Vindmøller er fremtidens energikilde
Moderne vindmøller er blevet en hjørnesten i produktionen af elektricitet og spiller en afgørende rolle i den globale overgang til vedvarende energikilder.
Med deres imponerende teknologi og bæredygtige drift bidrager vindmøller til en renere og mere miljøvenlig energiforsyning. Danmark, med sine mange kyststrækninger og kraftige vindforhold, er ideelt placeret til at udnytte vindenergiens potentiale.
Denne artikel dykker ned i de teknologiske fremskridt, miljømæssige fordele og den økonomiske betydning af vindmøller, og hvordan de former fremtidens energilandskab.
Vindmøllens mekanik
På toppen af vindmøllen sidder møllehuset, som er udstyret med en fane, der måler vindretningen. Møllehuset sørger for, at vingerne altid er rettet mod vinden og står klar i en optimal 45-graders position. Denne position gør det muligt for vingerne at fange vinden mest effektivt, når vindhastigheden når cirka 4 meter per sekund.
Vingerne på vindmøllen har en flad side og en buet side, ligesom vingerne på et fly. Den flade side vender udad mod vinden, hvilket skubber vingerne i gang. Når vinden blæser, skabes der et undertryk på den buede side af vingen, hvilket giver vingen ekstra fart og effektivitet.
Mekanikken inde i møllehuset
Når vingerne drejer rundt, får de en hovedaksel inde i møllehuset til at rotere. Denne aksel driver en række tandhjul, som øger antallet af omdrejninger fra cirka 20 til 1000 omdrejninger i minuttet. Disse omdrejninger får en rotor med magneter til at dreje rundt inde i vindmøllegeneratoren.
Omkring magneterne sidder der seks spoler med ledninger. Når magneterne roterer tæt forbi spolerne, sætter de elektroner i bevægelse inde i ledningerne. Dette skaber vekselstrøm, som vi kan bruge direkte fra stikkontakten.
Vindmøllens design og komponenter
Der er forskellige typer og størrelser på vindmøller. Store moderne vindmøller har en så høj energiproduktion, at man kan nøjes med langt færre møller. Til gengæld kan de ses over større afstande. Landvindmøller er i dag minimum 150 meter høje, mens havvindmøller minimum er 200 meter høje.
Selve møllens design består af fire store hovedkomponenter:
Rotor og Rotorblade
Rotoren på de fleste vindmøller består af tre vinger. Vingerne er den dyreste komponent på en vindmølle, derfor vægter man nøje, hvor mange vinger der skal til for at opnå en optimal effekt i forhold til pris.
Til en stabil mølle kræves som minimum tre vinger, og de er som regel fremstillet af glasfiberarmeret plast eller i nogle tilfælde af limtræ.
Kvantespringet i vindmøllernes teknologiske udformning kom, da rotoren blev udstyret med aerodynamiske vinger, der på samme måde som vinger på fly udnytter luftstrømmens undertryk på vingens bagside. På den måde forøges vingernes omdrejninger.
Møllehus (Nacelle)
Møllehuset, også kendt som nacellen, indeholder de vigtigste mekaniske og elektriske komponenter, herunder gearkassen, generatoren og kontrolsystemerne. Møllehuset er placeret øverst på tårnet og er designet til at beskytte disse komponenter mod vejrets påvirkninger. Det er også her, at energien fra rotorens bevægelse omdannes til elektricitet.
Tårn
Tårnet løfter møllehuset og rotorbladene op i højden, hvor vinden er stærkere og mere konstant. Tårnet kan være lavet af stål eller beton og varierer i højde afhængigt af møllens design og placering. Højden på tårnet er afgørende for at maksimere energifangsten, da vindhastigheden typisk øges med højden over jorden.
Fundament
Fundamentet er en kritisk del af vindmøllens struktur, da det sikrer stabilitet og modstandsdygtighed mod vindens kræfter. Det er typisk lavet af beton og er designet til at forankre vindmøllen solidt i jorden. Et stærkt fundament er essentielt for at modstå de store belastninger, som vindmøllen udsættes for, især under kraftige vindforhold.
Hvor meget strøm kan en vindmølle producere?
