Småskalig vindkraft
Små vindkraftverk
Små vindkraftverk ger dig möjligheten att producera din egen el, bidra till en renare miljö och på sikt spara pengar. På Windforce vill vi att alla skall kunna producera sin egen el från den energi som finns i naturen kring oss. En stor del av denna energi finns i vinden.
Vi tillhandahåller små vindkraftverk av högsta kvalité, har en hög verkningsgrad, är tystgående samt bygglovsfria.
Vi utvecklar egna vindkraftverk och anpassar dem efter svenska förhållanden och medelvindar. Samtliga modeller startar vid mycket låga vindhastigheter och är tack vare sin unika aerodynamiska design samtidigt bland marknadens absolut tystaste vindkraftverk. Detta gör det möjligt att placera dem i tätbebyggt område.
Vi tillhandahåller även alla nödvändiga tillbehör så som växelriktare, master, kablar, batterier etc. Läs mer om våra små vindkraftverk på länkarna ovan.
Mer om vindkraft
Värt att veta om små vindturbiner...
Några ord om småskalig vindkraft från Windforce VD Ulf Bolumlid.
På marknaden finns det tyvärr en mängd av mer eller mindre sämre småskaliga vindkraftverk.
Det beror på flera olika skäl som jag vill reda ut här...
Ett vindkraftverk är i grunden en ganska enkel konstruktion bestående av vingblad, rotorskiva, generator, någon form av styrfena och styrsystem.
Dessa delar måste dock fungera tillsammans optimalt för att ge energi nog att vara ekonomiskt.
Den maximala energin man kan få ut ur vinden rent teoretiskt är 59,3 % (enligt Betz’ lag).
Vid den gränsen har man bromsat vinden så mycket att ingen energi finns kvar. Det intressanta är att mäta den energin som kommer ut ur tråden, alltså det som blir kvar när strömmen passerat alla steg.
De flesta turbiner som säljs på marknaden idag har en verklig verkningsgrad på omkring 20 %, även om det ofta tyvärr uppges helt andra siffror och visas fina diagram.
De allra bästa turbiner med rotor på upp till 3 meter i diameter har en verklig verkningsgrad på omkring 40 %.
Vad är det då som skiljer de bra från de dåliga?
De ser ju för någon som inte är alltför insatt ganska lika ut…
Om vi börjar med bladen, vilket är det första som får kontakt med energin i vinden.
Till de allra första vindsnurrorna användes tyg, papyrus, brädbitar med mera för att få rotation.
Givetvis är det fullt möjligt att få det att rotera, men det blir inte särskilt effektivt.
Det var först när man kom på att använda vingprofiler i bladen man kunde få ut mer energi och rotera snabbare än vindhastigheten.
En vingprofil skapar tryckskillnad mellan ovansidan och undersidan av bladet genom att luften får olika lång väg när den passerar, av detta skapas en sugbubbla som ger lyftkraft vilket gör att bladet går fortare än vinden.
De flesta blad som sitter på de turbiner som säljs idag roterar fyra till fem gånger vindhastigheten medan de mest effektiva roterar med upp till nio gånger vindhastigheten.
Nu räcker det inte med en vingprofil för att det ska bli bra, det behövs även korrekt vridning (tordering) av bladen för att få dem effektiva när rotorn ska starta, och som ger maximal kraft vid olika vindstyrkor.
Ett vingblad är dock mycket mer avancerat än principen som beskrivs ovan. Vetenskapen om hur man gör ett effektivt vingblad är det bara några få tillverkare som besitter och då hjälper inga fina diagram.
Nästa steg är generatorn som måste vara dimensionerad så att den passar i hop med rotorn och bromsar lagom mycket över hela registret.
Tyvärr får man inte detta att fungera bra ihop utan en dator som reglerar spänningen med en så kallad MPPT (Maximum Power Point Tracker) vilket de flesta system inte har integrerat.
Det innebär en kompromiss som oftast betyder att snurrorna behöver 4-5 m/s för att ge någon laddström, vilket i sin tur innebär en massa snurrande utan att det kommer någon el ur kabeln.
När det väl börjar blåsa ordentligt får man istället problem med att spänningen i generatorn blir så hög att merparten av energin som skulle bli el försvinner i värmeförluster.
De bättre generatorer som görs i Kina har i bästa fall en verkningsgrad på 70 %.
Det finns generatorer med 97-98 % verkningsgrad, dock är de väldigt dyra.
Som vi har konstaterat så försvinner en massa energi förbi på olika sätt, och det är trist!
Men så fungerar det tyvärr.
Hur ser då en bra vindturbin ut?
Om vi förutsätter att vi har bra blad och en bra generator börjar man med att bestämma antal blad.
