Vindorka, tæknin

Í síðasta pistli mínum stiklaði ég á stóru um sögu vindorku á Íslandi. Nú er það tæknin.

Vindorkan byggir á aldagamalli tækni. Hefur í raun ekki orðið nein tæknibylting frá dögum vindmillanna, er nýttar voru til að mala korn, í aldir. Eina sem breytist er stærðin. Enn er notast við spaða sem staðsettir eru á einhverri undirbyggingu. Spaðarnir eða túrbínurnar, snúast fyrir kraft vindsins og þannig búin til orkuvinnsla. Fyrst var þessi orka fyrst og fremst nýtt til að mala korn eða dæla vatni. Síðar var farið að nýta þessa tækni til að framleiða rafmagn með litlum vindrellum. 

Fyrir um hálfri öld er síðan farið að framleiða stærri vindtúrbínur, sem höfðu meira afl. Hitun á vatni var um tíma talin besta aðferðin til að nýta þennan orkugjafa, einkum vegna þess að með því móti var hægt að nýta vatnið sem geymslumiðlun þó ekki blési. Vatnið virkaði þá sem einskonar geymir fyrir orkuna, þar til vindur færi aftur af stað. Þetta reyndist hins vegar bæði dýr og óáreiðanleg aðferð. Búnaðurinn var óstabíll einkum sjálf túrbínan.

Síðar fóru menn að þreifa sig áfram með að nýta þessar stærri vindtúrbínur til raforkuframleiðslu. Þar var vandinn fyrst og fremst sá að rafallinn þurfti að snúast mun hraðar en spaðar túrbínurnar þoldu. Það var leyst með því að setja gírkassa á milli og fá með þeim hætti þá hraðaaukningu sem þurfti. Eftir þetta stig hefur þróunin öll verið á einn veg, að stækka þessi mannvirki. Fyrstu alvöru vindtúrbínurnar, sem framleiddu rafmagn, voru um 25 metra háar eða sem svarað 1/3 af hæð Hallgrímskirkjuturni. Í dag þykja vindtúrbínur sem ná allt að 250 metra hæða ekki mikið, tæplega þrír og hálfur Hallgrímskirkjuturn, hver ofaná öðrum.

Tæknin er þó söm og áður, enn eru það spaðar sem grípa vindinn og breyta honum í orku, aldagömul aðferð. Munurinn fyrst og fremst í stærðinni en einnig hafa spaðarnir breyst eða réttara sagt efni þeirra.

Gömlu kornmillurnar voru búnar spöðum úr trégrind sem segl var strengt á við notkun. Seglið síðan fjarlægt eftir mölun kornsins og stóðu því spaðarnir kyrrir mestan hluta ársins. Litlu vindrellurnar, sem þekktar voru til sveita, voru aftur búnar járnspöðum, enda snúningshraði þeirra nokkuð mikill til að ná þeim hraða er rafalarnir þurftu. Þetta voru litlir rafalar með litla orkuframleiðslu og spaðarnir stuttir. Þannig gátu þeir snúist hratt.

Þegar vindtúrbínurnar stækka er ljóst að stórir spaðar gætu ekki verið úr járni, bæði vegna þyngdar en einkum kostnaðar. Þá kemur trefjaplastið til sögunnar. Í dag er ekki óalgengt að spaðarnir nái allt að hundrað metrum að lengd, hver. Þrír spaðar eru á hverri túrbínu svo spaðalengd hverrar vindtúrbínu getur orðið yfir 300 metrar á lengd.

Tæknin er þó enn söm og forðum, aldagömul. Fyrstu vindmillurnar, þessar sem möluðu kornið, voru skilvirkar. Skiluðu orku þegar hennar var þörf og stóðu svo megnið af árinu, klárar fyrir næstu notkun.

Litlu vindrellurnar framleiddu laga spennu og litla orku. Því dugði rafmagn þeirra skammt, oftast einungis til lýsingar. Auðvelt var að setja við þær rafgeyma en kostnaðurinn við kaup þeirra og viðhald mikill, auk þess sem rellurnar sjálfar voru bilanagjarnar.

Vindorka til hitunar á vatni hefur þann kost að hægt er að geyma orkuna, því stærri vatnstankur. því meiri geymslugeta.

Vindorka til að framleiða rafmagn á stórum skala hefur hins vegar enga orkugeymslu. Þá er notandinn orðinn háður veðri. Tilraunir með rafgeymasamstæður hafa gengið illa, enda um mikla orku að ræða frá hverri vindtúrbínu og oftast margar vindtúrbínur í hverju vindorkuveri. Þetta vandamál verður ekki leyst nema með annarri orku, þá helst vatnsorku. Í öllu falli er lítill tilgangur í að framleiða einhver ósköp af orku þegar vindur blæs og ekkert þess á milli. Hvaða markaður er fyrir slíka orku?

Með þessari þróun á vindtúrbínum, frá því að vera litlar sætar vindmillur, sem nýttar voru til að mala korn, til þess sem nú er risastórar vindtúrbínur til raforkuframleiðslu, hefur hins vegar marga ókosti. Þar er mengun auðvitað efst á blaði, sjónmengun, hljóðmengun, örplastmengun, olíumengun og fleira. Þá má ekki gleyma áhrifum vindorkuvera á dýralíf.

Meira síðar

Náttúrunni verður ekki bjargað með því að fórna henni.