Spørg Scientariet: Hvorfor er vindmøller ikke udstyret med winglets som fly?

Vores læser Lars Jensen har spurgt:

Mange fly har i dag Winglets, bl.a. for at spare brændstof.

Hvorfor ser man ikke sådanne vingespidser på vindmøller?

Læs også: Mega-vindmøller stiller nye krav til vingeteknologien

Christian Bak, seniorforsker, DTU Vindenergi, svarer:

Det korte svar er, at der rent faktisk findes vindmøller med winglets. F.eks. har en mølle af mærket Enercon winglets. Inden for vindmøllevingedesign har det været diskuteret i mange år, om man ikke skal benytte sig af dem i højere grad.

Det lange svar er dog, at der er nogle ting, der er anderledes for vindmøller end for f.eks. fly.

På fly bøjer winglets oftest opad, selvom dobbelt winglets, der peger både op og ned, også ses.

Læs også: Dansk udviklet energibesparende propeller solgt til MAN Diesel&Turbo

Winglets, der peger opad, peger altså mod den side af vingen, hvor der er undertryk. Det vil man helst ikke på vindmøller, fordi man i så fald bøjer dem ind mod tårnet, og på den måde mindskes afstanden fra vingen til tårnet.

Da man i designet af vindmøllevinger ønsker at undgå at ramme tårnet med vingen, har man normalt ikke lyst til at sætte ekstra dimser på vingen, som kræver, at vingen stives endnu mere af for at undgå at den rammer tårnet. Derfor bøjer man winglets væk fra tårnet - eller mod den side, hvor der er overtryk.

Selvom man ser denne forskel mellem fly og vindmøller, har undersøgelser vist, at man kan opnå flere procents ekstra energiproduktion på vindmøller med winglets, der er korrekt designet.

På fly kan man bruge winglets til at reducere modstanden på flyet og dermed spare brændstof. Desuden kan man også sikre sig ekstra opdrift, og det kan betyde, at man med et givet vingefang kan forøge den vægt, maskinen kan bære.

Læs også: Rapport: Flyindustrien halter 12 år efter CO2-mål

Winglets til støjreduktion

Da der er begrænsninger i lufthavne på vingefang, kan man tillade større fly at lande på trods af denne begrænsning. Sådanne begrænsninger kan man i princippet også tænke sig for vindmøller, hvor man ønsker at producere så meget energi som muligt på et givet areal.

For vindmøller ønsker man imidlertid at producere den billigst mulige energi, og derfor skal forholdet mellem energiproduktion og laster (og dermed de materialer, der skal bruges til at lave møllen) være så stort som muligt.

Nu er det sådan, at brugen af winglets øger lasterne på en vindmølle, og faktisk øges lasterne procentuelt mere end energiproduktionen. I stedet for at bruge winglets med den lidt komplicerede vingegeometri er det formentlig billigere at øge energiproduktionen med den samme forøgelse af lasterne ved at øge vingelængden.

Når jeg skriver 'formentlig', er det fordi, fremstillingsmetoderne udvikler sig, og fordi de forskellige vindmøllefabrikanter kan have forskellige bevæggrunde til at vælge forskellige designs.

Læs også: Spørg Scientariet: Hvor skal fjernvarmen komme fra, hvis al el produceres af vindmøller?

Imidlertid er alle vindmøllefabrikanter ude efter at reducere kilowatt-time-prisen givet den designfilosofi, de har valgt.

Endelig anvender nogle fabrikanter winglets til at reducere støjen med – både inden for flydesign og inden for vindmølledesign. Hvor meget man kan reducere støjen er ikke klart og vil kræve en del undersøgelser for at afklare det, men hvis winglets reducerer støjen markant, kunne det være en god grund til at bruge dem på vindmøller.

For at konkludere kan man sige, at winglets udmærket kan bruges på vindmøller og muligvis vil blive set mere i fremtidige designs, men at brugen af dem bliver afgjort af, om det er kosteffektivt, ligesom det er tilfældet på fly, hvor det dyrere winglet-design betaler sig selv hjem med et lavere brændstofforbrug og/eller ved, at større flyvemaskiner kan lande på mindre baner.

Spørgsmålet er derfor, om det for vindmøller er billigst at bruge winglets eller at øge vingelængden.

Spørg fagfolket

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 fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Er sagen ikke, at når man sætter winglets på et fly er det får at undgå 'drag' - altså turbulens, som trækker flyet i den forkerte retning - imens på en vindmølle vil man jo netop gerne have 'drag', som er med til at forbedre møllens virkningsgrad.

Altså, hvad der er dårligt for at fly (der helst skal bruge så lidt energi som muligt og derved have mindst mulig vindmodstand) er godt for en vindmølle (der helst skal samle så meget energi som muligt og derved helst skal have så meget vindmodstand som muligt) - skarpt stille op..?

  • 2
  • 4

Oftest er det billigere at lave en længere vinge, end at lave en kompliceret geometri.

Det er hele baggrunden for at den danske vindmølleindustris succes, grundlagt af jyske smedemestre, mens energi- og luftfartsindustrien byggede alt for dyre og komplicerede løsninger.

  • 1
  • 4

Hvis et fly flyver gennem et lufthav med høj fugtighedgrad, så kan man ofte se at vingespidserne trækker striber. Det skyldes et undertryk ved spidsen på grund af hurtige hvirvler. Det kan lade sig gøre fordi at luften lige under vingetippen kan nå at slippe udenom kanten og op ovenover vingen. Derved forsvinder lidt opdrift og så nytter den sidste lille stykke af vingen ikke meget. Sætter man en winglet på, så spærrer man for at luften kan slippe forbi og luften gør nytte hvor den skal.

  • 4
  • 0

Hvis man kikker på svævefly vil man se at mange (men ikke alle!) er uden Winglets. Årsagen er at lækagen kun sker i enden af vingen. Hvis denne er meget kort i forhold til længden af vingen så er tabet forholdsmæssigt lavere. Vindmøllevinger er jo ofte lange i forhold til bredden.

  • 3
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten