Vindmøller
Den store guide
Få hurtigt overblik over vindmøller til brug i din opgave, research eller som paratviden omkring middagsbordet.
Moderne vindmøller bruges i dag primært til at producere elektricitet og spiller en vigtig rolle i den vedvarende energiforsyning. Danmark er velegnet til vindenergi, fordi vi har mange kyster, hvor vinden er kraftig.
Vindmøllen roterer
Vindmøllen bruger vindens kræfter til at lave strøm, ved at møllens vinger fanger vinden og presses rundt.
Strømmen produceres
På toppen af vindmøllen sidder møllehuset med en fane, der måler, hvor vinden kommer fra. Møllehuset sørger for, at vingerne hele tiden har retning mod vinden og står klar i en 45-graders position. I den position fanger de nemmest vinden, når den når en vindhastighed på cirka 4 meter per sekund.
Vingen har en flad side og en buet side, præcis som vingen på et fly. Den flade side vender udad mod vinden, det skubber møllevingen i gang. Når vinden blæser, skabes der et undertryk, en sugeffekt på den bagerste og buede side af vingen, og det giver vingen yderligere fart.
Ved maksimal omdrejningshastighed vil hastigheden på vingerne helt ude i spidsen være cirka 250 kilometer i timen.
Når vingerne drejer rundt, får de en hovedaksel inde i møllehuset til at dreje rundt. Akslen får en masse tandhjul til at dreje rundt, hvilket øger antallet af omdrejninger fra cirka 20 til 1000 omdrejninger i minuttet.
Omdrejningerne får en roter med magneter til at dreje rundt inde i en vindmøllegenerator. Omkring magneterne sidder der seks spoler med ledninger, og når magneterne drejer tæt forbi spolerne, sætter de elektroner i bevægelse inde i ledningerne. Det bliver til vekselstrøm, som vi får ud af stikkontakten.
Vindmøllens design og udformning
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:
- Fundament
- Tårn
- Møllehuset (en nacelle)
- Rotor (vindmøllevinger)
Fundament til vindmølle
Fundamentet til vindmøllen virker måske som den mest simple del. Men det kræver meget præcise beregninger at sikre, at fundamentet på jorden er stærkt nok til at holde vindmøllens tårn, møllehuset og rotoren, når vinden sætter gang i vingerne. Fundamentet til havvindmøller er yderligere komplicerede på grund af de vanskelige forhold på havbunden.
Tårn til vindmølle
Tårnet på vindmøllen blev oprindeligt skabt af jern, men er i dag skabt af stål og beton. Der er tilkoblet kabler fra vindmøllen, som forbinder den med elnettet.
Møllehus til vindmølle
Møllehuset er dér, hvor vingerne sidder fast. Vinden får vingerne til at dreje rundt, og derved en roterende, mekanisk energi, der ledes hen til en gearkasse i møllehuset. Derfra ledes energien videre til en generator, hvor den bliver lavet til elektrisk energi ved hjælp af magneter.
Rotor til vindmølle
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.
Hvor meget strøm kan en vindmølle producere?
Hvor meget strøm en vindmølle kan producere afhænger af flere forhold, for eksempel placering. Det er optimalt at opstille vindmøller ved kysten eller ude på havet, fordi vinden er kraftigst og mest stabil i kystområder. Vindhastigheden er større i et åbent landskab end i områder med bakker, mange træer og store bygninger. Omkostninger til opstilling, drift og på sigt nedtagning af havmøller er imidlertid større end for vindmøller på land.
I 2021 producerede danske vindmøller strøm svarende til 44% af vores elforbrug. Solceller stod for 4% – og det tal forventes at stige kraftigt i de kommende år. For første gang nogensinde overhalede elproduktion fra vedvarende energikilder i 2020 de fossile brændstoffer og er blevet EU’s største og vigtigste elektricitetskilde. Kilde: EU Power Sector 2020 | Electricity Trends | Ember (ember-climate.org)
Vindenergi spiller en væsentlig rolle i dansk energipolitik
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.
Regeringen indgik sammen med alle Folketingets partier den 29. juni 2018 en ny energiaftale. Med aftalen kan danskernes elforbrug blive dækket af vedvarende energi i 2030. Samtidig viser aftalens finansiering af vedvarende energikilder vejen til at nå en andel vedvarende energi på ca. 55 pct. i 2030. I juni 2022 blev der indgået en ny aftale om grøn strøm og varme i Danmark. Et bredt flertal i Folketinget er enige om, at Danmark i 2030 får firedoblet produktionen af sol- og vindenergi på land samt mulighed for femdobling af havvindmøllestrøm. Kilder: Energiaftalen 2018 (kefm.dk) – Aftale om et mere grønt og sikkert Danmark – Regeringen.dk
Andel er en del af et konsortium, der er klar til at finansiere og drive verdens første energiø – kaldet VindØ – i Nordsøen.
VindØ kan på sigt være base for op til 10 gigawatt havvindmøller, svarende til ca. 25 traditionelle havmølleparker. Det er målet at etablere øen inden udgangen af 2030. Den kunstige ø skal opføres i Nordsøen omkring 100 km fra kysten, hvor havvindmøllerne kan få de optimale forhold for at kunne producere grøn energi.
