Världens högsta vindkraftverk blir 365 meter högt när det står klart i Tyskland senare i år, i Klettwitz mellan Berlin och Dresden. Verket blir nästan 70 meter högre än Nordens högsta byggnad, Karlatornet i Göteborg. Exklusive vingarna blir det 300 meter upp till vindkraftverkets nav, drygt dubbla höjden mot Malmös Turning Torso.
Det nya vindkraftverket blir ungefär dubbelt så högt som de i dag normala 140 meter, landbaserade vindkraftverken mäter. Det är också lite av vitsen med att bygga dessa höghöjdsverk då de kan placeras i redan befintliga vindparker, som ett nytt lager över de befintliga verken. Detta nya lager kan utnyttja vinden ovanför de lägre verken utan att vinden till dessa störs. Tillståndsprocessen, liksom infrastruktur och service, blir sannolikt också enklare av att bygga i redan befintliga vindparker.
Bild: Högre än Karlatornet. Tyskt vindkraftverk kommer slå rekord. Foto: Serneke.
Den stora fördelen med höghöjdsverk är dock att vinden där är både kraftigare och mer konstant. Vindens effekt är proportionell mot vindens hastighet upphöjd till tre. När vindhastigheten fördubblas ökar därmed effekten åtta gånger. Detta förklarar varför det är så viktigt att placera vindkraftverk där det blåser bra – och det blåser bättre på 300 meter än på 150 meter. Enbart den skillnaden betalar enligt Jochen Grossmann för den merkostnad som uppstår när man bygger högre. Jochen Grossman är chef för den tyska byggkonsulten Gicon som ska uppföra det nya höghöjdsverket.
Redan för ett år sedan uppförde Gicon en testmast på 300 meter i närheten av det planerade vindkraftverket. ”Mätresultat från masten visar att ett vindkraftverk på den höjden ger en mer än dubblad elproduktion jämfört med ett normalhögt verk med samma rotorblad”, förklarade Johen Grossmann i en intervju med tyska Suddeutsche Zeitung. På testmasten finns utöver all mätutrustning också en livesändande kamera.
Med högre höjd kan också vingarna göras längre. Med längre vingar blir den yta rotorbladen sveper också större. Matematiskt är det så att om vinglängden dubblas blir den svepta ytan fyra gånger större. Därmed kan en större mängd av vindens energi utnyttjas.
Det tyska höghöjdsverket skulle kunna ha väsentligt längre vingar än de drygt 60 meter som nu planeras, vilket inte är längre än för ett vanligt landbaserat verk. Vestas största når en vinglängd på drygt 80 meter och Siemens drygt 60 meter.
Anledningen att de inte görs längre är att runt 60 meter oftast är maxlängden för transport på land med lastbil. Rondeller, backkrön mm begränsar transportmöjligheten. Ska vingarna göras längre måste de göras i delar och här finns ännu ingen bra teknik till rimlig kostnad.
För havsbaserade vindturbiner är transporten av vingarna inte ett lika stort problem. De största vindverken, som t ex Vestas V236-15 MW, har som namnet anger en rotordiameter på 236 meter och vinglängden därmed hälften. Minus fästanordning blir själva vingen 116 meter. Märkeffekten anges till 15 MW, vilket är ungefär det dubbla av vad ett landbaserat verk når.
I planeringsstadiet ligger ett havsbaserat verk som ska ge 22 MW med en rotordiameter på 310 m.
Under 2017 sponsrade amerikanska US Department of Energy ett projekt av Eric Loth på University of Virginia att bygga ett havsbaserat verk på totalt 500 meters höjd med två vingar om vardera 200 meter. Verket skulle ge 50 MW. Själva tornet skulle ha en höjd på 300 m, dvs samma som det verk som nu ska uppföras i Tyskland.
I Sverige har Skellefteå Kraft tillstånd att i Arjeplog bygga ett 330 m högt verk, men har inga planer att bygga så högt. ”Dessa 330-metersverk finns inte på marknaden än men teknikutvecklingen har gått mot allt större turbiner. Som alltid är fördelarna att man får ut mer energiproduktion per enhet om de är större. Men konstruktionerna blir alltmer komplexa ju större de blir, med risk för tekniska problem”, förklarar Stefan Skarp, chef för vindkraft på Skellefteå Kraft.
Varför de amerikanska planerna aldrig blev mer än planer har Second Opinion inte lyckats få svar på. Kanske lyckades man inte läsa de tekniska problem Stefan Skarp talar om, som då problemet med att resa en betongpelare på 300 meter med en stor generator i toppen och med 200 meter långa vingar. Det är svårt hitta en lyftkran som klarar den höjden.
Tyska Gicon har löst det genom att ha en fackverkskonstruktion för tornet med en teleskopfunktion, där en inre konstruktion görs rörlig och skjutbar uppåt allteftersom den byggs på nertill. Det fackverkstorn på 300 m som nu byggs i Brandenburg i Tyskland är knappt hälften så högt som KVLY´s TV-mast i North Dakota på 628 m och därmed världens högsta fackverkskonstruktion.
Second Opinion har frågat Gicon om den beräknade effekten och årsproduktionen från det kommande vindkraftverket, men ännu inte fått svar.
