Figur 1. Siemens har lyckats nå 14 MW med direktkopplad gene-rator, så att maskinhuset väger “bara” 500 ton
Några data:
- 14 MW, Nominell Effekt
- 222 meter, Rotor Diameter
- 108 meter, Vingarnas Längd
- 39.000 m², Svept Area
- 5 x 5 x 10 meter, Maskinhuset, enligt obekräftade uppgifter på nätet
Figur 2. Illustration av de primära funktioner, som krävs i ett vindkraftverk
Bilden är gammal och visar ett förenklat vindkraftverk med liten kapacitet, men den är mest pedagogisk av dem jag funnit:
- Vinge, som idag utförs i amerad epoxiplast med kärna av lättvikts balsaträ. Längd c:a 100 meter och vikt över 20 ton.
- Rotornav.
- Vingen skall vridas till rätt anfallsvinkel för rådande vindhastighet.
- Broms.
- Lågvarvig axel, 8 – 12 rpm. Ett rull-lager visas hitom navet, men det behövs ett även vid axelns ända till höger.
- Varvtalet växlas upp till 900 – 1500 rpm, för att passa en vanlig generator. En växel-låda kan ha två steg med planetväxel och ett steg med spiralskurna drev. Denna uppväxling har oftast orsakat de haverier och begränsningar av livslängden som inträffat. Därför har man utvecklat generatorer med extremt stor diameter, som kan kopplas direkt på rotorns axel, se figur 1.
- Generator.
- Styrsystem.
- Anemometer, som mäter vindhastigheten.
- Vindflöjel, som visar vindens riktning.
- Maskinhus.
- Högvarvig axel.
- Drivning för att vrida maskinhuset mot vinden.
- Vridmotor.
- Torn, som kan ha diametern 6 meter och vara över 150 meter högt. Det måste förses med hiss och stege för det fall att hissen inte fungerar. Hissmotorn sitter oftast upptill i tornet.
Det är alltså 500 ton, lite mer än två SJ-lok, som skall valsa hela horisonten runt på ett lager med diametern 5 meter, vilket ingalunda är lätt att få plant och helt runt. Det kräver stora svarvar och särskilt behandlat material, för att inte slå sig. Den ström som produceras i det valsande huset, skall överföras till en kabel som sitter fast i tornet. På det snurrande navet skall vingarna vridas. Alla dessa “funktioner” kan lösas till en kostnad, med de inbjuder ändå till problem med underhåll och driftstörningar.
Det sistnämnda blir förstås särskilt besvärande vid placering långt ute på et stormigt hav.
+ – + – + – +
Figur 3. Francis vattenturbin typisk för många vattenkraftverk
Turbinhjulet, orange, har fasta skovlar. Vattnet leds in i ett spiralformat rör, blått, så att det får en roterande rörelse i förhållande till hjulet. Närmast hjulet sitter en krans av ledskenor, gult, som vrids för att reglera vattnets flöde och därmed kapaciteten.
Ovanpå monteras en generator, vars rotor kopplas direkt på turbinhjulets axel. Vikten av de två bärs av ett stort axial-lager, som inte visas tydligt. Erfarenhetsmässigt har ett sådant en livslängd överstigande 40 år.
+ – + – + – +
Ett inändarmanus, som inte funnit nåd inför någon redaktör:
Teknisk idioti och ekonomiskt vanvett
Som tekniker vet jag att en konstruktion med få delar, särskilt rörliga delar, är mer driftsäker än en med fler delar.
Den erfarenheten har tappats bort, när man nu avvecklar vattenkraftverk och väntar sig att istället få elen från vindkraft. Solpaneler är ointressanta, eftersom Sverige ligger så nära polcirkeln, att de inte kan leverera någon meningsfull el på vintern, då vi mest behöver den.
Sverige har en lång erfarenhet av vattenkraft: I Trollhättan startades en station 1910. Stationen i Harsprånget har den högsta effekten, 985 MW. Den har fem turbiner av typen Francis, vilket betyder att turbinhjulet är helt stelt utan rörliga delar. Det sitter på en vertikal axel med generatorns rotor ovanför. Där emellan finns en lagring som bär upp de roterande delarna. Det är bara dessa tre delar som roterar. Det största hjulet har diametern 6,6 meter och ger 475 MW vid 107 varv per minut.