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.
En 2 MW vindmølle producerer her cirka 2 MW i timen. Vindmøller standses som regel, når vinden blæser med stormstyrke på 20-25 meter i sekundet, hvilket ikke sker særligt ofte.
Vindenergi sparer klimaet tonsvis af CO2
2019 var et godt år for vindenergi. Andel’s havvindmøllepark Rødsand 2 leverede mere end 812 GWh grøn strøm til forbrugerne på Sydhavsøerne og Sjælland. Det er strøm til flere end 200.000 familier og blandt de bedste år i parkens historie. Parkens årlige produktion af vindenergi sparer klimaet for 700.000 ton CO2 om året sammenlignet med olie og kul som energikilde. Havvindmølleparken blev bygget i 2010 og består af 90 møller, der er over 100 meter høje – og var dengang en af verdens største parker.
Strømmen fra vindenergi sendes ud til forbrugerne
Strømmen fra vindmøllerne sendes ud i vores forsyningsnet og frem til vores stikkontakter gennem kabler i jorden og ledninger på master. Hvis der er mange vindmøller tilsluttet nettet, kan der være behov for netforstærkning. Når generatoren har produceret en vis mængde elektricitet, kobles den automatisk til elnettet.
Det er vigtigt, at vindmøllens elproduktion svarer til den mængde elektricitet, som elnettet er beregnet til at aftage. Ellers er der risiko for eloverløb. Det vil sige, at elværket ikke kan aftage al vindmøllens elektricitet, som derfor går til spilde. Jo mere fleksibelt elnettet er indrettet, desto bedre kan vindmøllernes energiproduktion udnyttes.
Når vindmøllen producerer mere strøm, end vi kan bruge, har vi brug for energilagring
Vindmøller producerer strøm, når det blæser, men vinden blæser ikke altid, når vi har mest brug for energien. Når der er meget vind, må Danmark sælge overskudsenergi billigt til udlandet. Og når det ikke blæser kommer strømmen fra andre energikilder – og købes i udlandet.
En økonomisk rentabel og miljøvenlig metode til energilagring skal sikre en mere stabil forsyning af strøm fra vindmøller. Det er en vigtig opgave i forhold til den grønne omstilling, hvor Danmark i 2050 har et mål om at være helt uafhængig af kul og olie. Derfor arbejder forskere og globale virksomheder over hele verden på at udvikle løsninger, så vi kan lagre den vedvarende energi indtil, vi skal bruge den.
Andel har været engageret i udviklingen af energilagring i sten og arbejder nu med Power-to-X og produktion af brint. En stor brintproduktion kan hjælpe med at opretholde balancen mellem produktion og forbrug af energi i takt med at brugen af vedvarende energikilder øges. Andels første konkrete Power-to-X initiativ er en investering på 50 millioner kroner i et elektrolyseanlæg i Glansager på Als. Anlægget producerer brint med overskudsstrøm fra vindmøller og øger derved produktionen af biogas og reducerer CO2-udledningen fra Nature Energys biogasanlæg.
Elbiler kan også spille en vigtig rolle i lagring af energi, da en elbil kan fungere som energilager, samtidig med at den er et transportmiddel.
Forskning i fremtidens vindmøller
Moderne møller er mere støjsvage end de første mølletyper. Der udvikles hele tiden i at gøre vindmøllerne mere effektive og støjsvage. Det kan eksempelvis være design af møllevingen, så den reducerer støjen ved at bøje ud, eller ved at benytte glasfiber i stedet for kulfiber.
Udviklingen har altid fokuseret på at skabe større og større vinger, men Vestas har med deres multirotormølle forsøgt at gå op i størrelse på møllen uden nødvendigvis at gøre vingerne større. At placere flere små turbiner på møllen er et af Vestas’ bud på udfordringen med at begrænse størrelsen af vinger på konventionelle vindmøller.
Der forskes også inden for offshore vindkraft, hvor flydende havvindmøller måske er fremtidens vindenergi. I modsætning til havmøller, der står på et fast fundament på havbunden på højest 50 meters dybde, fastsættes de flydende møller med kæder på op til flere hundrede meters dybde. Princippet minder om bøjer, hvortil man fortøjer både. Det betyder, at de flydende vindmøller kan sættes op der, hvor der er de bedste vindforhold.
De flydende havvindmøller har desuden en minimal miljømæssig indvirkning på havbunden, fordi der ikke er behov for at bygge et fundament. Vindmøllernes mange tons vægt holdes blandt andet flydende ved hjælp af flydende turbiner og teknologi, der dæmper bølgerne.
Der er opsat flydende havvindmølleparker ved Fukushima i Japan, ved Norge og Portugal, og Siemens Wind Power har leveret fem store møller til verdens største flydende vindmøllepark, Hywind, ud for Skotlands kyst.
Vindmøller spiller en afgørende rolle i den fremtidige udvikling af energiproduktionen og omstillingen til vedvarende energi.
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.
