Ekspert i vindenergi: Sats ikke kun på flere, men også smartere havvindmøller

Finansloven er nu aftalt på plads, og et vigtigt element i den omhandler flere havvindmøller. Yderligere to gigawatt.

Det er både klimamæssigt og økonomisk et fornuftigt og rentabelt skridt mod et grønnere Danmark. Og når vi designer de kommende vindenergianlæg, bør Design4X være en del af løsningen.

Energi fra havvind er ikke hele løsningen på Danmarks energiudfordringer, men en forudsætning for, at samfundet kan omstille sig fra fossile brændstoffer som olie, kul og gas til at basere sig på vedvarende energi. Så langt, så godt.

Anbefalingen herfra skal bare lyde: Gør det nu klogt, så vi opnår den mest mulige effekt af investeringen. Sæt ikke bare flere møller op, men design dem til deres specifikke opgaver.

En del af den grønne strøm fra havvindmøller skal anvendes til Power-to-X, som kan producere grønne brændstoffer til transportsektoren og ammoniak til landbruget. De skal fremstilles og placeres, så de giver optimal effekt for pengene.

Møllens design skal optimeres til placeringen i landskabet eller på havet, vindens hastighed, behovet for genanvendelse, koblingen til energisystemerne og en lang række andre ting som tyfoner

Kenneth Thomsen
Divisionschef, DTU Vindenergi

Vi er slet ikke i mål med forskningen

En kraftig udbygning af vindenergien bliver mest succesfuld, hvis en række faktorer i teknologiudviklingen er i fokus.

Hvis man ser på dagens havvindmøller, som i virkeligheden er vindkraftværker, der kan producere strøm til tusinder af husstande, så kan det godt se ud som om, at det bare er et tårn med tre vinger. Det er det også.

Men det er samtidig noget af den mest avancerede mekaniske, digitale, sensoriske, aerodynamiske og intelligente teknologi, som man kan forestille sig.

Alle de tusindvis af komponenter, der udgør vindmøllens hjerne og krop, er udviklet og optimeret de seneste 40 år, og vi er kommet langt. Rigtig lang endda – men det skal gøres endnu bedre. Derfor er der fortsat brug for innovation.

En og samme størrelse holder ikke længere

Det har hidtil været strategien at producere mange møller af samme slags og dermed reducere kostprisen per mølle. De skulle holde i 20 år, og så var alt godt.

Henry Ford citeres for at sige: "Du kan få bilen i enhver farve, du ønsker, så længe det er sort," og ligesom med bilen har teknologien for vindmøller udviklet sig. Der er nu racerbiler, familiebiler og lastbiler med videre i alle farver og størrelser.

Vi taler meget om Power-to-X, hvorved elektricitet kan omdannes til eksempelvis brint eller varme. Hos DTU Vindenergi benytter vi en tilsvarende tankegang, når vi taler om design af møller.

Møllens design skal optimeres til placeringen i landskabet eller på havet, vindens hastighed, behovet for genanvendelse, koblingen til energisystemerne og en lang række andre ting som tyfoner, lynnedslag, transport, tilgængelighed – om den skal fungere som flydende vindmølle eller i forbindelse med Power-to-X.

Hver lille skrue, konstruktion og algoritme, der kan optimeres, har betydning for effektiviteten og dermed for pris og produktion. Det er det, som vi kalder Design4X: At vindmøllen skræddersys til specifikke typer af brug. Det er intelligent udvikling og design af fremtidens vindteknologi.

Sådan kan en vindmølle optimeres med Design4X

Et eksempel på Design4X er udviklingen af en brintmølle, som er optimeret til produktion af brint i stedet for at være koblet på elnettet og producere strøm. Møllen producerer grøn brint i stedet for elektricitet.

Det vil være en god ide allerede i forbindelse med finanslovsaftalen at medtænke intelligente løsninger og design

Kenneth Thomsen
Divisionschef, DTU Vindenergi

Her kan man fjerne noget af den effektelektronik, der er i traditionelle møller, idet elektrolyseapparaterne kan bruge jævnstrøm.

Det vil heller ikke være nødvending at opfylde de krav til kvalitet, som tilkobling til elnettet stiller. Balancen mellem møllens rotorstørrelse, generator og elektrolyseeffekt skal derfor optimeres i et design, der forholder til sig møllens opgave. Er meget groft bud vil være cirka ti procent billigere brint ved optimering af et sammenhængende system.

Endelig er en helt altafgørende faktor en yderligere kostreduktion og ydeevneoptimering, som på grund af den kraftige udbygning vil have en stor akkumuleret effekt. Alle disse nævnte faktorer stiller krav til – og er betinget af – en fortsat teknologiudvikling af møllerne.

Vi skal udnytte vindens fulde potentiale

De forskellige anlæg skal designes, så vi får den størst mulige effekt af dem.

Det gælder både for rene vindkraftanlæg og hybridsystemer, hvor eksempelvis vindmøller, solceller og batterier kombineres i et kraftværk, eventuelt i samspil med Power-to-X.

Med Design4X er der potentiale for at øge den samlede effekt, som kan gøre den store forskel i prisen og hastigheden på den grønne omstilling. Men det kræver forskningsindsats og politisk vilje.

Regeringen har tidligere meldt ud, at den først i 2024 vil tage stilling til den forskningsindsats, der skal accelerere udviklingen af grønne løsninger, men det vil være en god ide allerede i forbindelse med finanslovsaftalen at medtænke intelligente løsninger og design.

Dermed kan Danmark fortsat spille en hovedrolle i den nødvendige teknologiudvikling.