Testdata afliver fordom: Mølle med to vinger fungerer fint

Testdata afliver fordom: Mølle med to vinger fungerer fint

Foto: Envision Energy

Envisions tobladede prototypevindmølle i Thyborøn har kørt en måneds tid, og testdata viser, at den opfører sig som håbet og forventet: Data bekræfter, at det er muligt at gøre vindkraft billigere.

Foreløbige testdata fra den kinesiske vindmølleproducent Envisions tovingede vindmølle viser, at produktion og opsætning af vindmøller kan gøres væsentligt billigere.

Den tobladede prototype, der er opstillet i Thyborøn, har siden september indsamlet data, og møllen har ifølge direktøren for Envisions udviklingsafdeling i Silkeborg, Anders Rebsdorf, været udsat for tilstrækkelige vejrsituationer, til at man kan begynde at sige noget om møllen.

»Vindmøllen har kørt i hele effektspektret - og indtil videre i op til 34 sekundmeter vind, og den bekræfter, at vores beregninger og simuleringer passer sammen med virkeligheden. Vi er kommet godt i gang med afprøvningen af møllen,« siger Anders Rebsdorf.

Læs også: Se detaljerne på kinesisk mølle med kun to vinger

Vindmøllen PP2B (partial pitch 2 blade) adskiller sig markant fra typiske vindmøller. Det mest opsigtsvækkende er umiddelbart, at den er designet med blot to vinger. Dernæste er det usædvanligt, at kun det er de yderste 2/3 af vingen, der kan pitches. De to faktorer har sat sit præg på resten af møllens design.

Med partial pitch og kun to vinger mindskes belastningen på tårnet, og derfor har Envision sparet 30 procent af stålet til tårnet og fundamentet - omsat til penge, svarer det til godt ti procent af møllens totalpris.

Fordommen: To vinger giver mere slitage

Ingeniøren har fulgt Envisions vindmølle undervejs i udviklingen, og læsere har i debatten påpeget, at en rotor med to blade i stedet for tre vil belaste møllen skæbnesvangert: Når vingerne er lodrette i luften, vil den ene vinge være i vindskygge af tårnet, mens den, der stritter lige op i luften, vil være hårdt prøvet af vinden, og det vil give et makabert vrid henover navet, som derfor kan udsættes for øget slitage og deraf kortere levetid for møllen.

»En tobladet rotor vil altid have en et varierende inertimoment, som er lidt af en udfordring. Men det er der især to ting, der har gjort, vi overkommer det: Vi har brugt mere stål i krøjesystemet (det drejelige halsled), så det kan klare en større belastning. Men det er især vores design med partial pitch, der har hjulpet os her,« forklarer Anders Rebsdorf.

Pitch er den teknik, der gør vingen i stand til at dreje rundt om sin egen akse og åbne eller lukke vingens overflade for vinden. Envisions nye teknik med partial picth går ud på, at vingerne er delt i to, og den inderste del af vingen, der sidder fast på navet, er i fast pitch, mens det er længere ude på vingen, det drejelige pitch-led sidder. På den måde er det kun den yderste størstedel af vingen der kan pitche i forhold til vinden.

Til forskel fra andre møller, pitcher den inderste del en PP2Bs vinger ikke, og det gør, at hele rotoren kan rykkes tættere ind på tårnet, hvilket øger stabiliteten for møllen.

»Den teknik har hjulpet os rigtig meget i forhold til udfordringen med varierende inertimoment,« siger Anders Rebsdorf.

Han fremhæver, at den tobladede konstruktion også er en fordel i situationer med ekstremt vejr, hvor det gælder om at lukke ned for møllen for at begrænse vindens destruktive kræfter på den. I sådan en situation er fordommens roller byttet om - her er det de trebladede, der mindst evner at komme ud af den kraftigt belastende vind. Den tobladede kan lægge vingerne som et spyd gennem vinden med en minimal flade mod vinden, mens de trebladede ikke kan dreje sig, så ingen vingeflader belastes i fuld længde.

Med hensyn til møllens levetid, er det ifølge Envisions direktør også noget, man designer sig frem til. Ved at bruge lidt flere eller færre forstærkende materialer i de bærende konstruktioner, indstiller man dens levetid, og Envisions prototype af PP2B er designet til at holde i tyve år.

Havvindmøllen samles på land

Konstruktionen med blot to vinger giver andre muligheder for opstilling af mølleparker til søs, som også er en af de helt store udgiftsposter. Et kranskib, der kan opstille havvindmøller, kan nemt koste en million kroner i leje pr. dag.

Med møllen i Thyborøn afprøvede Envision en ny måde at samle møller på.

Den væsentlige forskel mellem Envisions metode og de metoder, der bruges til trebladede møller, skal findes i processen mellem oprejst tårn og færdig mølle.

Med trebladede møller, løftes først nacellen (møllehuset) op på tårnet, og så løftes rotoren med vingerne på. Ellers kan man løfte først nacellen og rotoren, og så løfte og montere de enkelte vinger til sidst.

Hvert løft skal være præcist, og vingerne er vindfølsomme, hvilket kan umuliggøre arbejdet i for hård vind. Efter hvert løft skal der kvalitets- og sikkerhedsgodkendes, og derfor kan hvert løft tage mange timer og blive en dyr affære.

Med det tovingede koncept, kan Envision samle nacelle, rotor og vinger, inden de sejler ud og løfter det hele op med kun ét kranløft.

»Vi har flyttet en stor del af den trinvise samling og kvalitetskontrol ind på land, hvor det koster en brøkdel i forhold til at gøre det samme til søs,« siger Anders Rebsdorf.

På grund af, at Envision klarer løftet til søs i ét tungt løft på godt 240 ton, bliver det ene løft også mindre vindfølsomt og nemmere at styre. Øvelsen er ikke foretaget i praksis, men Anders Rebsdorf forventer, løftet kan udføres i op til 14-16 sekundmeter vind.

Dong er for tiden i færd med at opstille 111 stk. 3,6 MW-møller i en havvindmøllepark ud for Anholt. Her er tempoet én mølle i døgnet, hvilket er en markant forbedring i forhold til da de satte op i Gunfleet Sands i 2009, hvor de brugte 79 timer i snit pr. mølle.

Med forbehold for at Envision indtil nu kun har opsat én PP2B og endnu ikke en hel havpark med deres nye metode, forventer Anders Rebsdorf, at de vil kunne hugge tre-otte timer af pr. opsat mølle i forhold til eksisterende metoder.

Opskalering kommer til Østerild

Envisions prototype af PP2B i Thyborøn er en 150 meter høj 3,6MW mølle. Den leverer inden for få procent lige så meget energi som en trevinget mølle.

Vingefanget er på 128 meter, men de to vinger er bredere i forhold til traditionelle møllevinger for at levere den samme effekt som tre. I alt er de to vingers vægt cirka 5/6 vægten af tre vinger fra en trebladet mølle af samme kaliber.

Når PP2B E-128 har bevist sit værd i Thyborøn, er planen, at det kommer en større version af den til Østerild Testcenter i 2014.

Kommentarer (50)

Det er en dårlig nyhed, hvis det viser sig at 2-vingede møller er billigere/bedre end 3-vingede. For de er ganske enkelt betydeligt grimmere at se på. At vingen pitches halvt ude, gør kun møllen endnu grimmere at se på.

  • 0
  • 0