Forskere: Vertikal-akslede vindmøller er mest effektive

Illustration: Bigstock/vladispas

I fremtiden kan de traditionelle propelvindmøller blive erstattet med mere kompakte vertikale vindmøller.

De vertikalakslede vindmølledesign ser nemlig ud til at være mere effektive end de møller, vi kender fra dagens vindmølleparker. Det viser ny forskning fra Oxford Brookes University.

Her har en forskergruppe udført en dybdegående undersøgelse af 11.500 timers computersimulering og har for første gang påvist i en fuldskala model, at de vertikalakslede vindmøller er mere effektive end de traditionelle horisontal-akslede vindmøller.

Læs også: Forskere vil reducere prisen på havvind med ni procent

Undersøgelsen viste blandt andet, at de vertikalakslede vindmøller, når de står i par, kan øge hinandens ydeevne med op til 15 procent. Forskerne har blandt andet analyseret møllernes ydeevne ud fra vinkel, rotationsretning, afstand og antal af rotorer.

»Denne undersøgelse viser, at fremtiden for vindmølleparker er vertikale. Vindmølleparker med vertikal akse kan designes til at stå langt tættere på hinanden, øge effektiviteten og i sidste ende sænke priserne på elektricitet. På lang sigt kan de bidrage til at fremskynde den grønne omstilling i vores energisystemer, så mere ren og bæredygtig energi kommer fra vedvarende kilder,« siger Iakovos Tzanakis, der er professor ved Oxford Brookes University og ledende forsker bag undersøgelsen, i en pressemeddelelse.

Ifølge den årlige rapport for vindenergi Global Wind Report skal den globale implementering af vindkraft ske tre gange hurtigere over det næste årti, hvis målene i forhold til netto-nul udledning og bremsningen af global opvarmning, som de står beskrevet i Parisaftalen, skal nåes.

Plads til forbedring

Ifølge hovedforfatteren bag den nye undersøgelse, Joachim Toftegaard Hansen, der er tilknyttet DTU, er der bestemt også plads til forbedring, når det kommer til de traditionelle vindmølledesign.

»Moderne vindmølleparker er en af de mest effektive måder at generere grøn energi på, men de rummer en stor fejl. Når vinden nærmer sig den første række af møller, vil turbulensen blive genereret nedstrøms og være skadelig for, hvordan de næste rækker præsterer,« siger han.

Det betyder ifølge Joachim Toftegaard Hansen, at de forreste møller kan konvertere halvdelen af vindens kinetiske energi, mens parkernes bagerste rækker er nede på omkring 25 til 30 procent.

»Hver turbine koster mere end to millioner pund (17 mio. danske kroner, red.) per megawatt. Som ingeniør faldt det mig naturligt, at der måtte være en mere omkostningseffektiv løsning,« siger han.

Ikke en ny teknologi

Teknologien bag vertikal-akslede møller går mange år tilbage. Fra oldtiden og op imod 1900-tallet blev de brugt til maling af korn. Verdens første elproducerende mølle blev bygget i 1888 og var vertikalakslet, og i 1926 kom Darrieus Møllen som et bud på en effektiv vertikalakslet vindmølle.

I nyere tid er der med jævne mellemrum blevet forsket inden for vertikalakslede vindmøller. Både svenske og danske forskere har eksperimenteret med flydende vertikalakslede vindmøller, ligesom der løbende gøres forsøg med vertikalakslede vindmøller til offshore-brug.

Undersøgelsen blev publiceret i tidsskriftet the International Journal of Renewable Energy.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

...det er ikke længe siden at det spørgsmål blev vendt her i bladet og der blev det kategorisk afvist at en vertikalmølle kan måle sig med traditionel løsning.

Nærmere forklaring ønskes!

  • 58
  • 0

"Det viser ny forskning fra Oxford Brookes University"

Det må vi indtil videre tro på. Det heder udvikling Det vi troede vi vidste alt om i går, er måske forældet videnskab i morgen. Lige pludseligt kan en måneraket lande på sine egne ben og dermed genbruges. Udviklingen accelerere overraskende hurtigt for tiden.