Mængden af strøm, en vindmølle kan producere, afhænger af flere forhold – især hvor den er placeret. Det bedste sted at opstille vindmøller er ved kysten eller ude på havet. Her blæser vinden nemlig både kraftigere og mere stabilt end inde i landet. I åbne landskaber er vindhastigheden også højere end i områder med bakker, skove eller store bygninger, som kan bremse vinden.
Selvom havvindmøller ofte producerer mere strøm, er de også dyrere at bygge, vedligeholde og tage ned igen sammenlignet med vindmøller på land.
I 2023 stod danske vindmøller for 55 % af landets samlede elproduktion, mens solceller bidrog med 8 %. Det viser en tydelig vækst i den vedvarende energis andel sammenlignet med tidligere år – og udviklingen forventes at fortsætte i takt med nye investeringer i både land- og havvind samt solenergi.
På EU-plan udgjorde vind og sol 27 % af al elproduktion i 2023, hvilket for andet år i træk overgik elproduktionen fra fossile brændsler som gas og kul. Det markerer et vigtigt skridt i den grønne omstilling og understreger, at vedvarende energi nu er den dominerende kilde til elektricitet i Europa.
Kilde: EU Power Sector 2024 (ember-climate.org)
Placering og effekt
Vindmøllens effekt og ydeevne måles i MW (millioner af watt) – den producerer per time. Ifølge Danmarks Vindmølleforening blæser vinden i Danmark oftest med en vindhastighed på 6-8 meter i sekundet. Her fremgår det også, at moderne vindmøller yder deres maksimum, når vindhastigheden er på 13-14 meter i sekundet, det vil sige omkring kulingstyrke.
Vindenergiens rolle i Danmarks grønne fremtid
Det langsigtede mål for dansk energipolitik er, at Danmark skal være uafhængig af kul, olie og gas i 2050. En stabil og tilstrækkelig forsyning af vedvarende energi vil gøre den danske økonomi mere robust over for svingende priser på fossile brændstoffer som olie og gas, og samtidigt bidrage til at nedbringe udledningen af CO2.
Danmarks grønne energirejse
2018 – Energiaftalen
Et bredt flertal i Folketinget vedtager en ny energiaftale. Målet er, at elforbruget i 2030 skal dækkes af vedvarende energi. Aftalen baner vejen for en VE-andel på ca. 55 %.
2020 – EU’s grønne skifte
For første gang producerer EU mere elektricitet fra vedvarende energikilder end fra fossile brændsler.
2022 – Aftale om grøn strøm og varme
Danmark beslutter at firedoble produktionen af sol- og vindenergi på land og femdoble havvind frem mod 2030.
2023 – Rekordår for vindenergi
Danske vindmøller dækker 55 % af elproduktionen. Solenergi når op på 8 %.
2030 – Milepæl (forventet)
Danmark når målet om 100 % vedvarende energi i elforbruget. Stor udbygning af havvindmølleparker og solceller.
2050 – Visionen
Danmark skal være helt uafhængig af kul, olie og gas. En fossilfri fremtid.
Vindenergi sparer klimaet for tonsvis af CO₂
Vindenergi er en af de mest effektive måder at reducere CO₂-udledningen på. Et godt eksempel er Rødsand 2 havvindmøllepark, som blev opført i 2010 og består af 90 møller, hver over 100 meter høje. I 2019 producerede parken over 812 GWh grøn strøm – nok til at forsyne mere end 200.000 husstande. Samtidig blev klimaet skånet for hele 273.000 ton CO₂, som ellers ville være udledt, hvis strømmen var produceret med fossile brændsler som kul og olie.
Fra mølle til stikkontakt
Når vinden sætter møllens vinger i gang, producerer generatoren elektricitet, som sendes ud i elnettet. Strømmen transporteres gennem kabler i jorden og ledninger på master, indtil den når frem til forbrugerne. For at sikre, at al strømmen kan udnyttes, skal elnettet kunne håndtere den mængde energi, møllerne leverer. Hvis nettet ikke er fleksibelt nok, kan noget af strømmen gå til spilde – det kaldes eloverløb. Derfor er det vigtigt at investere i et robust og fleksibelt elnet, der kan følge med den grønne udvikling.
