Vindorka

Vindhverfill.

Vindorka er sú hreyfiorka sem vindur hefur í sér.

Lengi hefur maðurinn reynt að beisla þessa orku og hafa vindmyllur reynst bestu tækin til þess hingað til. Í dag er vindmylla notuð til að knýja túrbínu sem síðan framleiðir rafmagn.Vindorka er vistvæn orkuframleiðsla og endurnýjanleg.

Við enda ársins 2008 var uppsett afl vindorku um 121,19 GW og voru Bandaríkin stærsti framleiðandinn með 25,17 GW. Þýskaland kom þar á eftir með 23,8 GW.

Saga

Roscoe Wind Farm in West Texas

Löngu fyrir fæðingu Krists var fólk farið að nota vindorku til að sigla bátum í Egyptalandi. Segl bátana fönguðu orkuna í vindinum til þess að knýja þá áfram. Fyrstu myllurnar voru hannaðar í Persíu um 500 - 900 til þess að mala korn og flytja vatn frá einum stað til annars. Eftir 1200 varð aukning í notkunarmöguleikum og voru þær notaðar til þess að knýja ýmsan vélbúnað svo sem sagir, dælur og mulningsvélar. Upp úr aldamótunum 1900 jókst notagildi þeirra en þá meira, þegar það var farið að framleiða rafmagn með þeim. Þetta voru allt litlar myllur sem framleiddu 1-3 kW á sveitabæjum. Það var svo árið 1931 að Rússar komu fram með eina stóra 100 kW vindmyllu sem framleiddi um 100 MWh/ári. Bandaríkjamenn reistu stærstu myllu á þessum tíma í Vermont 1941. Þetta var 1,25 MW Smith-Putman mylla. Hún var ekki lengi í rekstri vegna bilana. Þróun á vindmyllum hélt svo áfram eftir seinni Heimsstyrjöldina. Þá komu Danir fram með 200 kW Gedstar myllu sem var þriggja blaða og gaf þetta tóninn fyrir þróun danska vindmylluiðnaðarins. Á þessum tíma komu Þjóðverjar fram með tveggja blaða Hutter myllu, sem einnig átti eftir að hafa áhrif á þeirra þróun á vindmyllum. Framþróunin varð ekki neitt gríðarleg á þessum tíma þar sem önnur og vel þekkt orkutækni var notuð til framleiðslu rafmagns. Voru það olíu og kolakynntar gufuaflstöðvar og kjarnorkuver.Það var svo ekki fyrr en á árunum eftir 1990 að það varð stór stökk í þróun og framleiðslu á vindmyllum. Kom það í kjölfar umræða um umhverfismál. Vegna aukinnar loftmengunar, útblæstri gróðurhúsaloftegunda og ósoneyðandi efna.

Framtíð vindorku

Ef það er horft á þann vöxt sem hefur átt sér stað í heiminum á framleiðslu rafmagns með vindorku, má búast við því að aukningin haldi áfram á komandi árum. Fleiri og fleiri ríkisstjórnir sjá hag í því að beisla vindorkuna og hafa markað stefnu sína í þá átt.

Vindmyllur

Vindorkustöðvum er skipt niður í þrennt.

1. Stórar og aflmiklar stöðvar sem tengjast flutningsmannvirkjum raforku.
2. Samvirkar orkustöðvar með vindmyllu og aðra orkutækni.
3. Litlar sjálfstæðar orkustöðvar til vatnsdælingar, hleðslu rafmagns og hitunar.

Tegundir vindmylla er í meginatriðum skipt í tvær gerðir.

1. Blaðsnúningur um láréttan öxul með einum spaða, tveimur, þremur og mörgum spöðum.
2. Blaðsnúningur um lóðréttan öxul með sveigðum blöðum eða beinum blöðum.

Þriggja blaða myllan er algengust í dag. Hún er samsett úr þremur megin hlutum; Turni, vélarhúsi og mylluspöðum. Í myllunni er aflvél sem í eru spaðar, gír og rafall. Framleiðsla hefst við vindhraða sem er 4 m/s og við 15 m/s nær hún fullum afköstum. Þeim heldur hún upp í 25 m/s. Þegar þeim hraða er náð aftengir hún sig og tengist ekki aftur fyrr en við 20 m/s. Til þess að finna hagkvæmustu staðsetningu fyrir vindmyllurnar er stuðst við vindatlas. Þeir hafa verið gerðir með rannsóknum vindhraða og vindstefnu á tilteknum stöðum.