  • 15
  • 4

Det må vi indtil videre tro på. Det heder udvikling Det vi troede vi vidste alt om i går, er måske forældet videnskab i morgen. Lige pludseligt kan en måneraket lande på sine egne ben og dermed genbruges. Udviklingen accelerere overraskende hurtigt for tiden.

Det er jeg naturligvis klar over - men de forklaringer som kom var tilsyneladende understøttet både af helt relle fysiske prøver foretaget i den virkelige verden og matematik & fysik - de to sidste har den kedelige egenskab at de ikke bare ændrer sig fordi man har lyst til det, det er kun politikerne som normalt tror på at 1 = 2 fordi de siger det.

  • 22
  • 0

Vestas forsøg med en 4-rotormølle viste jo også, at produktionen med 4 rotorer var større end 4 gange produktionen med 1 rotor. Og at møllerne kunne stå tættere, end ved det sædvanlige design.

Så jeg er ikke så sikker på, at det handler om vertikale møller. Men måske skal vi forske lidt i, at placere møller meget tæt, eksempelvis parvis? Omvendt kan der være en pointe, fordi vertikale møller ikke krøjer for at følge vinden...

  • 8
  • 0

Pluselig viser det sig at ALLE firmaer som producerer vindmøller, har overset noget og at ALLE firmaer ulykkeligvis har valgt en Taberteknologi. De har fuldstændig overset et en vindmølle med lodret rotationsakse er et meget bedre vindmølle koncept ????? Dum og malplaceret artikel med en misvisende og ukorrekt overskrift.

  • 16
  • 17

Pluselig viser det sig at ALLE firmaer som producerer vindmøller, har overset noget og at ALLE firmaer ulykkeligvis har valgt en Taberteknologi. De har fuldstændig overset et en vindmølle med lodret rotationsakse er et meget bedre vindmølle koncept ????? Dum og malplaceret artikel med en misvisende og ukorrekt overskrift.

Der er en tendens - i alle slags virksomheder - til at gøre som man plejer for det ved man at fungerer, det er en uheldig bias som hindrer udvikling. Det er noget som rammer alle som en slags "selvcensur": "skal jeg lave noget vildt revolutionerende eller skal jeg lave det ledelsen forventer?" og medmindre man arbjder for Skunkworks hvor man forventer det revolutionerende så er svaret at man laver det ledelsen forventer.

  • 15
  • 6

Klip fra artiklen: "Her har en forskergruppe udført en dybdegående undersøgelse af 11.500 timers computersimulering". Kommentar til #7. Er sådan en enkelt sætning virkelig nok til at du tvivler på erfaringer, som er baseret på mere end 40 års praktisk erfaring og forsøg. Hvor vindmøller med lodret akse har været medtaget og afprøvet mange gange, som alternative løsningsmulighed. Så er du altså bare for nem ?

  • 10
  • 2

Klip fra artiklen: "Her har en forskergruppe udført en dybdegående undersøgelse af 11.500 timers computersimulering". Kommentar til #7. Er sådan en enkelt sætning virkelig nok til at du tvivler på erfaringer, som er baseret på mere end 40 års praktisk erfaring og forsøg. Hvor vindmøller med lodret akse har været medtaget og afprøvet mange gange, som alternative løsningsmulighed. Så er du altså bare for nem ?

Jeg vad den første til at bemærke at vi for ganske nyligt her har haft en debat om lodrette møller... så nej, jeg tror ikke blankt på dem.

På den anden side er "vi gør som vi plejer for det virker for os og kunderne" også et kendt problem så jeg tror heller ikke blankt på at en vandret mølle med tre vinger nødvendigvis er den optimale løsning - men det er muligvis den mest omkostningseffektive løsning.

  • 9
  • 0

Hvis man læser lidt i bastracted fra universitetets hjemmeside, så handler forskningen ikke om effektiviteten af den enkelte mølle, men om effekttabet ved flere på hinanden nærtstående møller.

Her er postulatet at traditionelle vindmøller "blokkere" for hinanden, og dermed forringer produktionen fra de sidste møller, mens de horisontale møller ikke blokkere på samme måde - tvært i mod.

Om det så kan opveje for den dårligere effekt i selve møllen er en anden sag.

  • 28
  • 0

De vertikale møller er spændende, men for mig at se er der et stort problem, nemlig at de er svære at gøre enorme.