En fåbladig turbin med 2-3 blad ger hög topp-effekt vilket är vad tillverkarna säljer på, men den samma ger väldigt dåligt eller ingen el alls när det blåser lite.
En fåbladig turbin är också svårkontrollerad då den kan övervarva i hög vind med haverier som följd i värsta fall.
5 blad eller fler medför att turbinen bromsar sig själv i hög vind, detta beror på att den blir för tät för att vinden ska kunna passera genom rotorn.
Rotorn blir som en skiva och kan då inte snurra fortare eftersom farten bara ökar så länge vinden passerar.
Fler blad ger lägre topp-effekt, men högre vridmoment vid lägre vindhastigheter samt att turbinen bromsar sig själv.
För att veta hur man bäst utnyttjar vinden måste man ta reda på vilka vindhastigheter som är vanligast.
Hur är då vindarna där vi bor?
I Sverige har vi en medelvind på 5-7 m/s, men det är oftast inte mer än två dagar i månaden vi har 12 m/s eller mer.
Om man inte bor vid havet där det kan vara något fler dagar med hög vind.
Som en förklaring på hur energin i vinden ökar med hastigheten kan man i grova drag säga att energin fördubblas från 6-8 m/s, likadant från 8-10 m/s och vidare från 10-12,5 m/s.
Det betyder att ganska kraftig vind krävs för att få ut energi med en vanlig vinturbin. Vill man ta tillvara på de lägre vindhastigheterna bör man därför ha 5 blad eller fler.
Då det inte finns så mycket energi att utvinna ur låg vind på kort sikt gäller det att få turbinen att generera så mycket av tiden som möjligt, det vill säga antal timmar per år som turbinen genererar energi.
En turbin som generar mellan 3-8 m/s skulle passa bra är där vi bor, och toppeffekten blir inte lika intressant längre när man räknar över tid.
För att göra detta krävs förutom bra blad och generator, ett styrsystem med MPPT så att turbinen inte snurrar utan att ge någon ström.
Till sist!
En vanlig turbin har rotorn placerad framför masten, vilket gör att den överkompenserar och tappar energin i vinden, förlorar fart och får börja om med att söka vindriktningen. Det har gjorts en del mer eller mindre lyckade försök med ledade roder att lösa problemet, tyvärr utan tillräckligt övertygande resultat.
Detta gäller även de såkallade "downwindsnurrorna" med rotorn bakom masten, dessutom uppstår då turbulens från masten som förutom att skapa oljud även sänker effektiviteten.
Problem med att få en rotor att stå rätt i vinden hela tiden innebär med rimlig uppskattning en effektminskning på 30-40 % årligen.
Detta var bara en liten del om varför det är så svårt att tillverka riktigt bra vindkraftverk.
Alla led i en bra snurra måste vara optimerade.
Råd till er som tänkt köpa ett vindkraftverk! (och vill få glädje av det)
– En bra turbin är inte billig!
– Handla bara av de som har erfarenhet!
– Titta på verk som är uppsatta och i drift!
– Lita inte på effektuppgivelser, de är ofta missvisande!
– Använd om möjligt vindkraftverket som komplement till solceller!
– Kontrollera att miljön där vindturbinen ska sitta har tillräckligt med vind!
– Att turbinen har en låg ljudnivå!
Lycka till!
Med vänlig hälsning
Ulf Bolumlid
VD
Windforce AB
Vanliga frågor
Det går inte så bra att köra vind på solväxselriktare pga att vind kräver en programmerad efkektkurva. En turbins blad är utformat för att fungera optimalt vid en viss vindhastighet. Våra turbiner har kraft vid fem gånger vindhastigheten. Det enda sättet att få bladen att ge ordentligt med vridmoment är med en förprogrammerad effektkurva. Detta kan man bara programmera i vindtunnel vid jämna vindhastigheter. Att göra det ute i vinden blir inte optimalt. Se nedanstående kurva på nya Vindblomman som exempel.
Vind-växelriktarna är en fas, det går att köra tre-fas på en solväxelriktare med en programmerad kontroller. Vi jobbar på detta men är inte i dagsläget utprovat nog en solväxelriktare är tillverkat för jämn spänning medans vinden kan gå från 0-600 volt på några sekunder så det krävs en snabbare processor för att ta hand om energin i vinden.
Hur mycket el det blir på ett går aldrig att säga i förväg. Har man ett bra vindläge ger dom bra och blir ett utmärkt kompliment till solceller. Det enda vi med säkerhet kan visa är testresultat i vind tunnel men det är jämn vind som mäts inte i verkligheten där vinden varierar.
En 1000-wattare kan ge från 0-2500 kW/år och en 3000-wattare kan ge från 0-7000 kW/år. Detta är helt beroende av vindläge då det handlar om att bromsa ut energin ur vinden