Runt om hjulet står ett ”staket” av vertikala ledskenor, som är vridbara för att reglera hur mycket vatten som släpps fram till hjulet.
Till kraftverket hör en damm bakom vilken man kan ”lagra energi”. Dit hör även en bygg-nad, som man kan promenera in i för service och underhåll.
Jag jämför med ett vindkraftverk, VKV, av den storlek som idag är vanlig med märkeffekt 8 – 12 MW. Siffrorna nedan är ungefärliga.
Det har ett torn med 6 m diameter och 150 m höjd. Där uppe skall ett maskinhus på 500 ton kunna vridas runt hela horisonten. Detta kräver en särskild motor, som arbetar på en kugg-krans runt om tornets topp. Motorn behöver förstås ett styrsystem, som känner av vindriktningen.
Huset har en rotor med över 100 m långa vingar, som dels väger över 20 ton per styck och dels skall vridas för att anpassas till vindens hastighet.
Rotorn gör 8 varv per minut, vilket växlas upp till 900 – 1500 varv per minut för att passa en generator. Det kräver en växellåda med 3 steg och många kugghjul samt, kanske, en olje-pump och oljekylare.
För att serva och underhålla detta maskineri på 150 meters höjd behövs en hiss i tornet.
För lika stor elproduktion som Harsprångets turbin kan ge, behövs 150 VKV. Deras märkeffekt är en femtiondedel av vattenturbinens, men i genomsnitt ger vinden bara en tredjedel av märkeffekten.
Bygget av Harsprångets damm skall jämföras med fundament för tornen samt vägar och uppställningsplatser för 150 VKV.
En vattenturbin kan fortsätta att snurra i 100 år. De som bytts ut sedan förra sekelskiftet har ersatts av hjul med bättre geometri, som höjt verkningsgraden. Vingarna till VKV kan behöva bytas efter 8 år och maskineriet tycks ha en livslängd på 15 – 25 år.
Vingarna är utförda i kolfiberarmerad epoxiplast, för vilken det inte finns metoder att återanvända. De grävs ner i deponier. Allt i en vattenturbin är metall, som kan smältas ner och återanvändas.
Det må vara ett bevis på teknisk excellens att lyckas bygga något så komplicerat som ett 200 – 300 meter högt vindkraftverk, men på ögonmått är det teknisk idioti och ekonomiskt vanvett.
Sture Åström
Nätverket KLIMATSANS
+ – + – + – +
Även kärnkraft
Kärnkraft är ju det mest aktuella alternativet, när det gäller att höja landets kapacitet för el. Den kännetecknas också av få roterande delar som är sammankopplade på en gemensam axel. Erfarenhetsmässigt kan de hålla igång utan avbrott i åratal. Livslängden kan vara 40 år eller mer. Dock finns det flera hjälpsystem, så att bilden är mer komplicerad, varför kärn-kraftens egenskaper får behandlas en annan gång, och då särskilt med hänsyn till den nya 4:e generationens teknik.
+ – + – + – +
Korrigering
Christer skriver:
Ett modernt Rc lok, som man ser i vanliga tåg, väger kring 80 ton, dvs det behövs 6 st för samma vikt som maskinhusets 500 ton.
Visst krävs “teknisk excellens” för att få huset att vridas runt hela horisonten på ett lager med 5 meters diameter och en lika stor kuggkrans.
+ – + – + – +
by 
Björn
Med en enkel beräkningsmodell så ger cirka 5 miljoner € per MW och en kapacitetsfaktor (enligt uppgift i länken) på 41.86 % (väldigt lågt) får man nuvärdesberäknat en produktionskostnad om 88 € / MWh.
Som jämförelse kan man räkna ut Olkiluoto 3 enligt två alternativ
60 miljarder SEK –> 36 € / MWh
110 miljarder SEK –> 45 € / MWh
Hur den parken ska gå runt är en gåta.
Idag var en dålig vinddag. 2 – 3 GW i faktisk effekt under hela dagen från kl 8, vilket är ungefär 5 % av hela behovet i Norden + Baltstaterna.
De flesta står väl stilla, men det löser man lätt med efterfrågeflexibilitet (som ingen gillar) och lagring av el (som i princip inte finns än).