Kæmpevindmøller kommer jo op i flere hundrede meters højde hvor der er masser af vind.

  • 13
  • 0

Hvorfor er de svære at gøre enorme? De lider jo ikke under, at et smalt højt tårn skal holde et kæmpe moment oppe i toppen plus bære en tung turbine. En vertikal har generatoren i bunden og momentet kan holdes af fundamentet.

  • 9
  • 6

hvor der er masser af vind.

Man bruger tid og penge på bølgeanlæg, flåder der vipper i bølgerne og ideen er at de bare skal skaleres op, så yder de masser af energi. Barske virkeligheden er, når flåden er stor nok, så holder den op med at bevæge sig i bølgerne.

Skal man høste energi ud af vinden, så kan det kun gøres ved at vindhastigheden falder, men så sætter man da bare møller på række bag ved hinanden. Hvorfor skulle vinden da være dum nok til at kæmpe sig vej igennem, da den umagesløs kan stryge op og over.

  • 3
  • 10

Muligvis et spørgsmål, der hører til ovre i den dumme (og Storm P.) kategori, men kunne man forestille sig, at de vertikale tårne på traditionelle vindmøller med blade blev brugt, som den vertikale akse til disse møller? Altså at de nærmest omsluttede tårnet, der allerede står der?

  • 5
  • 1

Der er ikke belæg for overskriften på denne artikkel. Rapporten har fokus på to VAWT rotorer tæt på hinanden yder 10% mere end hvis de stod lang fra hinanden. Men en VAWT er kun ca. halvt så effektiv til at starte med. https://www.sciencedirect.com/science/arti...

HAWT har en max Cp på omkring 0.47-0.50 , den teoretiske max er 0.59 (Betz lov), dvs. der kan max hentes 20-25% yderligere hvis vindmøllen ikke har areodynamiske tab, friktion og tab i elektriske komponenter.

VAWT har en max Cp på omkring 0.25, hvilket betyder der kan hentes 130% yderligere hvis vindmøllen ikke har tab. Som Michael skriver:

Effektivitet måles i Pris/Kwh.

For at få en lav pris pr. kWh drejer det sig om at bruge så få og billige matrialer som muligt. Her er Cp vigtigt, men ikke det vigtigste. Hvis man starter med et design der kun har den halve Cp værdi så skal du bestryge det dobbelte areal, med den samme mænge stål og komposit. Det er ikke muligt for VAWT at indehente denne forskel op til HAWT. Men det er en dårlig foretning at øge Cp med 5% på en HAWT, hvis det koster 10% ekstra i materialer. Det betyder at det f.eks. ikke kan betale sig at gå fra 3 til 5 vinger på en HAWT.

  • 35
  • 0

Den højere effektivitet må være pr bestrøget areal. Men det må koste vildt meget mere i materialer og dermed kr., at opnå samme bestrøgne areal med den vertikale vindmølle sammenlignet mde den traditionelle.

Og det er nu mere interessant at se på effektivitet i forhold til materialeforbrug og økonomi end bestrøget areal.

  • 13
  • 0

Afhængig af hvor tæt møllerne kan/skal placeres kan man forbinde toppen af møllerne, og således undgå størstedelen af momentet på lejet i bunden. Der er jo ingen vinger der passerer toppen af tårnet.

  • 1
  • 2

For at få en lav pris pr. kWh drejer det sig om at bruge så få og billige matrialer som muligt

Nemlig! Det faktum der overses totalt i artiklen er, at normale vindmøllers bestrøgne areal vokser med størrelsen i anden potens.

Konventionelle møller er nok den energiteknologi der er mest skalerbar overhovedet. De nye GE Halide møller er f.eks. næsten lige så høje som Eiffeltårnet og leverer op til 14MW. I den konkurrence får vertikale møller ikke et ben til jorden.

  • 19
  • 0

Joachim Toftegaard Hansen udtaler sig i artiklen: "Moderne vindmølleparker er en af de mest effektive måder at generere grøn energi på."

Nej, atomkraft er langt mere effektivt, da det er billigere strøm når man har brug for det. Og det er grønt, kønt og på niveau med vind eller bedre i alle forureningsparametrene, herunder dødsfald.