Når vinden ikke blæser – behovet for energilagring
Vindmøller producerer kun strøm, når det blæser – og det gør det ikke altid, når vi har mest brug for energi. I perioder med kraftig vind produceres der ofte mere strøm, end vi kan bruge, og overskuddet sælges billigt til udlandet. Omvendt må vi importere strøm, når vinden ikke leverer nok. Derfor er det nødvendigt at finde løsninger, der kan lagre overskudsstrøm og frigive den, når behovet opstår.
Power-to-X og fremtidens energilagring
En af de mest lovende teknologier til energilagring er Power-to-X, hvor overskudsstrøm fra vindmøller omdannes til brint. Andel har investeret 50 millioner kroner i et elektrolyseanlæg i Glansager på Als, som producerer brint, der bruges til at øge biogasproduktionen og reducere CO₂-udledningen. På den måde bidrager vindenergi ikke kun til elnettet, men også til andre dele af energisystemet.
Elbiler spiller også en rolle i fremtidens energilagring. Når de er tilsluttet elnettet, kan de fungere som små, mobile batterier, der både kan modtage og afgive strøm – og dermed hjælpe med at balancere energiforbruget.
Innovation i vindmølleteknologi
Moderne vindmøller er langt mere støjsvage og effektive end tidligere generationer. Der forskes løbende i nye materialer og designs, som kan forbedre ydeevnen og reducere støj. For eksempel arbejder man med vingedesign, der bøjer ud for at mindske støj, og med brug af glasfiber i stedet for kulfiber.
Vestas har udviklet en såkaldt multirotormølle, hvor flere små turbiner er placeret på én mølletårn. Det gør det muligt at øge produktionen uden at gøre vingerne større – en løsning på udfordringen med størrelsesbegrænsninger i konventionelle møller.
Flydende havvind – næste skridt i udviklingen
En af de mest spændende innovationer inden for vindenergi er flydende havvindmøller. I modsætning til traditionelle havmøller, der står fast på havbunden, kan flydende møller placeres på dybere vand og fastgøres med kæder – ligesom både ved bøjer. Det gør det muligt at udnytte de bedste vindforhold langt fra kysten og samtidig minimere påvirkningen af havmiljøet.
Flydende havvindmølleparker er allerede i drift ud for Japan, Norge og Portugal. Siemens Wind Power har leveret fem store møller til verdens største flydende vindmøllepark, Hywind, som ligger ud for Skotlands kyst.
Er vindmøller gode eller dårlige for miljøet?
Vi kommer til at bruge mere og mere strøm i fremtiden. Vi får hele tiden mere teknologi til rådighed, der kræver strøm. Vindkraft er indtil videre det økonomisk og miljømæssigt bedste alternativ til strøm, der er produceret med fossile brændsler. Udnyttelse af vindens energi forurener ikke, hindrer udledning af CO2 og nedbryder dermed ikke jordens ressourcer.
En vindmølle leverer i sin levetid 40-80 gange så meget energi, som der bruges til dens fremstilling. Kilde: Hvornår har en vindmølle tjent sig hjem igen energimæssigt? | DR
En vindmølle på land holder i cirka 20 år. Normalt tager det 2-3 måneder for en vindmølle at tjene sig selv ind igen. Og her har man endda indregnet den energi, der gik til at producere, installere, vedligeholde og bortskaffe vindmøllen.
En havvindmølle er endnu stærkere. Den lever 25-30 år, og den giver også omkring 50 procent mere energi end en land-vindmølle. En stor havvindmølle producerer typisk 3-5 MW pr time, når den arbejder for fuld kraft. Til gengæld koster det også cirka 50 procent mere energi, når man skal fremstille og installere en havvindmølle. Men alt i alt er den alligevel mere miljørigtig end en landvindmølle.
Vindmøller er samlet set et udtryk for bæredygtig energipolitik.
