Spørg Fagfolket: Hvorfor står vindmøller altid på stribe?
Vores læser John Harboe har spurgt:
Hvorfor står vindmøller altid på stribe? Om det er tre eller fem, er det på en stribe?
Henrik Stiesdal, opfinder og vindmøllepionér, svarer:
Vindmøller står faktisk ikke altid på stribe. Der er mange eksempler i de danske landskaber, hvor klynger danner andre figurer, typisk trekanter eller rektangler. Men det er rigtigt, at møllerne i de fleste vindmølleklynger er opstillet på stribe, dvs. på en linje og ikke i en anden geometrisk form.
Det er der en række årsager til.
Den vigtigste begrundelse for opstilling af vindmøller på en linje er, at det i de fleste tilfælde giver den højeste energiproduktion.
En vindmølle er som bekendt en maskine, der omdanner bevægelsesenergi i vinden til mekanisk energi. Den mekaniske energi leveres normalt som elektrisk energi. Når vindmøllen udtrækker energi af vinden, medfører det nødvendigvis, at vindens hastighed bliver reduceret.
Et stykke bag en ideel vindmølle er vindhastigheden reduceret til 1/3 af hastigheden foran møllen. Opstiller man en vindmølle tæt på en foranstående vindmølle, vil lævirkningen bag den foranstående vindmølle derfor give anledning til et væsentligt produktionstab på den bagvedstående.
Denne lævirkning aftager med afstanden til den foranstående vindmølle, fordi 'slipstrømmen' efterhånden opblandes med den frie, omgivende vind. Hvor langt, man skal bag den foranstående vindmølle, før lævirkningen er blevet ubetydelig, afhænger af turbulensen, dvs. hvor urolig vinden er.
Synlig lævirkning
I et landskab med mange træer og bygninger er turbulensen høj, og der kan man normalt regne med, at lævirkningen stort set er væk i en afstand på ti gange diameteren af rotoren på den foranstående vindmølle. Til havs er turbulensen lav, og her kan lævirkningen strække sig meget længere bag efter vindmøllen.
Da luften nu en gang er gennemsigtig, kan man som bekendt ikke uden videre se på luften, hvad vindhastigheden er, og derfor kan man heller ikke se lævirkningen bag møllen. Men ved sjældne lejligheder kan der optræde vejrforhold, som gør lævirknigen synlig.
Det nok bedst kendte eksempel er nogle fotos, som blev optaget i 2008 fra en helikopter, der fløj over Horns Rev-vindmølleparken. Man kan finde disse fotos på nettet ved at søge på 'Horns Rev Wake' og så se under 'Billeder'.
Her ser man, hvordan lævirkningen på grund af den lave turbulens strækker sig meget langt bag møllerne.
Fænomenet, som gav anledning til de spektakulære billeder, er forklaret i DTU-rapporten 'Wind Farm Wake: The Horns Rev Photo Case'.
På land skal man altså helst ud i en afstand mellem møllerne på ti gange rotordiameteren. Så stor en afstand mellem møllerne i en klynge er der meget sjældent plads til.
Man gør så i stedet det, at man opstiller møllerne på en linje, der er nogenlunde vinkelret på den fremherskende vindretning. Så generer møllerne ikke hinanden med lævirkning i hovedvindretningerne, hvor det meste af energien produceres. Og så lever man med, at de altså gør det, når vinden en sjælden gang er på langs ad rækken.
Placering efter vejrforholdene
For at møllerne trods alt ikke skal genere hinanden for meget i de situationer, bruges ofte en mindstegrænse på tre gange rotordiameteren. Andre steder i verden, hvor en bestemt vindretning er helt dominerende, og hvor det stort set aldrig blæser i en retning vinkelret på den almindelige, har man opstillet vindmøllerne meget tættere.
På et af de projekter, jeg selv havde meget med at gøre i Californien i 1980’erne, var der afstanden mellem møllerne 1,015 gange rotordiameteren. Det betød, at der var 30 cm mellem vingespidserne på nabomøllerne.
I Danmark er vestlige vindretninger de mest almindelige, og derfor er klynger af vindmøller typisk opstillet på en linje, der er orienteret nogenlunde i retningen nord-syd.
I Technical Report 99.13 fra DMI kan man få et godt indtryk af, hvor meget vestenvinden dominerer her i landet, men også, hvordan det trods alt afhænger en del af lokale forhold.
En anden, mere sekundær, men alligevel vigtig begrundelse for opstilling på en linje er, at det giver mulighed for at minimere virkningen på det omgivende landbrug.
Vindmøller opstilles typisk langs markskel eller veje. Her vil retningen af disse eksisterende landskabselementer mange gange bevirke, at retningen af møllerækken ikke er helt vinkelret på den fremherskende vindretning.
Men når blot der er en nogenlunde afstand mellem møllerne, betyder det sjældent meget for energiproduktionen.