Jeg er nu klar til de obligatoriske 50 thumbs down fra vindmøllemafiaen! Let it rain :)

  • 11
  • 28

nogle mener, at VAWT støjer mindre: https://www.acoustics.asn.au/conference_pr.... Støjmønstret er tættere på baggrundsstøj og klinger af i kortere afstand.

Der stod et sted, at de skulle være billigere og nemmere at producere. Hvis de så også kan stå væsentligt tættere ved hinanden, bedre til at udnytte mindre vind, mølleparker lægger beslag på væsentlig mindre hav/landareal og mindsker dermed de dele af miljøkonflikterne og med mindre støj kan de komme tættere på boliger. Måske ikke enten/eller, men et supplement? Hvad siger Vestas mon?

  • 2
  • 5

Der stod et sted, at de skulle være billigere og nemmere at producere. Hvis de så også kan stå væsentligt tættere ved hinanden......

Vi bliver snydt af vores krybbyrshjerne. 10m er "stort", det er 25m og 100m også.

Det er muligt at vertikale møller er et alternativ i husmandsstørrelse, men jeg tvivler alvorligt på økonomien i at at bygge vertikale møller i MW størrelsen på grund af ovenfor nævnte skaleringsregel hvor konventionelle møller løber fra alt andet.

  • 12
  • 0

Jeg tænkte selv mest på de steder, hvor krav mod støj og 'visuel forurening' helt udelukker vindmøller idag. De vertikale skulle desuden have nogle fordele på flydende platforme. Måske større fleksibilitet?

Jeg har selv haft fornøjelsen af at eksperimentere med en Darrieus type på et par meters højde, lodret aksel og 3 vinger. Der er nogle udfordringer som gør den mindre praktisk.

Der vil være behov for at stabilisere akslen med mindst 3 wirer som holder toppen på plads, med mindre man benytter en meget kraftig aksel.

Den er ikke selvstartende, men skal løbes i gang, ellers står den stille i selv stærk vind.

Vingerne udsættes for voldsomme centrifugalkræfter. Vingernes periferihastighed kan let løbe op i 2-3 gange vindens hastighed. Og dermed kommer der en del wooosshh støj fra vingerne.

Typen er tilbøjelig til at have kraftige resonanser i både vinger og befæstning. Mit eksperiment endte pga. resonans, wirerne som holdt toppen opførte sig som sjippetov, og endte med at klippe en vinge over. Jeg havde bremse på den (tromlebremse fra en bil), men bremsen brød i brand og jeg kunne ikke stoppe møllen.

Som små husstandsmøller kan den måske bruges, men jeg tvivler på lodrette megawatt møller. Effektivitet er ikke alt, pris og driftssikkerhed kan være vigtigere.

  • 24
  • 0

@ Rasmus Dybbro: det har du desværre ret i og den negative holdning mod udvikling af atomkraft skyldes som jeg ser det manglende nygerrighed om at være helt fremme, hvor energiproduktion skal være om 10 eller 20 år. Enhver fremtidsorienteret ingeniør og forsker bør kigge på, hvordan CMSR, MSR eller DFR udvikles, forbedres og sættes serieproduktion til fordel øget velfærd i u-lande. Derved reduceres bl.a. behovet/ønsket om migration til i-landene, hvor migranterne er ildeset. Det minder mig om udviklingen i skibsfarten, hvor rederne i Aabenraa satsede på de velkendte sejl, mens deres kollega i Flensburg så fremtiden i dampmaskinerne. Gæt lige, hvilken by der blev sejlet agter ud. Thumb down er faktisk en falliterklæring, fordi man ikke kan/vil fremlægge, hvorfor tomlen vendes nedad. Så en begrundet tomle op for Dybbro!

  • 3
  • 12

Hvis man nu alligevel skal tænke ud af boksen, som det vel hedder på nutids sprog, så har det jo lykkes at få et fly til at flyve uden nogen bevægelige dele, så måske vil der i fremtiden komme vindmøller uden bevægelige dele. Dett kan godt være ideen er for vild, men ind imellem sker der jo uventede opdagelser

  • 1
  • 2

Nogle har nævnt det delvis, men jeg vil opsummere: Vertikal-akslede møller har foruden mindre virkningsgrad den ulempe, at de ikke er selvstartende! - De skal have starthjælp! To fordele: genera toren kan sidde forneden, så den er let at servisere - og møllen skal ikke krøjes, når vinden skifter retning. Desuden har den en psykologisk ulempe: at det er sværere at forstå fysikken for dens funktion! Man skal forstå et vektordiagram og begreberne relativ og absolut hastighed.

