28-03-2005
Vindenergi og vindmøller
Antallet og størrelsen af vindmøller er vokset kraftigt de seneste år, og denne udvikling forventes at fortsætte de kommende år, især for offshore vindmølleparker og i udlandet.
Problemstillingerne relateret til udvikling af vindenergiområdet / vindmøller dækker et meget bredt spektrum og fagene geografi/naturgeografi og fysik sættes fokus på de naturmæssige, de teknologiske og samfundsmæssige analyser af dette.
Materialet som findes her dækker mange aspekter. Men det er muligt at udvælge noget af baggrundsmaterialet og evt. kun benytte nogle få øvelser. Hermed kan materialet indgå på forskelligt niveau i de gymnasiale uddannelser.
Introduktion
Danmark har ca 1200 vindmøller. Og efter Energiforliget, marts 2004 er det planen at skrotte 900 vindmøller, bygge 175 nye og og 2 nye havmølleparker. Hvorfor skal så mange skrottes? Hvor er det bedst at bygge disse nye vindmøller udfra en økonomisk og miljømæssig betragtning.

Ved at anvende GIS kan man være med til at give overblik over disse møllers placering, analysere deres placering i det topografiske landskab og vurdere deres udnyttelse af vindenergien.

Problemstillinger
Hvor skal vindmøllerne placeres?

Hvordan kan man udpege den bedste geografiske lokalisering af vindmøller og sikre størst mulige energiproduktion, men med skyldig hensyntagen til særlige lokale miljøforhold?

Hvordan udnyttes vinden bedst af vindmøllerne - mange små eller få store?

Faktorer der har indflydelse på den bedste placering af vindmøllerne er bla.

  1. Hvor meget blæser det
  2. Fra hvilken retning blæser det
  3. Terræn ruhed (hav = 0, landbrug = 2; altså kan man kun høste halvt så megen energi over landbrugsjord som over havet)

Ved at kombinere data fra DMI, EMD og Risø kan der skaffes et godt datagrundlag, som kan anvendes til at analysere og visualisualisere vindmøllernes placering i landskabet.

Genere omgivelserne mindst muligt

Hvordan sikrer man sig, at vindmøllerne placeres bedst i forhold til det omgivende miljø, således at de generer mindst muligt. Her vises med GIS hvordan det kan beregnes (Øvelse 1)

Hvad er de bedste dimensioner for en vindmølle

Hvor stor en andel af vindenergien kan vindmøllerne udnytte? (Øvelse 2)
Hvilken høje skal vindmøllerne være og hvor stort et vingefang er bedst (se baggrund og øvelse 4)

Effektkurven og Weilbull-fordelingen

Effektkurven betydning - sammenhæng mellem effekt kw og vindhastighed og Weibullfordelingen.

Visualseringsberegning

Hvordan kommer fremtidige vindmølleparker til at se ud og hvor godt kan vi beregne deres produktionstal ?

Vindmøllerne Online eksemplet http://www.middelgrund.com/
Danmarks vindenergi - set i et Europæisk perspektiv

Europa står for 74% af verdens samlede energiproduktion fra vindmøller,
Det fremgår desuden at Danmark med sine 2.515 megawatt er Europas tredje største hvad angår kapacitet; kun overgået af Tyskland og Spanien. Til gengæld ligger Danmark på en førsteplads hvad angår vindenergiens andel af den samlede elproduktion ca. 20%

Europas møllekapacitet er siden 1997 steget med ca. 35% om året, Fra et samlet tal på 17.315 megawatt ved starten af 2002, var Europa oppe på 23.056 megawatt - en stigning på 33%.
Skulle den samme mængde energi skabes i et konventionelt kraftværk ville det kræve afbrænding af 20 millioner tons kul.

90% af kapacitetsforøgelsen har fundet sted i Tyskland, Spanien og Danmark. Tyskerne alene er nu oppe på 12.000 megawatt og dækker 4,5% af det nationale elforbrug via vindkraft. Til sammenligning har Danmark 2.880 megawatt at gøre godt med,

Vindens bevægelseenergi stiger med tredje potens ..
Vindens bevægelsesenergi stiger med tredje potens hvorved en tredobling af vindhastigheden betyder en 27 dobling af vindenergien.
Hvor meget vindenergi kan vindmøllerne udnytte?
Vindmøller kan kun hente max 59 % af videns eneregi ellers vil luften ligge stille bagved vingerne.
Baggrund
Øvelser
Links