Framtidens vindkraftparker kan flyta ute till havs
Havsbaserade vindkraftverk skulle kunna täcka hela vårt energibehov. Hans Bernhoff, professor i elektroteknik vid Uppsala universitet utvecklar vindkraftverk som ska flyta ute till havs, luta som en segelbåt och kunna byggas mycket större än dagens landbaserade vindkraftverk.
– 80 procent av världens vindkraftsresurs finns på djupt vatten och de vindkraftverk man har i dag på haven står på en ställning på botten. Det funkar till kanske 60 meters djup och i framtiden kanske upp till 80–100 meters djup. Men sedan tar det stopp. Är det några hundra meters djup så blir det alldeles, alldeles för dyrt, säger Hans Bernhoff, som forskat på vindkraft i nästan ett kvarts sekel.
Grundidén med hans vindkraftverk är att de ska ha två motroterande turbiner och vara ett mellanting mellan vertikalaxlade och traditionella horisontaxlade vindkraftverk. Till skillnad mot de sistnämnda som från början är utvecklade för att stå på land, ska de här bli mycket billigare att sätta upp eftersom de är helt anpassade för att placeras flytande ute på djupt vatten.
Låg tyngdpunkt
I och med att all tung utrustning placeras längst ner har de har redan från början en mycket låg tyngdpunkt och kräver därför inte kostsamma anpassningar för att kunna placeras på flytande fundament.
En viktig aspekt för både honom och samarbetspartnern, det norska företaget World Wide Wind, har hela tiden varit att deras vindkraftverk ska bli konkurrenskraftiga och att den nya tekniken ska kunna skalas upp för att producera mycket mer el än vad som är möjligt med dagens vindkraftverk.
Erfarenheterna Hans Bernhoff skaffat sig genom sin hobby som seglare och konstruktör av trimaranbåtar var en viktig inspirationskälla när det gällde att maximera vindkraftverkens effekt.
– En vanlig kölbåt är konstruerad för att luta. Varför inte konstruera en turbin som går som bäst när den lutar? En flytande turbin har ballast för att den inte ska välta. Om den här ballasten får luta ut 30 grader så får man mycket mer hävstång och mycket mer stabilitet. Det tredje jag gjorde var att jag satte generatorn längst ner, för om man har en stor tung generator så hjälper den till med stabiliteten, förklarar han.
Robust konstruktion
Hela konstruktionen ska vara robust och utvecklad för att vinden ska svepa över en så stor del av vingen som möjligt.
– Det är väldigt bra att ha en enkel och robust turbin därför att vindkraften traditionellt sett har blivit kostnadseffektiv genom att skala upp. Och jag tror precis samma sak med flytande teknik. Den kommer bli kostnadseffektiv när vi skalar upp den, så vi måste skala långt bortom dagens största turbiner som börjar närma sig 20 megawatt. Vi har tittat på den här konstruktionen och det är inget problem att bygga det dubbla, alltså 40 megawatt eller större. Och det gör det väldigt intressant, berättar Hans Bernhoff.
Tanken är att vindkraftverken ska placeras i vindkraftsparker flera mil ut från kusten där de knappt syns från land.
– Potentialen bara utanför Skandinaviens kuster är över 1 000 gigawatt installerad effekt. Det är 40 gånger, ungefär, den effekt som vi har i Sverige vid toppeffekt. Så de finns en väldigt stor potential. I Skandinavien skulle vi kunna lösa Europas energiproblem, menar Hans Bernhoff.
Torn av trä
Han tror att de här vindkraftverken kan producera el lika billigt som vindkraftverk på land. Viktigt då är att hålla nere tillverkningskostnaderna. Ett exempel är att det finns väldigt lite stål i konstruktionen. Själva tornet är gjort av trä vilket ger två fördelar i förhållande till om stål använts: det blir billigare att tillverka och vikten är lägre.
– Det handlar mycket om att spara material, då sparar man på miljön och man spar kostnader. Så det har jag försökt optimera hela den här geometrin för att göra. Vi har försökt använda billiga, miljövänliga material som finns riklig tillgång på, säger hans Bernhoff.
Men hur servas då ett vindkraftverk som kanske är 400 meter högt och står långt ute till havs där det alltid blåser?
– Lösningen här är att vi ska bygga det oerhört enkelt och robust. De har i princip två roterande delar. Vi har inga växellådor, vi har inte en massa komplicerad mekanik. Och det här gör att vi tror att vi kan bygga den här så att den knappt kräver någon service alls, säger Hans Bernhoff.
Åsa Malmberg