Vindkraftverk - pussel på nätet

Vindkraftverk är en maskinkonstruktion som omvandlar kinetisk energi ur vinden till elektricitet. Vindkraftverk består av ett stationärt torn med en rotor som snurrar genom påverkan av vindens kraft. Rotorn driver en generator som producerar el som överförs till elnätet. Ett vindkraftverk är beroende av vindens energitillförsel och ger därför en varierande effekt.

Allmänt

Rotorn hos ett vindkraftverk är en form av friströmsturbin och det är därför inte möjligt att omvandla all vindens rörelseenergi till arbete. Den tyske aerodynamikern Albert Betz visade att den maximala verkningsgraden hos ett vindkraftverk aldrig kan överstiga 59 procent, ett faktum som brukar benämnas som Betz lag.Generellt ökar den möjliga effekten från ett vindkraftverk med vindhastigheten upphöjt till tre, det vill säga att en fördubblad vindhastighet ger en 2³=8 gånger högre effekt. Detta innebär att effekten är mycket låg vid låga vindhastigheter, men ökar mycket kraftigt med ökande vindhastighet.

Startvind

Vid de lägsta vindhastigheterna, under startvind (en: cut-in wind speed), ger verket en så låg effekt att den inte ens räcker till verkets egenförbrukning i olika hjälpsystem. Vanliga värden på startvind är 4–5 m/s, och verket ger således ingen produktion alls under denna vindhastighet.

Märkvind

Med ökande vindhastighet ökar effekten kraftigt, och det är därför nödvändigt att utforma vindkraftverket så att effekten begränsas när vindhastigheten överstiger en viss märkvind.