med gasturbiner. 5 GW til en pris af 4000 kr/kW giver 20 mia, eller 1 mia om året. Den pris ser helt bort fra allerede eksisterende anlæg, der ikke behøver erstatning og den renovering/udbygning der alligevel skulle være sket de næste tyve år på de eksisterende anlæg. Et godt bud er halvdelen eller 500 millioner om året

Ja og hvor skal al den gas så komme fra?

  • 0
  • 0

Hold nu op med at diskutere atomkraft vs. vindkraft på en nyhed om en ny måde at måle vindhastighed på!!

Det er da utroligt at det ikke kan lade sig gøre at nævne vindkraft uden der kommer den sædvanlige salut af atomkraftpræster og modstander der komplet fjerner fokus fra nyhedens indhold.

Julian er du venlig at fjerne irrelevante indlæg??

  • 0
  • 0

[quote]Men bortset fra det, så lad os antage at vi ønsker 100% backup til vind og bygger det fra grunden af over de næste 20 år med gasturbiner. 5 GW til en pris af 4000 kr/kW giver 20 mia, eller 1 mia om året. Den pris ser helt bort fra allerede eksisterende anlæg, der ikke behøver erstatning og den renovering/udbygning der alligevel skulle være sket de næste tyve år på de eksisterende anlæg. Et godt bud er halvdelen eller 500 millioner om året

Ja og hvor skal al den gas så komme fra?[/quote]

Hvor skal strømmen til at udjævne dagvariationen komme fra, hvis vi får atomkraft? Ja, man kan godt variere atomkraft, men jeg har endnu ikke set nogen foreslå installation af 6-7 GW atomkraft for at klare et gennemsnitlig forbrug på ca 4. Frankrig laver jo heller ikke dagsvariation af deres atomkraftværker.

Til dit spørgsmål: Hvis vi alene kører VE i Danmark, så vil forbrug og produktion passe med 70%. Inkluderes moderat styring af forbruget (varmepumper, elbiler), så kan vi komme op på 80%, udveksling af vindstrøm fra de britiske øer til østersøen kan måske hente 10% mere. Så måske 10% af produktionen skal komme fra anden sted end VE i sådan et scenarie og det er endda inklusiv en del af den opvarmning der i dag klares med gas og en del af den transport der i dag klares af ganske ineffektive benzinmotorer. En del af den produktion kan sikkert købes i udlandet billigere end gasturbiner kan producere den (og ja, med garanti også noget fra atomkraftværker). Kun ved total udfald af udlandsforbindelser eller ved høje elpriser sættes gasturbinerne i gang.

Vind har en lidt bedre gennemsnitlig time til time overlap med forbrugskurven end effektivt drevet atomkraft (sæsonvarieret, ikke timevarieret) i Danmark. Problemet med vind er risikoen for lange perioder uden. Derfor vil atomkraft ikke kræve nær så meget installeret kapacitet til at fylde hullerne til forbruget, men vil til gengæld skulle bruge den noget mere også absolut set, igen såfremt at vi ikke som det eneste sted skal køre atomkraftværker med time-til-time regulering.

  • 0
  • 0

Hold nu op med at diskutere atomkraft vs. vindkraft på en nyhed om en ny måde at måle vindhastighed på!! Det er da utroligt at det ikke kan lade sig gøre at nævne vindkraft uden der kommer den sædvanlige salut af atomkraftpræster og modstander der komplet fjerner fokus fra nyhedens indhold. Julian er du venlig at fjerne irrelevante indlæg??

Gerne for mig, det er irriterende at hver eneste artikel om vind skal bruges som springbræt for atomkraftens ”lyksagligheder”.

  • 0
  • 0

[quote]Jamen da atomkraft ikke kan drosles ned

Øh jo det kan den godt. [/quote]
Javist - hvis du kan finde én, der er villig til at investere i et atomkraftværk, der skal drosles ned hver gang det blæser.

Indtil du har fundet ham, kan atomkraft ikke drosles ned når det blæser!

  • 0
  • 0

Kære alle,

Redaktionen er helt enig med en række debattører herover: Denne tråd handler ikke om kernekraft. Emnet er ny vindteknologi, hold jer venligst til det.

Det er muligt, vi rydder lidt op indlæggene senere i dag.

Fortsat god debat.

Rolf Ask Clausen
redaktionschef, Ingeniøren

  • 0
  • 0

Fjerne irellevante indlæg?

Hvad er det for nogen? Er det svar på useriøse artikler.

Du er selv inde på at et LIDAR system skal kunne se meget langt for at møllens krøjesystem kan nå at reagere.

I stedet mener jeg, at det vil være nødvendigt at mekanisere indfaldsvinklen med ailerons, luftbremser og flaps, da disse kan aktiveres langt hurtigere end krøjningen af hele vingen.

  • 0
  • 0

[quote]Hold nu op med at diskutere atomkraft vs. vindkraft på en nyhed om en ny måde at måle vindhastighed på!! Det er da utroligt at det ikke kan lade sig gøre at nævne vindkraft uden der kommer den sædvanlige salut af atomkraftpræster og modstander der komplet fjerner fokus fra nyhedens indhold. quote] Gerne for mig, det er irriterende at hver eneste artikel om vind skal bruges som springbræt for atomkraftens ”lyksagligheder”.

Også gerne for mig.
Det er heller ikke fordi debudanter kommer vidre i discussionen, hvis de gjort de så der var udsigt til at de kunne nå et stutning vil det ikke være helt så træls.
Som det er nu er enhver artikel om Energi et mulighed for at motionere kæphesten, til gene for alle andre.

Å&F
Peter warholm

  • 0
  • 0

- Møllen kan krøje ud af vinden

Det er da mange år siden man fandt ud af at det var en meget dårlig idé at lade en mølle "løbe skævt" for at nedsætte effekten. Når rotoren roterer, skifter hver vinge mellem fuld belastning ved vandret og ned til ingen belastning, når vingen har forkert vinkel i top og bund. Det giver nogle dejlige træthedsbrud i vingerne.

  • 0
  • 0