Sedan, med 37 € / MWh finns ju inget behov av vindkraft heller, så för mig kan de gärna stå stilla (eller brinna upp när det börjar blåsa).
https://www.svk.se/om-kraftsystemet/kontrollrummet/
https://www.iberdrola.com/about-us/what-we-do/offshore-wind-energy/saint-brieuc-offshore-wind-farm
25miljarder ger 500MW installerat
eller 50SEK/W installerat….
de små landbaserade 3MW/styck (denna park 8MW/st)
3MW på land kostar 50miljoner eller 17SEK/W installerat inte ens om det blåser hela tiden är det havsbaserade i klass……
gissar enligt länken 500MW ger kap.faktor strax över 40%
https://svenskvindenergi.org/fakta/havsbaserad-vindkraft
säger “De kraftfulla turbinerna gör att en vindkraftpark kan producera lika mycket som ett kärnkraftverk.” de största turbinerna som kommer strax från Siemens är på 14MW det behövs då 80fläktar… och om det inte blåser jämt utan kapacitetsfaktorn är under 100% well då behövs fler 2.5 ggr fler fläktar 200@14MW eller MEN Barsebäcks reaktorer är ju stängda… vi går till Forsmark då behöver vi 400 torn…. kolla gärna….. så svensk vindenergi lurar oss….
Så redan under 20 års livslängd hannar vi på förluster……
spetsfart 100m/s… inte ljudhastigheten men snabbt… 360km/h… nåja en fågel flyger ju mycket fortare…… nästan iaf…..
Kommentar 1
En ny lösning dvs denna pjäs är tillverkad i ett fåtal (ETT) exemplar … Learning curve startar nu vid origo
Här ger Johan Westerholm ett perspektiv på varför (en generation?) miljövänstern lyckats mobilisera som de gjort: Fridolin en centralfigur
https://ledarsidorna.se/fridolin-2001-revolutionen-borjar-har-och-nu/
Magma
Bra fundering. Ivf är en del av svaret en generationsfråga där också politiken medvetandegjort behovet av kunskap i det framväxande tjänstesamhället där vi sett inflation i nya utbildningar och nya ämnen. Ex är “avregleringen” av högre utbildning där folkhögskolor men särskilt nya “högskolor” (inte att förväxla med universitet ifråga om formell examen) som startats. Kvaliteten inom dessa nya högre utbildningar har varit minst sagt skiftande med såvitt jag förstår relativt låga antagningskrav. Det råder ist brist på examinerade ingenjörer t.ex. Ryggraden i svenskt näringsliv sedan 50-talet.
Ett vindkraftverk i Bjäresjö strax utanför Ystad totalförstördes i en brand natten till torsdagen. En av vindkraftverkets vingar har i samband med branden slungats iväg 100 meter.
Från GP
Ni frågar er varför denna utbredda okunskap hos politiker och media? Kan det inte bero på att vi lämnat ”kunskapsskolan” – där man som elev var tvungen att demonstrera kunskap för att få ett bra betyg, och i stället gått till en ”diskussionsskola” – där den som har förmåga att föra en ”nyanserad diskussion” får bäst betyg.
En omställning som framförallt gjorts i ”jämställdhetens” namn, hur nu det kan vara en jämställdhetsfråga att gå från kunskapsideal till diskussionsideal – lyssna gärna på Anna-Karin Wyndham …
Är möjligen frågan om vikten av vetenskaplig konsensus en produkt av skolans omställning?
Claes P
“Det krävs 1700 vindkraftverk för att leverera samma energimängd som ett kärnkraftverk”
Sanning med modifikationer.
Det krävs kanske 500-5000000 vindkraftverk för att ersätta ett kärnkraftverk.
Det krävs kablar från dessa.
Dimensionerade för högsta effekten.
I dagens vetenskapsradio fick vi veta att Polen i veckan inte kunde ta emot all solenergi och att detta är mer och mer vanligt för Vind och solkraft.
Vad vi inte fick reda på vad det skulle kosta att bygga ut nätet för en typ 10 000 gångers variation.
Ett av tidens stora problem är den enormt blixtsnabba utvecklingen av transistorer, grundbulten i all typ av kretsteknik.
Från att under 1960-talet transistorer varit stora som ett blåbär och dyra, samt krävde en hel del elenergi, har dessa nu minskat i storlek till några atomer som endast kräver mikromängder elenergi.
