Vindmølle

En vindmølle er en mekanisk innretning som blir drevet ved hjelp av blader på roterende aksel som får bevegelsesenergi fra vinden. Bruksområde og etymologi Opprinnelig ble vindmøller brukt for å male korn eller pumpe vann. Ordet «mølle» har samme opprinnelse som ordet «male», i betydningen knuse (korn til mel). Personen som drev en mølle kaltes «møller». I dag brukes ordet ofte om vindturbiner for produksjon av elektrisitet og pumping av vann. Historikk De første vindmøllene vi kjenner til ble brukt i Kina for 4000 år siden, og ble brukt til å pumpe vann til kunstige vanningssystemer. I Hellas brukte man vindmøller for nesten 2000 år siden, i Persia (dagens Iran) ble de brukt 600 år e.kr., mens vindmøllene kom til resten av Europa med korsfarerne først på 1100-tallet. I middelalderen begynte man å bruke vindkraft. Vindmøller spilte også en stor rolle under tørrlegging og gjenvinning av land fra Nordsjøen i deler av Nederland, samt oppdyrking av prærien i USA og Australia, der de ble brukt til å pumpe opp vann. Til Sverige kom vindmøllene på begynnelsen av 1300-tallet, der de ble brukt til å male korn og pumpe vann. Mellom Nederland og Danmark er kysten og landet innafor flatt og godt egnet for vindmølledrift. Da var det ikke snakk om å utvinne elektrisk energi, vindmøller ble tatt i bruk for å drive innretninger, som ble brukt til handverk og landbruk. Vindmøllene ble brukt til å male korn, papirproduksjon, noen malte fargepigmenter til både hus- og kunstnermaling, mens atter andre malte kryddere eller drev et batteri av remskiver som drev sagblader, dreiebenker, boremaskiner osv. Ulike typer vindmøller utgjorde Nederlands første industriområde, nord for Amsterdam. Noen av møllene i dette området har blitt beholdt og er en del av friluftsmuseet Zaanse Schans. Den indre mekanikken med tannhjul og drev, var til å begynne med av tre, men jern og messing kom fort i bruk. Den mest avanserte mekanismen var den som roterte hele møllehuset etter hvert som vinden dreide. Norge hadde rikelig med vannkraft til å drive møller og kverner; derfor ble det bygget bare et fåtall vindmøller i landet vårt, og de fleste hadde kort levetid. I den senere tid har man i Norge begynt å bruke vindmøller til produksjon av elektrisk kraft. Det er blitt utbygget en del anlegg langs kysten, og flere prosjekter er under planlegging. Vindkraft brukes ikke bare til vindmøller. Den har også blitt utnyttet i årtusener til å drive for eksempel seilbåter framover sjøen. Seilfly bruker oppadgående vinder til å holde seg oppe. Den britiske faktasjekkredaksjonen FullFact har tidligere sett på en påstand om at det kreves mer energi å produsere vindmøller enn de selv produserer gjennom sitt livsløp. De konkluderte med at påstanden var feil. Vindturbin En vindturbin er en vindmølle som er spesielt utviklet for å generere elektrisitet, den produserer strøm ved å omdanne bevegelsesenergien i vinden til elektrisk energi. De sees på som neste trinn i utviklingen av vindmøllen. Virkemåte Når vinden får rotorbladene til å gå rundt og det fører igjen til at generatoren går rundt. Dette fører til at generatoren produserer elektrisitet med lav spenning. Med hjelp av en strømomformer og en transformator omformes strømmen til vanlig strøm for kraftnettet. Historie De første vindturbinene ble bygget mot slutten av det nittende århundre av prof James Blyth i Skottland (1887), Charles F. Brush i Cleveland, Ohio (1887–1888) og Poul la Cour i Danmark (1890-tallet). La Cours mølle fra 1896 ble senere det lokale kraftverket i landsbyen Askov. I 1908 var det 72 vinddrevne elektriske generatorer i Danmark, alt fra 5 til 25 kW. På 1930-tallet ble vindmøller mye brukt til å generere elektrisitet på gårder i USA hvor distribusjonssystemer ennå ikke hadde blitt installert, bygget av selskaper som Jacobs Wind, Wincharger, Miller Airlite, Universal Aeroelectric, Paris-Dunn, Airline og Winpower. Dunlite Corporation produserte også vindturbiner i Australia. Forløpere for moderne vindkraftgeneratorer med horisontal aksel var WIME-3D som var i drift i Balaklava Sovjetunionen fra 1931 til 1942, en 100 kW generator på et 30 meter høyt tårn, Smith – Putnam vindturbin bygget i 1941 på fjellet kjent som Grandpa's Knob i Castleton, Vermont, USA på 1,25 MW og NASA vindturbiner utviklet fra 1974 til midten av 1980-tallet. Utviklingen av disse eksperimentelle vindturbinene var banebrytende for mange av teknologiene for det vindturbindesign som er i bruk i dag, inkludert: stålrørstårn, generatorer med variabel hastighet, bruk av komposittbladmaterialer, samt aerodynamisk, strukturell og akustisk teknisk design. Den moderne vindkraftindustrien startet i 1979 med serieproduksjon av