Det tyska höghöjdsprojektet stöds av SprinD, en statlig organisation med uppgift att stödja omstörtande tekniska språng-projekt. Blir projektet med detta höghöjdsverk framgångsrikt ligger det i planerna att bygga ett tusental verk till under de närmaste 10 åren, vilket då ska svara för ca 5 procent av det tyska elenergibehovet.
3 Kommentarer
Ett normalt,nybyggt, vindkraftverk på land har idag en kapacitetsfaktor uppåt 35 % (vilket även till exempel Markbygden anger – och de påstår ju att de har Sveriges bästa vindläge där). De verk som byggs har en tornhöjd på mellan 100 och 150 meter.
Detta ”torn” om 300 meter kan möjligtvis inte klara större laster än en standardturbin på 7 MW och tillhörande blad om 60 meter. Det man måste komma ihåg är att materialmässigt blir materialåtgången för tornet 2^3 = 8 gånger större för 300 meters tornet som för 150 meters tornet. Andra rapporter har lagt på en faktor om 20 % på detta, d.v.s. 1.2*2^3 = 9.6.
Så, om nu normal torn har en kapacitetsfaktor på 35 % och detta supertorn har en kapacitetsfaktor som är mer än dubbelt så bra kommer man upp i över 70 %. Det verkar otroligt, de bästa havsbaserade ligger på cirka 50 %.
Jag skulle tro att man jämför med de dåliga vindförhållandena på land i Tyskland och går från 20 % till strax över 40 %. Kan det då löna sig trots de mycket ökade kostnaderna för grundsättning och torn? Jag tror det är – som det ofta brukar vara – glädjekalkyler som ligger bakom.
”… knappt hälften så högt som KVLY´s TV-mast i North Dakota på 628 m…”
Hmm, är detta ett argument för att det är enkelt att bygga ett 300m högt torn med en flera ton tung vindsnurra på? Ta en titt på TV-masten och se hur den smäckra skapelsen stadgas med vajrar som sträcker sig 440m ut i terrängen. Hur stadgas en vindsnurra där rotorn skall kunna svänga fritt?
Skall bli mycket intressant att se hur detta kommer fortsätta.
”..stöds av SprinD, en statlig organisation med uppgift att stödja omstörtande tekniska språng-projekt.”
ahh ok, det förklarar saken 🙂
Enkelt sammanfattat. När ”potentialen” av en teknik är en himla stor del av ”försäljningen” så krävs det hela tiden att man kommer upp med nya och bättre ”framtida” lösningar. Som jämförelse kan se se biobränsle. Idag är etanolen stendöd som global ersättning för bensin i fordon. Men från 80-talet och framåt så var helt hela tiden viktigt att tala om ”nästa framsteg” som ett sätt att motivera dagens ineffektiva lösningar. Vi såg i 10 års tid nya ”superbatterier” blåsas upp i media för att motivera ”elbilar”. Nu har verkligheten kommit ifatt. Elbilar är en bättre teknisk produkt för ~15-25% av fordonssektorn. Nu har verkligheten kommit ikapp, och dessa balanspunkter har infunnit sig. Vi ser nu samma glädjekalkyler inom vätgas. Tidigare genomgick skogen och skogsprodukter samma hype. Allt bygger på att man bortser från att inom energi är det flera magnituder större än andra områden och att t.ex el dessutom ska produceras när den konsumeras.
För ingenjörer går det ofta att istället för rita exponentialfunktioner i framtiden att räkna ut en rimlig marknadsandel baserat på tekniska fördelar. Numera kostar pengar via en normalårets och vips så har det inte blivit lika kul att köpa sig en image eller tilltalande PR-profil.
Varför måste vindkraftsindustrin skryta om dessa nya större verken baserar på välkända gamla formler? Jo, därför att dagens vindkraft visat sig vara precis så dyr och ineffektiv som alla ingenjörer vetat från början, men ofta av stora statliga gratispengar tvingats att jaga av sina arbetsgivare.
Om några år kommer vi också att se att EU frångår sina 4 grundläggande friheter gör att uppnå miljöfascistiska lösningar i takt med att glädjekalkylerna (sedan länge välkända sådana) inte visade sig stämma med verkligheten. Först måste miljöfacsismen försämra för konkurrenterna, första offret var kärnkraften i Europa. Nästa, fordonsindustrin, 3:e konkurrenskraften där industrin flyttar och den sista byggsektorn.
Fordonsindustrin klarade sig kortsiktigt för att Tyskland/Frankrike hade stora ekonomiska intressen. Nu kommer förlusterna där i fas 3 och 4.
Energiforsk gjorde en kontrafaktisk analys. De tillskrev vindkraften fantasivärlden för att visa på hur ”konkurrenskraftig” den var. Så blir det när aktivism och miljöfascism dominerar även det som okunniga betraktar som ”forskning”.
Samma som talade om etanol, biobränsle, stänga kärnkraft, solkraft, batterier och nu vätgasen. Gemensamma nämnaren, förhoppning utan att de själva räknat på det.
Att ”artikel” målar upp standardformulär från vindenergin som något ”sensationslystet” ger inget gott betyg till sidan.