En transistor är idag praktiskt taget gratis.
Detta har inneburit att datorer, smartphones, Internets “moln” mm vänt upp och ner på hela vår utveckling, nu talar vi redan om att AI kan komma att ersätta människan.
Elektronikutvecklingens explosion har “smittat” av sig.
Många trögtänkta tror att “transistorutveckling” kan appliceras inom andra områden, trots att enkla naturlagar visar att detta är en omöjlighet.
För vindkraftverk har det av naturliga skäl varit tvärtom.
För att få ut mer producerad energi måste man göra dem större och större, dyrare och dyrare.
De kräver enorma mängder gruvor och material samt enorma ytor som förstör livet för människor, djur och natur.
Det krävs 1700 vindkraftverk för att leverera samma energimängd som ett kärnkraftverk, se hur stor yta respektive energikällor behöver:
https://www.tn.se/naringsliv/27848/expert-konflikterna-kring-vindkraft-kommer-bli-varre/
Vet alla att EU inte får ta upp lån och har inte heller gjort det innan covid-krisen (“det kommer att komma kriser då vi genomför sådant som annars vore omöjligt” (R Prodi)).
Nu har EU inte bara skuldsatt medlemsländerna utan också ställt ut (och fortsätter ställa ut) garantier till affärsbankerna så att de ska våga låna ut till vindkrafts-projekt och ny koldioxid-fria riskprojekt typ Hybrit. Det innebär att om konkurser följer betalar du och jag. Har det föregåtts av offentliga debatter? Nä!
#UWB skrev: “Det är dyrare att bygga ett stort verk jämfört med att bygga två verk som har halva effekten, men kapacitetsfaktorn är något högre på det högre verket.”
Självfallet tycker jag, då jag har länge undrat varför man vill bygga så stora vindkraftsmonster. Effekten de kan leverera, vid samma design, är är proportionell mot bygghöjden i kvadrat, medan materialåtgången (och därmed byggkostnaden) är proportionell mot kubiken av bygghöjden. Med vanligt sunt bondförnuft inses lätt att stora vindkraftsmonster är ekonomist förkastliga jämfört med mindre. Den något högre vindhastigheten på högre höjd kan inte kompensera för detta. Det hela handlar som vanligt snarare om prestige än fakta och realism, vilket vi ju är vana vid i klimat- och energisammanhang. Här har dumheten och storhetsvansinnet åter visat sitt fula tryne.
Se även diskussion på Klimatupplysningen (även om jag tror att de flesta känner till den). Förra året (2022) var den samlade förlusten för tillverkarna cirka 4,5 miljarder EUR och marginalen – 10 %.
De eftersträvar en marginal på 10 % och Vestas har redan höjt priserna under 2022 med 27 %, så jämfört med 2021 behöver turbinerna kosta nära 50 % mer för att tillverkarna ska få önskad vinstmarginal. Det gör att det blir dyrare att bygga vindkraftsparkerna, för det är inte bara turbintillverkarna som behöver täcka in ökade kostnader.
Sedan har vi kannibaliseringseffekten som är beskriven här. Därför kommer ALLTID planerbar produktion att tjäna mer per kWh än intermittent produktion. Denna aspekten diskuteras ALDRIG när man tar upp vindkraftens alla “fördelar”.
https://klimatupplysningen.se/vindkraftsforetag-har-lonsamhetsproblem/
Tack för att Du uppmärksammar oss (och Törnrosa på miljödepartementet) för den sköra tekniken Sture!
Se gärna Jan Blomgren’s senaste video (3veckor gammal) på Swebbtv. Jan är tydligen persona non grata på SVT numera för att han inte skyr sanningen. Vad har hänt i detta land som förr agerade så rationellt och där ingenjörerna ofta hade huvudrollen?
När nu hela vk-industrin sedan rätt länge förlorat pengar varje år (fåtal går bara med liten vinst) undrar han vad som händer när vi riskerar att stå med en massa förfallna stålstolpar stående ute i våra natursköna marker? 90% ägs av utlänningar som föga känner ansvar för vårt naturintresse. Staten vågade inte kräva finansiella garantier likt kärnkraften när det gäller återställning. Vi får hoppas att t.ex kinesiska staten (CGN) tar sitt ansvar (70%) liksom pensionsfonder medan riskkapital och övrigt snabbrörligt anonymt sådant sannolikt överlämnar ev konkurssatta driftbolags-ansvar till markägare och skattebetalare.