Fordele og ulemper ved vindmøller
- Vind er en ubegrænset ressource
- Danmark har meget vind, og vindkraft muliggør derfor selvforsyning og uafhængighed af de olieproducerende lande
- Vindkraft er en CO2-neutral og bæredygtig energiform, fordi den bidrager til at reducere udledningen af drivhusgasser
- Vindkraft kan delvist erstatte fossile energikilder (kul, olie og naturgas)
- Vindmøllen skaber 80 gange så meget energi i sin levetid, som der går til at fremstille, vedligeholde og skrotte den
- Der er folk, der mener, at vindmøller skæmmer landskabet. Derudover er der af og til klager over støjgener samt over møllernes mulige negative påvirkning af fugle- og dyreliv
- Produktion af strøm er muligt, når vinden blæser, og teknisk er det en stor udfordring at skulle integrere de store udsving i elproduktionen i elnettet
Udskiftningen til mere moderne vindmøller vil betyde, at vindenergiproduktionen vil stige med ca. 83 procent, selvom antallet af møller vil falde med cirka 30 procent.
Hvor meget støjer vindmøller?
Loven siger, at vindmøllers lavfrekvente lyd ikke må overstige 20dB og den almindelige lyd ikke må overstige 42dB ved en vindhastighed på 6 meter i sekundet og 44 dB ved 8 meter i sekundet. Til sammenligning svarer 44 dB til baggrundsstøj i et villakvarter og ventilationsstøj i et kontor.
Kilde: Konkrete ulemper for vindmøllenaboen v2 – Viden om vind
Flere og flere får deres egen private vindmølle
Husstandsvindmøller benyttes bl.a. som alternativ til solcelleanlæg.
En lille vindmølle til private har en maksimal højde på 25 meter og opføres i tilknytning til fritliggende ejendomme med det formål at levere energi til ejendommens eget forbrug – enten som strøm eller som varmt vand. Vindmøllen kører året rundt og producerer strøm, når der er tilstrækkeligt med vind.
En husstandsvindmølle kan reducere energiforbruget markant, eftersom man ikke betaler for strøm og derved har store besparelser på elregningen. Besparelserne skal selvfølgelig modregnes vindmøllens pris i forhold til tilbagebetalingstid.
Energistyrelsen godkende opsætningen af en husstandsvindmølle, og der er en række lovkrav og regler, der skal overholdes i forhold til afstand til naboer og støjniveau.
Mere viden – Læs mere om godkendelse af vindmøller til private
Guide – Bliv klogere på fordelene ved en husstandsvindmølle
Prisen på en husstandsvindmølle varierer fra omkring 30.000 kr. til op mod 400.000 afhængig af størrelse, type, kvalitet, område, installatør osv.
Prisen på en husstandsvindmølle varierer fra omkring 30.000 kr. til op mod 400.000 afhængig af størrelse, type, kvalitet, område, installatør osv.
Vindmøller producerer strøm og er samtidigt et stykke moderne design og arkitektur, der har udviklet sig over tid – og stadig gør.
Historisk har vindmøllen været en vigtig maskine, som gjorde det muligt at forarbejde korn. Datidens møller modtog korn fra bonden og malede det til mel ved hjælp af den store møllesten. Vindmøller var også vigtige ved dræning af lave og fugtige landområder.
Omkring 1100-1200-tallet kom de såkaldte ’stubmøller’ til Danmark. Den var bygget af træ med kludesejl som vinger, der mindede om sejl på en båd. Møllen havde en drejelig fod, så hele møllen kunne drejes efter vinden. Stubmøllen kan i dag ses på Frilandsmuseet Hjerl Hede og på Frilandsmuseet i Lyngby nord for København. Stubmøllen blev i 1800-tallet erstattet af den hollandske mølle, som særligt blev brugt til maling af korn. Et eksempel på denne mølletype er Dybbøl Mølle ved Sønderborg.
være møller på dette tidspunkt var et erhverv med høj status. Hver mølle havde eneret på at male bøndernes korn i et bestemt område, og mølleren var ofte en fremtrædende og magtfuld mand.
I 1880 var der ca. 2.300 selvstændige vindmøller i Danmark.
Ved århundredeskiftet begyndte vindmøllerne at blive erstattet af de nye dampmøller i byerne – kulfyrede dampmaskiner gav en billigere og en mere pålidelig energi end de gamle vindmøller. Eneretten på at male korn blev afskaffet i 1862, da næringsfrihed blev indført i Danmark. Det betød at landmændene fik lov til at opføre deres egne gårdmøller og male deres eget korn. Man regner med, at der var et sted mellem 20.000 og 30.000 husmøller omkring 1920 i Danmark.