  • 3
  • 3

Ha! - Meget morsomt! Altså det med lygtepælene. - Skal din lygtepæl så dreje med rundt? - eller skal generatoren sidde oven over pælen? - Eller nede i jorden? Og for at fortsætte med højt humør: Husk, at Jorden drejer med rundt! (;-)

  • 5
  • 2

Altså det med lygtepælene. - Skal din lygtepæl så dreje med rundt? - eller skal generatoren sidde oven over pælen? - Eller nede i jorden? Og for at fortsætte med højt humør: Husk, at Jorden drejer med rundt! (;-)

Meget morsomt, Holger! 🤪

Dit liv er sikkert så travlt, at du ikke kan finde 12 minutter at blive klogere på.

Men skulle du, på trods af din meget nedladende tone, finde plads til at "spilde" disse 12 minutter, så se denne video:

https://youtu.be/gcSnwW5v3f8

Skulle du endda finde 12 minutter uoverskueligt, så spring seks minutter ind i videoen. 😉

P.S.: Er du ingeniør, Holger???

Husk, at Jorden drejer med rundt

Beklager min manglende indsigt men, dén forstår jeg slet ikke! Kan du uddybe?

  • 2
  • 5

Men skulle du, på trods af din meget nedladende tone, finde plads til at "spilde" disse 12 minutter, så se denne video:

https://youtu.be/gcSnwW5v3f8

Det er med Youtube som med Hitchikers gide to the Galaxy. Et eller andet sted i universet gror alting på træerne.

Og på Youtube er der altid nogen som har lavet en video om det

Du havde så heller ikke 12 minutter at "spilde" Kjeld!

Synd du har den holding til YouTube.

Det er jo op til dig selv, hvad du vælger at se på YouTube, men totalt at afvise en anbefalet video, ér fucking arrogant! Og viser, som du tidligere har vist, et udsyn med strammende skyklapper, KFC!

YouTube serverer alt det værste, alt det bedste og, alt derimellem. Fuldstændig som andre medier.

Der findes utallige seriøse, videnskabelige kanaler der. Som F.eks. den jeg linker til ovenfor!

  • 2
  • 6

Det er jo op til dig selv, hvad du vælger at se på YouTube, men totalt at afvise en anbefalet video, ér fucking arrogant!

Har jeg gjort det?

Du havde så heller ikke 12 minutter at "spilde"

Jeg tror jeg brugte et halvt minut på den. Hvad end der var i den ville jeg kunne have læst grundigt på et par minutter, og fået mere ud af det.

Nej jeg er ikke generationen, som har tålmodighed til at sidde og se på Youtube videoer for at få information. Min generation er vant til at læse og forstå. Jeg ved godt at børnene sidder og glor på videoer hele dagen, heldigvis ofte noget seriøst. Men hold kæft hvor bruger de lang tid på det.

Generelt så ser jeg ikke de videoer som folk linker til, for hvis jeg gjorde kunne jeg ikke bestille andet. Og så er det ligegyldigt hvor gode de end er.

Og nej, der er ingen der kan multitaske!

  • 6
  • 4

Youtube

At afvise at få ny viden, blot fordi det er puttet i en video, er da da indtil nu, den tåbeligste ting jeg har hørt idag. Godt det er tidligt på dagen endnu.

Nå, men jeg har plukket referencerne fra videobeskrivelsen, så du kan læse det med egne øjne: https://www.theguardian.com/environment/20...

https://alpha-311.com/#home

Uden at jeg i øvrigt tager stilling til om det er en god ide. Så er de her småturbiner faktisk ved at blive sat op ude i den virkelige verden. På pæle/master som alligevel skal være der af andre årsager.

PS. Man kan sætte tempoet op på videoerne. Det gør mine unger meget ofte når det drejer sig om tørre videoer, som den omtalte. Så er det altså 3 minutter man skal investere ved 2x.

  • 1
  • 4

"Så er de her småturbiner faktisk ved at blive sat op ude i den virkelige verden. På pæle/master som alligevel skal være der af andre årsager."