Kostir og gallar

Kostir

Vindorka býður upp á marga kosti sem skýra hvers vegna hún er sá orkumiðill sem vex sem hvað hraðast í heiminum. Vindorka mengar ekki loftið eins og orkuver sem brenna kolum, gasi eða olíu við framleiðslu rafmagns. Það myndast ekki þær lofttegundir sem valda gróðurhúsaáhrifum eða súru regni. Það skapast ekki hætta á mengunarslysum við flutning aflgjafans til orkuvera. Orkugjafinn er ókeypis, byggingartími stuttur og auðvelt að stækka vindorkuverið án mikillar fyrirhafnar. Vindorkan er endurnýjanlegur orkugjafi sem rennur ekki til þurrðar.

Gallar

Helstu vankantar á því að nota vindorku er að vindurinn er óstöðugur og blæs ekki alltaf þegar þörf er á raforkunni. Það er ekki hægt að geyma hana í stórum stíl og grípa til hennar síðar. Staðsetning vindorkuvera er oftast í mikilli fjarlægð frá borgum og þarf þá að flytja raforkuna um langan veg með tilheyrandi uppbyggingu raflína.

Umhverfisáhrif

Framleiðsla rafmagns með vindorku er hrein, hún mengar ekki andrúmsloftið. þó eru aðrir þættir sem hafa áhrif á umhverfið og þá sem í því eru.

Hávaði

Hljóðstyrkur sem kemur frá vindmyllum þegar spaðarnir snúast er um það bil 49 decibel í 200 metra fjarlægð og er það samsvarandi léttri bílaumferð í 30 metra fjarlægð. Hávaðinn eykst svo eftir því sem fleiri myllur eru á svæðinu. En verður þó ekki miklu hærri en venjulegt umhverfishljóð ef það er staðið í 300 metra fjarlægð.

Landnotkun

Hafa þarf í huga breytingar á núverandi og framtíðarnotkun lands áður en vindmyllur eru settar upp. Við framleiðslu á rafmagni eru settar niður margar myllur á eitt svæði. Myllurnar teka ekki nema 2-3% af svæðinu sem þær standa á. þannig er hægt að samnýta svæðið og vera með beitarlönd eða kornrækt á því.

Fuglalíf

Áhrif á fuglalíf af völdum vindmylla eru frekar lítil miðað við annað sem fylgir búsetu manna, svo sem kettir, byggingar og bílar. Tölur frá Bandaríkjunum sýna að 1 milljarður fugla deyr árlega við það að fljúga beint á byggingar og allt upp í 80 milljónir deyja við það að lenda á bílum. Áætlað er að í Bandaríkjunum sé fugladauði af völdum vindmylla á bilinu 0,01-0,02% af öllum fugladauða af manna völdum.

Nýting vindorku á Íslandi

Á Íslandi nýta menn bæði jarðhita og vatnsorku en hvort tveggja er stöðugra og hagkvæmara en vindorkan. Af þessum sökum hefur lítil þörf verið fyrir vindmyllur hér á landi. Margar þjóðir hafa þó séð hag sinn í því að beisla vindorkuna og greiða jafnvel með vindorkuverum, til þess að draga úr brennslu jarðefnaeldsneytis. Þó skal tekið fram að vindorkuver hafa þróast mikið og hratt á undanförnum árum svo kostnaður við rafmagnsframleiðslu með vindorku hefur stórlega dregist saman. Samkvæmt bandaríska orkumálaráðuneytinu er uppsetningar- og rekstrarkostnaður vindorkuvera orðinn mjög svipaður því sem kostar að setja upp og reka raforkuver knúin jarðefnaeldsneyti. Í dag eru stærstu vindorkuverin á hafi úti, en litlar líkur eru þó á því að slíkt vindorkuver hér á landi yrði samkeppnishæft við vatnsaflsvirkjanir.

„Áður fyrr var nokkuð um að reistar væru litlar vindrafstöðvar við sveitabæi á Íslandi. Þær lögðust af með rafvæðingu landsins eftir miðja öldina og á tímabili munu Rafmagnsveitur ríkisins meira að segja hafa gert þá kröfu að slíkum heimarafstöðvum væri lokað... Á Íslandi hefur aldrei risið neitt vindorkuver í þeim stærðarflokki sem nú þekkist víða um heim. Hér er einungis að finna mjög litlar vindrafstöðvar sem t.d. Vegagerðin mun hafa nýtt sér. Ekki er kunnugt um að almennar hagkvæmnisathuganir hafi verið gerðar um að reisa vindorkuver hér á landi, en einhverjar staðbundnar athuganir í tengslum við vindmælingar hafa verið gerðar, svo sem í Grímsey og Vestmannaeyjum."

Unnið hefur verið að því síðustu ár að gera vindatlas fyrir Ísland í samtarfi Orkustofnunar og Veðurstofu Íslands. Vindatlas þessi er kortlagning vindorku landsins og gefur góða mynd af vindafari sem og heppilegum stöðum fyrir hugsanleg vindorkuver. Þó þyrfti ítarlegri rannsóknir á tilteknum svæðum áður en hægt væri að taka ákvörðun um að setja upp slík orkuver.