Et lille sydsjællandsk elselskab udførte pioner arbejde indenfor vindkraft
Selvom interessen for vindkraft dalede efter 2. verdenskrig, fortsatte SEAS arbejdet med at bygge vindmøller. SEAS byggede i 1950 verdens første vekselstrømsproducerende mølle “Vester Egesborg Møllen” ved Vester Egesborg i Sydsjælland. Møllen endte med at producere op til 24.000 kWh om året, hvilket svarede til gennemsnitsforbruget for 42 personer. Tiden var moden til en mere effektiv mølle, så i 1957 byggede SEAS den første 220kW mølle, Gedsermøllen, som var første skridt i retning af de vindmøller vi kender i dag. Som det næste kom Tvind-møllen, der kom til at repræsentere drømmen om et bæredygtigt energiforbrug.
SEAS byggede i 1950 verdens første vekselstrømsproducerende vindmølle. SEAS og NVE fusionerede i 2004 og blev til SEAS-NVE. SEAS-NVE har senere skiftet navn til Andel.
I 1960’erne oplevede Danmark et hastigt øget energibehov, som følge af eksplosiv vækst. I andre lande blev der satset stort på vandkraft, selv i USA, der dengang havde masser af olie. I Danmark kendte man endnu ikke til Nordsøens olie- og naturgasreserver, og vindenergi var derfor en oplagt ressource at udnytte eftersom Danmark har mange kyster og derfor meget vind.
Hvornår begyndte vindmøllen at producere strøm?
Den første vindmølle, der kunne producere strøm blev opsat i Danmark i 1891 af højskolemanden Poul la Cour. Men der gik mange år, før vindmøllen blev en central del af elproduktionen i Danmark. Det var først i 1976, at de første moderne vindmøller blev koblet til det danske elnet, og siden da er udviklingen af vindkraft i Danmark gået stærkt. Danmark har i mange år været førende indenfor vindmølleteknologi, og det skyldes blandt andet det pionerarbejde, der blev udført af blandt andet SEAS i forbindelse med udviklingen af Gedsermøllen, Tvindmøllen og etableringen af Vestas.
Udviklingen af de moderne vindmøller startede på græsrodsniveau og blev langsomt kommercialiseret. Danmark har været frontløber i arbejdet med udvikling af vindmøller takket være et stort pionerarbejde. Vindmøller er blevet mere end et alternativ til fossile brændstoffer. Vindmøllens design og arkitektur i landskabet er blevet et tegn på energi og bæredygtighed. I dag står der vindmøller mange steder i Danmark både på land og til havs. Vindmøllerne har på lige fod med elmaster, biogasanlæg og kulkraftværker været med til at skabe et nyt kulturlandskab.
Udviklingen af vindmøllens design
Vindmøller producerer strøm og er samtidigt et stykke moderne design og arkitektur, der har udviklet sig over tid – og stadig gør. Målet er at gøre dem mere energieffektive, at forbedre deres funktionsdygtighed og gøre dem billigere at fremstille og vedligeholde. Derudover tænkes der også i vindmøllens æstetik, altså hvordan den ser ud. De ældste europæiske vindmøller havde lave, kraftige tårne, som var bygget af sten eller mursten. Vingerne var af sejl og spændt ud på et træskelet. Man ser stadig sådanne møller i Grækenland eller andre middelhavslande.
Mølledesign er et arbejde, der forudsætter et dybdegående kendskab til statik og vind. Design- og ingeniørfaget er derfor i tæt samarbejde. Møllerne er blevet et symbol på det nutidige Danmark, et vartegn, der møder os ved indsejlingen til København, og overalt i landet. Oliekrisen i 1970’erne betød, at der opstod et behov for alternativ energi i form af vindmøller. I slutningen af 1970erne begyndte maskinfabrikken Vestas, der indtil da havde fremstillet landbrugsvogne, at udvikle vindmøller. De sendte den første mølle på markedet i 1979.
Vindmøllen blev oprindeligt udviklet i det 9. århundrede i Iran og Afghanistan. Herfra spredtes vindmøllerne til Middelhavet, Indien og Kina.
Vindmøller har haft en stor betydning for koloniseringen af Nordamerika, hvor lokomotiverne krævede store vandmængder. Man brugte mangevingede vindmøller til at pumpe vand op i vandtårne.