Ja og de kommer ikke til at producere energi til elnettet. Det bestrøgne areal er jo næsten ikke eksisterende. Og så er det en konstruktion med dårlig virkningsgrad. Drop det bras.

  • 8
  • 1

videoform

Jeg er enig i at det er meget hurtigere at skimme et dokument igennem, end at forsøge at få det vigtigste ud af en video. Men derfra og så til kategorisk at afvise det... Afviser man så også kategorisk at se nyheder i tv?

Nå, det bliver en metadiskussion. Vi lukker den her.

  • 2
  • 2

er fremtiden måske at alle har en vindmølle og solceller og elnettet kun er til backup?

De der små vertikale møller vil ikke kunne levere strøm til en enkelt hustand, så det er ikke blot backup men fill up.

Det åbner så en anden diskusion, hvor skal backupen komme fra, hvis ikke fra andres møller og solceller.

Og i de store byer er husstand møller umuligt. Solceller kan det også knibe med. Så der skal planlægges med at VE skal levere til el-nettet, det andet er blot småtterier.

  • 2
  • 0

At afvise at få ny viden, blot fordi det er puttet i en video, er da da indtil nu, den tåbeligste ting jeg har hørt idag. Godt det er tidligt på dagen endnu.

Nå, men jeg har plukket referencerne fra videobeskrivelsen, så du kan læse det med egne øjne: https://www.theguardian.com/environment/20...

https://alpha-311.com/#home

Uden at jeg i øvrigt tager stilling til om det er en god ide. Så er de her småturbiner faktisk ved at blive sat op ude i den virkelige verden. På pæle/master som alligevel skal være der af andre årsager.

Naturligvis skal man ikke blot afvise ideen. En serviet og en kuglepen hjælper også:

alpha-311 er meget sparsomme med oplysninger om energieffektiviteten ved deres møller. Og nu antager vi at de har løst startproblemerne og har sikret sig en tilpas god bremse....

Dog kan der i deres materiale her findes et tal:

With just these 10 turbines, The O2 could produce up to an estimated 87,700 kWhs a year -

... Her begynder mit bogometer så at slå en anelse ud. Deres fine grafik viser en mølle der - meget venlig sat, måske overstryger 1m2. Ved 8m/s har vinden ialt 314W/m2 energi.

Tallet 87600 for ti møller er også ret interessant. Pr. mølle giver det 8760kW/h...

Men 365 x 24 er netop 8760.

Som den mistroiske sjæl jeg er kunne jeg godt få den tanke at de har en 1kW generator i dimsen og så har ganget mærkeeffekten med antallet af timer på et år.

Men det er jo naturligvis korrekt at den "could produce up to" - hvis den bliver placeret i en vindtunnel ved omkring 20m/s vind...

  • 8
  • 0

Dog kan der i deres materiale her findes et tal:

With just these 10 turbines, The O2 could produce up to an estimated 87,700 kWhs a year -

... Her begynder mit bogometer så at slå en anelse ud. Deres fine grafik viser en mølle der - meget venlig sat, måske overstryger 1m2. Ved 8m/s har vinden ialt 314W/m2 energi.

Ja, det er fuldstændigt vildt overdrevet.

Med den i videoen viste placering i lav højde ved en vej, kan man måske nogen steder (optimistisk?) opnå en middelvind på 6 m/s. Det giver en middeleffekt igennem et bestrøget areal på 1 m2 på 130 W. Virkningsgraden er næppe meget over 0,3 og det giver noget i størrelseordenen 3400 kWh årligt for 10 møller.

Altså ikke engang svarende til forbruget i ét britisk hjem.

Beregning er dog noget usikker, da vindeffekten er meget ulineært med vindhastigheden.

  • 4
  • 0

Eller 20kr per Watt?

Man kan købe 10KW solceller for 10K (plus transport), til dem køber man en 10KW inverter til 5K(plus transport), div. ledninger m.m. (10k), monteirngsrammer (10k) og installerer dem for 10K.

4,5 kr per Watt.... Selvom jeg måtte have simplificeret det - så er der meget langt op til 20 kr per Watt.

Og det er små stk priser, som jeg selv har fået og brugt.

  • 1
  • 1
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten