Verdens største møllevinge er lavet af nyt hybridmateriale
Da Danmark begyndte at eksportere vindmøller i 1980’erne, var vingerne ca. syv meter lange. Forskere og virksomheder har siden da arbejdet ihærdigt på at gøre vingerne stadig længere, fordi store møller producerer mere strøm.
I dag ser man ofte 70 meter lange møllevinger, men der er en grænse. En grundregel siger nemlig, at hvis møllevinger bliver dobbelt så lange, producerer vindmøllen fire gange så meget strøm. Men vingerne bliver også otte gange så tunge.
I samarbejde med forskere fra DTU Vindenergi satte LM Wind Power, som er en af verdens førende vingeproducenter, sig for at løse dette skaleringsproblem. Og resultatet? At tre megavinger på hver 88,4 meter lige nu roterer og producerer strøm på en testmølle i Tyskland.
Markedet vil have store vinger
LM Wind Power, Aalborg Universitet og DTU begyndte samarbejdet om megavingerne i 2008 med finansiering fra Højteknologifonden (det nuværende Innovationsfonden). Det oprindelige mål med ’Blade King’, som projektet hed, var at gøre masseproduktion af vindmøller lettere, så man kunne mætte et marked, der var sultent efter vindteknologi.Men efter finanskrisens indtog faldt efterspørgslen på vindteknologi globalt, og man ændrede formålet med samarbejdet. I stedet for at producere mange vinger hurtigt ville man nu hellere fokusere på at udvikle få, men større vinger, som skulle være konkurrencedygtige på lang sigt.
- I dag efterspørger flere kunder større offshoremøller end tidligere. De producerer mere strøm end de mindre onshoremøller kan, og derfor vil de blive mere konkurrencedygtige på et marked, hvor elprisen hele tiden falder. Så vi tog den rigtige beslutning, siger senior project manager for LM Wind Power Klavs Jespersen.
Siden årtusindskiftet er antallet af danske vindmøller på land faldet godt ti procent fra 6.193 til 5.587, viser de nyeste tal fra Energistyrelsen. I samme periode er antallet af de større og kraftigere havvindmøller vokset fra 41 til 509. En stigning på over 1.000 procent.
- Vi har bragt os i en teknologisk førerposition inden for design af kæmpemøllevinger og forventer at tage en stor bid af fremtidens energimarked. Den prestige, der følger med denne titel, er også vigtig for vores omsætning, når kunder leder efter en leverandør af store vinger, siger Klavs Jespersen.
Meget tyder på, at kunderne netop kommer til at efterspørge større vinger, hvis de vil være konkurrencedygtige på elprisen. I 2017 producerede de 500 danske havvindmøller nemlig over halvdelen af den mængde strøm, som de 5.587 møller på land producerede.
Forskerne vil forstå vingen
Det ændrede fokus for ’Blade King’-projektet betød, at forskerne måtte skifte fokus. Fra at udvikle et materiale, som var ideelt til masseproduktion i stålfibre og termoplast, skulle de nu udvikle et materiale til et nyt formål.
- Når man bygger større vinger, har man brug for mere stivhed. Så vi skulle udvikle et materiale, som var både stift nok til, at vingerne kunne holde til deres egen vægt, og let nok til, at vindmølletårnet kunne bære dem, siger seniorudviklingsingeniør Tom Løgstrup Andersen, DTU Vindenergi.
Løsningen var en blanding af kul- og glasfibre. Kulfibre har masser af stivhed og lav massefylde; derfor er de lette i vægt. Men de er samtidig meget dyre og ikke så stærke. Glasfibre derimod har en højere massefylde og er derfor tungere end kulfibre. Samtidig er de stærkere og har en markant lavere pris. Ved at blande kul- og glasfibre til en hybrid på en ganske specifik – og patenteret – måde lykkedes det forskerne at udvikle et nyt, innovativt og konkurrencedygtigt materiale.
- Det interessante er, at det normalt aldrig kan betale sig at bruge kulfiber, fordi det er for dyrt. Men fordi vores hybridmateriale er lettere end normalt, lægger det også mindre pres på hele vindmøllens konstruktion, og det sparer installations- og transportomkostninger, siger Tom Løgstrup Andersen.
Bliver de større?
LM Wind Power er tilfreds med resultatet af samarbejdet:
- Vi har med en vinge på 88,4 meter bevist, at vi igen er førende på den teknologiske platform. Og man kan sagtens forestille sig denne vinge på en anden model i fremtiden. Det er også muligt, at vi producerer vinger, som er endnu større, for nu har vi materialet til det. Endelig har vi benyttet det samme materiale til verdens længste onshorevinge på 69,3 meter, som i dag fremstilles i serieproduktion, siger Klavs Jespersen.
Tom Løgstrup Andersen ser også potentiale i at bruge det nye hybridmateriale til endnu større vinger end dem på 88,4 meter. Men han påpeger, at større vinger også giver flere udfordringer i forbindelse med transport, vægt og installation af vindmøllen. Noget, som LM Wind Power også kender til. Det tog nemlig ni måneder bare at planlægge transporten af den 88,4 meter lange vinge fra produktionen i Lunderskov uden for Kolding til testcenteret i Aalborg.
Kilde: DTU Vindenergi