vindturbiner av danske produsenter Kuriant, Vestas, Nordtank og Bonus. Disse tidlige turbinene var små etter dagens standard, med kapasiteter på 20–30 kW hver. Den første pilot-vindmøllen, Hywind, til sjøs ble installert og satt i drift ti kilometer sørvest for Karmøy høsten 2009. Utforming Den vanligste typen vindturbiner i Norge er horisontalakslede vindturbiner med tre rotorblader festet på en horisontal aksel. Et kraftig fundament på bakken, eller en stødig plattform på havet, gir feste for et høyt tårn. Tårnet er ofte et stålrør hvor man innvendig kan klatre opp en stige for vedlikehold, men i de fleste er det montert en heis. På toppen av tårnet befinner rotoren og generatoren seg og en horisontal aksel kobler disse sammen på en direkte drevene turbiner. En annen mye benyttet typer er turbiner som er utstyrt med gir, noe som gjør at generatoren kan rotere hurtigere enn rotorbladene. I Norge har ca. 75% av vindturbinene gir. Gjennom et kontrollsystem blir rotorbladene og hele rotorens retning regulert slik at man får produsert mest mulig strøm uten å overbelaste komponentene. Vindturbinene blir også overvåket og styrt av driftspersonell. Vindturbiner har lynavleder og generatoren har brems som en del av sikkerhetssystemet. Vindturbiner med nyere design produserer strøm fra vindhastighet på 3–4 m/s, og når maksimal effekt ved 11–15 m/s. Når vindhastigheten blir høyere må man, for å unngå for stor belastning på vindturbinen, justere rotorbladenes vinkel å slippe vind forbi. Kommer vindhastigheten opp i 25-28 m/s må vindmøllene stanse helt. Derfor har vindturbiner varierende produksjon av strøm og er ikke en konstant energikilde. Vindturbiner krever mye energi under tilvirkingen og noe vedlikehold i sin levetid. Blader må tilses hvert andre år, og kanskje må sliten overflate repareres. I tillegg kommer demontering og avfallshåndtering etter endt levetid som er 20-30 år. Sammenligning med for eksempel vannkraftverk som krever mye mindre vedlikehold og hvor de fleste ble bygget på 1960-70 tallet og fremdeles er i drift (det eldste som er i drift er Hammeren kraftverk fra 1900) er nok ikke vindturbiner like miljøvennlige. Utviklingen Vindturbinteknologien har utviklet seg raskt og over hele verden er det nå tusenvis av vindmøller i drift, med en samlet kapasitet på 591 GW per 2018. I tillegg til at installert effekt har også totalhøyde og lengde på rotorblader økt. Når lengden på rotorbladene øker vil bladene fange mer vind og produksjonen øker, men det er bare i periodene hvor det blåser akkurat passe, ikke for lite og ikke for mye, som dette kommer til nytte. Det er komplisert å øke den installerte effekten i en vindturbin uten at endringene medfører store utfordringer for transport, bygging og drift av vindturbinene. Miljøprotester På begynnelsen av dette århundre førte økende bekymringer over energisikkerhet, global oppvarming og eventuell mangel på fossilt brensel til en økende interessen for vindkraft og andre fornybar energi former. Mange miljøvernorganisasjoner mente vindparker ville være løsningen. Men nå øker protestene mer og mer, mest mot landbaserte parker, men også mot havbaserte parker. For vindparker på land er det mange argumenter mot vindturbiner. Det krever veier i landskapet for å transportere turbinene og vedlikeholde dem. De legges ofte i områder som før var nokså urørt natur (der det blåser mest) og dette ødelekker på samme måte som høyspentmaster landskapet. Ørn og andre større fugler klarer ikke å bedømme rotorbladets bevegelse og en hel del fugler dør av skader. Ved vindparker som folk bor eller oppholder seg i nærheten av er det først og fremst lyden som er et problem, men også skyggene fra rotorbladene som helt regelmessig går over området. For vindparker til havs er det først og fremst omsynet til fiske i områdene som gjør at det blir protester. Det har den siste tiden vært flere aksjoner mot vindkraftutbygging. Verdens største De vindturbinene som i 2021 er verdens største produserer 13MW (megawatt) og produserer 288MWh (mega-wattimer) strøm på et døgn. Vindturbinene er av typen Haliade-X og er plassert i havvindparker. Vindturbinens tårn er 153 meter høyt, rotorbladene er 107 meter lange så den er totalt 260 meter høy. Referanser Litteratur Det er energi i vinden: et hefte om vindmøller i Norge. Oslo: Naturvernforbundet. 1990. ISBN 8274780256. Vindkraft: en generell innføring. Oslo: Norges vassdrags- og energiverk. 1998. ISBN 8241003439. Gimbel, Jean (2003). The Medival Machine. The industrial revolution of the middle ages. ISBN 0-7607-3583-2. Eksterne lenker (en) Windmills – kategori av bilder, video eller lyd på Commons (en) Windmill – galleri av bilder, video eller lyd på Commons