Vad ska öka vk-bolagens uthålliga vinster? Kraftigt ökande energi-priser? Vem ska betala för nödvändig balans-ersättningskraft när det inte blåser osv. Konsekvenser och merkostnader av instabilitets-faktorerna bör väl också (delvis ivf) bäras av de som orsakar dem? Kommer nästa “förbättrade” (och ännu högre) vindmöllor att ersätta alla nuvarande fram till t.ex 2040 med nuvarande inräkning? Vad ska ändras för att det blir möjligt då även tillverkarna går sämre idag!
Är det troligt att stabiliteten ökar om havsbaserade snurror ska mass-byggas i söder? Större positiv verkan har ist det fullt drifttagna kärnkraftverket i Finland för SE3-4.
“För lika stor elproduktion som Harsprångets turbin kan ge, behövs 150 VKV.”
Räkna på hela livslängden. Harsprånget 100 år. Ett vindkraftverk 20 år (generöst). Det blir 750 vindkraftverk. För rättvisans skull kan vi säga att Harsprånget byter sina generatorer 3 gånger vilket ger 15 generatorer.
Det är skrattretande att miljömupparna eller klimatkrisbluffarna vill att vi ska slita mindre på jordens tillgångar men inte har några problem med den enorma ökningen av jordens tillgångar som elbilar och vindkraftverk innebär. Och detta för att jorden inte ska bli lika varm som den varit under 90 % av de senaste 10.000 åren. Observera att kallare klimat innebär att vi behöver använda mer av jordens tillgångar.
SJ:s Rc-lok väger 80 ton så det blir 6 lok som skall valsa runt. Helt sjukt!
Två m3 olja med olika kvalitéer som skall hållas varm vid kallt väder .Rotorerna måste hållas i rörelse annars går lagren sönder. Finns inget batteri skall matarkabeln förse vindkraftverket med ström när det inte blåser. Skulle strömförsörjningen inte fungera går vindkraftverket sönder.
Under vissa tider blåser en jämn vin, andra dagar kommer det bara en vindpust vilket ställer stora krav på den planerbara energi.
https://www.dropbox.com/s/xyqtxeqch6jgkcj/VIND.png?dl=0
Eftersom det bara blåser lagom ibland, hjälper det inte om man så bygger en miljon möllor. Utan vind står alla still. Med för stark vind måste alla stängas av. Men el behöver vi fortlöpande. Deras i snitt 25-30 procent utbyte betyder omvänt att de ger 70-75 procent för klent utbyte. För solkraft gäller hos oss runt 10 procent utbyte – och 90 procent för klent.
500-600 ton på ett smalt torn 150 meter upp i luften med ca 100 ton snabbt roterande massa därtill. Ingenjörsteknisk dårskap, driven av vidskepelse och önsketänkande!
Eftersom klimathysteriker också är faktaresistenta så är det nog bara vi som inte köpt historiens största bluff, klimatbluffen, som läser detta, men det gjorde jag med stor behållning. Stort tack, Sture.
GE Renewables har en vikt om över 600 ton. Notera att till denna vikt kommer vingar (som väger minst 35 ton styck). Vestas nya 15 MW (som är senare än Siemens-Gamesa och GE) väger ungefär som Siemens konstruktion.
Det blir rejäla kostnader för att bygga fundament och torn som klarar av att hantera 600 – 800 ton. Det är inga problem att göra hållfasthetsberäkningar. Jag såg en rapport som tog upp detta och för varje fördubbling av effekten ökar den totala vikten med cirka 20 % jämfört med att bygga två vindkraftverk till lägre effekt. De tar heller inte upp någon mindre yta, då de måste placeras längre från varandra för att inte stjäla vind från varandra samt att säkerhetsavståndet ökar.
Då materialkostnaderna har ökar rejält de senaste åren innebär det att det är dyrare att bygga ett stort verk jämfört med att bygga två verk som har halva effekten, men kapacitetsfaktorn är något högre på det högre verket.
https://wemakeconsultores.com/en/clash-of-the-wind-titans/