Vindkraftens historikk og teknologi

De første vindmøllene vi kjenner til ble brukt i Kina for 4000 år siden, og ble brukt til å pumpe vann til kunstige vanningssystemer. I Hellas brukte man vindmøller for nesten 2000 år siden, mens vindmøllene kom til resten av Europa med korsfarerne først på 1100-tallet. I middelalderen begynte man å bruke vindkraft. Vindmøller spilte også en stor rolle under oppdyrking av prærien i USA og Australia, der de ble brukt til å pumpe opp vann. Til Sverige kom vindmøllene på begynnelsen av 1300-tallet, der de ble brukt til å male korn og pumpe vann. Vindmøllene i Spania i tidligere århundrer er også udødeliggjort gjennom boken Don Quixote, eller ”El ingenioso hidalgo Don Quijote de la Mancha” («Den geniale adelsmannen Don Quixote av La Mancha»), som den heter på originalspråket.

I Norge var også vindkraft utbredt lenge før dagens vindturbiner så dagens lys. Rundt 1865 var vindmaskinene, som de ble kalt, et vanlig syn ut over Jæren. De gjorde arbeidet for bøndene langt lettere og medførte store besparelser. En mann klarte å treske en tønne korn med handmakt i løpet av en dag. Ved hjelp av vindkraft og treskemaskin kunne tre til fem tønner korn treskes i timen. Så langt er det kartlagt at rundt 600 vindmaskinar av denne typen var i sving i Rogaland mellom 1865 og 1920. Bare i Klepp var det en vindmaskin ved over hundre bruk.

Den første automatiske kraftproduserende vindturbin tror man ble bygget av Charles F. Brush i 1888. den var mer enn 20 meter høy, den veide mer enn 40 tonn og den hadde en effekt på 12 kW. Den leverte strøm til lys og forskjellige motorer i rundt 20 år, da den ble demontert.

Den første automatiske kraftproduserende vindturbinI dag har vindmøllene fått sin renessanse som kraftgeneratorer, og kalles vindturbiner. I løpet av de siste 30 årene har vindturbiner utviklet seg fra å være små kraftturbiner med en effekt på mindre enn 200 kW til store turbiner med en effekt på 5 MW og mer.

Idag er verdens største vindturbin en 7 MW turbin som er montert offshore utenfor Skottland. Det er en Samsung turbin med en turbinrotor på 171 m.

Hvor utviklingen går videre er det vanskelig å si noe sikkert om. Men noe kan man si med en viss grad av sannsynlighet. Turbinene vil bli større – det har sammenheng med den kostnadsbesparelse dette innebærer. De vil bli lettere, spesielt for offshore anvendelse. De vil bli mer driftsikre og vedlikeholdsvennlige – dette har stor betydning ettersom drifts- og vedlikeholdskostnader reduserer lønnsomheten, og driftsavbrudd er meget kostbart. Man kan forvente at produksjonen av turbinene vil bli ytterligere effektivisert sammenlignet med i dag og at dette vil medføre en reduksjon i kostnadene.

Man kan også forvente en større grad av spesialisering av turbinene. dette har man allerede sett begynnelsen av, med fokus på enten onshore eller offshore turbiner. Videre har man sett at det er utviklet nye turbiner for lavere vind, såkalt lavvindsturbiner. Disses har den fordelen at de når full effekt raskere og ved lavere vind enn de mer tradisjonelle turbinene, og dermed produserer like mye energi selv om det er lavere gjennomsnittsvind. Derfor snakker man idag (nov. 2013) ikke bare om mye vind, men riktig turbin til den vinden man har.

 

Modenhet

Av og til stilles spørsmålet: Er vindkraft en moden teknologi? Spørsmålet kan besvares på mange måter. Man kan besvare det ved å stille et annet spørsmål: Var bilen moden i 1950? Det må man uvegerlig besvare med et ”ja”. Men betyr det at bilen som teknologi var ferdigutviklet? Nei, selvfølgelig ikke. Den har gjennomgått store endringer, den er raskere, sikrere, den bruker mindre bensin, den har helt andre materialer – for bare å nevne noe. Ingen tviler vel heller på at bilen vil gjennomgå store endringer i tiden som kommer, men ingen vil vel likevel finne på å påstå at det er en umoden teknologi.

diagram

Poenget med dette er at modenhet er et ganske uklart begrep. Her kan en figur som er utviklet av ECON Pöyry hjelpe til i forståelsen. Figuren over illustrerer at en teknologis modenhet kan uttrykkes i to akser: Teknologisk modenhet og markedsmessig modenhet (i dette tilfellet landbasert og offshore vindkraft.)  Den ene (loddrette) aksen er den teknologiske modenheten. Her vil man på begynnelsen av kurven ha en så liten grad av modenhet at man ikke kan si sikkert at teknologien lar seg utvikle i praksis, uansett hvor mye penger man anvender. Kald fusjon kan være et eksempel på dette. Etter hvert som teknologien blir utviklet kommer man høyere på kurven som flater ut. Nå har den en grad av teknisk modenhet som innebærer at den lar seg utvikle i praksis – men den har ennå liten grad av markedsmessig modenhet. Den krever med andre ord en stor grad av finansielle virkemidler for å kunne konkurrere i markedet.

Man kan si at vindkraft på land befinner seg relativt høyt opp på denne kurven. Så høyt at det er markedsmessig modent – men ikke så høyt at det ikke har forbedringspotensial i form av kostnadsreduksjoner og teknologieffektivisering. Vindturbiner (samt driftsprosesser og utbyggingsteknologi) vil fortsette å bevege seg oppover på kurven, noe som er et uttrykk for vindkraftens bedrede konkurranseevne sammenlignet med andre former for kraftproduksjonsteknologi.

Kilder: