Får mer ut av vindmøllene

Når vindmøllene flytter til sjøs, må det mer avansert styring til hvis de skal leve lenge og produsere mye.

Publisert
Foreløpig bygges offshore-vindmøllene på grunt vann. Når de kommer lenger ut fra land, må de bygges flytende, og da vil rotoren bevege seg som følge av vinden, samtidig som hele tårnet beveger seg med bølgene. (Illustrasjonsfoto: Colourbox)
Foreløpig bygges offshore-vindmøllene på grunt vann. Når de kommer lenger ut fra land, må de bygges flytende, og da vil rotoren bevege seg som følge av vinden, samtidig som hele tårnet beveger seg med bølgene. (Illustrasjonsfoto: Colourbox)

Hvordan får du en flytende vindmølle til å produsere maksimalt med energi uten å slite den ut?

Det er enda mer komplisert enn det høres ut. Tore Bakka tatt doktorgraden på vindmøller på dypt vann.

Bygger til sjøs

I starten ble vindmøllene satt opp på land, men i løpet av det siste tiåret er flere og flere vindparker bygd offshore, forklarer Bakka.

På land møter vindmølleplaner ofte protester. Til sjøs kan noen av konfliktene unngås. Ikke forstyrres naboene av utsikt eller lyd, og ikke er det like mange som synes at de skjemmer naturen.

– Det neste steget er å installere flytende vindparker i dypere vann, mer enn 30 meter, spår Bakka. Det gir kraftigere vind og mer stabile forhold, og mulighet til å bygge vindmøllene slik at de ikke er synlige fra land i det hele tatt.

Men samtidig er det for dypt til at vindmøllene kan stå på bunnen. De må bygges flytende. Og det skaper tekniske utfordringer.

Ustabilt

Hvis du bruker kontrollene fra en landbasert vindmølle, på en vindmølle til sjøs, så blir systemet ustabilt, forklarer Bakka.

Vindmøllene er utstyrt med den samme muligheten til å pitche bladene – det vil si å vri dem slik at de utnytter vinden best mulig.

Når vinden ikke er for sterk, skal vindmøllene helst produsere mest mulig energi. Men når den blir for sterk, må bladene vris slik at ikke farten blir større enn det vindmøllen tåler.

En utfordring som kommer i tillegg, er at en flytende vindmølle møter været i begge ender. Mens vinden driver bladene rundt, sørger bølgene for at hele tårnet beveger seg.

– Når det blåser for mye, ønsker en jo å holde produksjonen på det som man er «rated for», sier Tore Bakka – det vil si å produsere på full kapasitet.

– Derfor vrir man bladene ut av vinden så de ikke går for fort. Da gjelder det å vri bladene på en lur måte; å holde verdiene i tillegg til å dempe andre uønskede bevegelser.

Uønskede bevegelser

Tore Bakka har disputert ved UiA for ph.d-graden på regulering av flytende vindmøller offshore. (Foto: Privat)
Tore Bakka har disputert ved UiA for ph.d-graden på regulering av flytende vindmøller offshore. (Foto: Privat)

Det du vil unngå, er pendling i drivverket, altså overføringen som skjer fra der rotoren går rundt, og hele veien inn i generatoren.

– På land fungerer det ganske bra. Men offshore får du et uønsket samarbeid mellom pitchingen av bladene og bevegelsene i selve tårnet. I dag gjør man det ofte sånn at systemet reagerer veldig sakte. Det blir stabilt, men ikke optimalt, og det er mange andre konsekvenser som ikke er så bra, lyder den forenklede forklaringen fra Tore Bakka.

Han har arbeidet for å få styringen til å reagere raskt. Det har han gjort ved hjelp av modeller fra det amerikanske National Renewable Energy Laboratory.

Lever lenger

Det gjelder å få mindre uønskede bevegelser, slik at ikke slitasjen blir så høy. Når han får bladene til å pitche på en smartere måte i forhold til vind og bølger, gir det vindmøllene mindre behov for reparasjoner og lenger levetid.

Bakka er ferdig med doktoravhandlingen, har disputert ved Universitetet i Agder, og synes det gikk bra. Men hva som skjer med resultatene hans i praksis, er det vanskelig å si noe om.

– Industrien er veldig konservativ, og alle er veldig hemmelighetsfulle om hvordan de gjør det. Vi vet ikke hvordan alt gjøres, og utviklingen skjer veldig ofte med prøving og feiling. Vi har lyst til at utviklingen skal være mer basert på modeller, sier Tore Bakka.