Lyst til å vinne en kraftig solcellelader?

Svar på våre 7 enkle spørsmål her.

Innholdsfortegnelse
Kompetansemål

Vindkraft fra himmelen

19. juli, 2019

Desto høyere en befinner seg i atmosfæren, desto høyere fart har vinden. I tillegg er vindhastigheten mye mindre varierende. I teksten Fysikk: energi og effekt i vinden lærte vi at energien i vinden som en vindmølle kan utnytte, er avhengig av vindens fart opphøyd i tredje, multiplisert med lufttettheten og sveipearealet til rotorbladene. Hvis vi antar at vindens tetthet og sveipearealet forholder seg likt vil en fordobling i vindfart tilsvare en, riktignok teoretisk, åttedobling i energien som kan hentes ut. På samme måte vil en tredobling i vindfart tilsvare en 27-dobling i effekt. Selvfølgelig vil lufttettheten synke desto høyere en befinner seg i atmosfæren, og en fordobling i vindfart tilsvarer en mangedobling i høyde. Eksemplet her er derfor kun teoretisk, men poenget er at høy-altitude vindkraft har et stort potensial, og det er stadig under forskning og utvikling. I denne teksten drar vi opp i det blå, for å se nærmere på dette.

Høy-altitude vindkraft – hva er det?

Høy-altitude vindkraft er en bransje som nå for tiden er i et utforskningsstadie der man prøver å finne ut hvilket design som er best. Felles for alle er at de utnytter den mer stabile vinden med høyere hastighet, som ligger litt høyere oppe enn det konvensjonelle vindkraftverk bruker. Nirvana for ingeniørene i industrien er å oppnå utnyttelse av den utrolig høye hastigheten i jetstrømmene. Dette er dog langt fram i tid, og nå for tiden har ingeniørene mer enn nok arbeid i å i det hele tatt gjøre systemet kommersielt tilgjengelig på lavere høyder.

 

Som en følge av at høy-altitude vindkraft er en nykommer i det fornybare gamet, er det en hel haug med designideer på bordet. En av ideene er å rett og slett å ta rotorbladene av en vindmølle og putte det inne i en hul stor heliumballong. Kort sagt, en vindmølle i lufta. En annen idé er å loope rundt i store sirkelbevegelser, og få rotorer til å spinne som kan generere strøm. Dette prøver selskapet Makani å oppnå, som ble kjøpt av Googles foreldreselskap Alphabet Inc. i 2013 (Wikipedia, 2018).

Makani Power

Selskapet, som nå ligger under Alphabets FOU-avdeling, X, har siden 2008 utviklet det som ligner på et minifly, men som de selv klassifiserer som en drage (en «kite»). I motsetning til en konvensjonell vindmølle, som krever betydelig strukturell støtte både på land og offshore, er Makanis løsning svært mobil. I områder med mye vind, men der havet er for dypt til vanlige vindmøller, har Makanis drage sitt aller største potensiale grunnet mobiliteten, som betyr at den kan bevege seg til ulike områder avhengig av vind og andre værforhold. (X, 2017).

 

Hele konseptet er basert på et fenomen kalt “crosswind flight”. Kiten tar av vertikalt, og flyr opp til en høyde på omtrent 300 meter. Her bruker den litt strøm på å generere framdrift. Når den er kommet opp hit begynner den å rotere vertikalt i store sirkler uten å bruke noe energi på det. Dermed får kiten en bane som man i dagligdags tale ville kalt en loop. Dette er et fenomen du selv kan oppleve hvis du tar med deg dragen din til parken en dag med en del vind. Den nyeste modellen, M600, består av 8 rotorblader og et vingespenn med omtrent samme lengde som et lite jetfly, og kan produsere 600kW (de største vindmøllene kan i dag produsere rundt 6000 kW). Når M600 går rundt i sin bevegelsesbane, vil rotorbladene begynne å rotere. Denne rotasjonen omgjøres til elektrisk energi ved hjelp av en generator, trolig basert på elektromagnetisk induksjon. Kiten sender den elektriske strømmen til en base på bakken gjennom en spesialdesignet kabel som kobler dem sammen. I tillegg til disse basisfunksjonene er det flere sensorer og datamaskiner ombord på kiten for å kontrollere den når den først er i lufta (Makani, 2017).

Illustrasjonen viser en konvensjonell vindmølle sammenlignet med Makani, nødvendigvis ikke i rett skala. Illustrasjon: UngEnergi.
Illustrasjonen viser en konvensjonell vindmølle sammenlignet med Makani, nødvendigvis ikke i rett skala. Illustrasjon: UngEnergi.

Illustrasjon: UngEnergi

 

Det er flere fordeler med en slik type teknologi fremfor konvensjonelle vindmøller. Først og fremst er den mye mer mobil. I tilfelle naturkatastrofer, der strømforsyningen i et område blir satt ut, kan teknologi som den Makani utvikler settes relativt enkelt opp, for å få i gang strømproduksjonen igjen (selvfølgelig gitt at forholdene er tilstede). I tillegg er systemet langt lettere å vedlikeholde sammenlignet med en vindmølle. Skal man reparere noe på kiten, får man den simpelthen ned på bakken og begynner å arbeide. I en vanlig vindmølle må man derimot hele veien opp for å reparere noe. En annen fordel er materialforbruket. I følge Makani selv kan kiten produsere 50% mer energi, samtidig som det blir brukt 90% mindre materialer, sammenlignet med en konvensjonell vindmølle.

 

Samtidig er det viktig å stille seg spørsmål rundt ulempene med en slik teknologi – for det finnes ingen perfekt teknologi. En potensiell utfordring kan være trafikk i luften, nærmere sagt flytrafikk og droner. Vil for eksempel en slik type teknologi kunne nå så høyt, at den utgjør en potensiell fare for flytrafikk? Kanskje enda mer aktuelt på lavere høyder; kan det utgjøre en fare for droneflygere, som det stadig blir flere av? Og hva med fugleliv? Dette er spørsmål som en selvfølgelig kan ta til betraktning både før og meden vi prøver ut teknologien. Det vil uansett bli spennende å følge med på utviklingen av Makani og annen lik teknologi framover!

Kilder Nyttige lenker
Bruk som kilde
Denne artikkelen skrevet av UngEnergi er lisensiert under en Creative Commons Navngivelse-Ikkekommersiell-DelPåSammeVilkår 3.0 Norge Lisens.
UngEnergi.no benytter informasjonskapsler for å gjøre brukeropplevelsen bedre Lukk Les mer
Maskin som omdanner mekanisk energi til elektrisk energi.