Vindkraft omvandlar rörelsen i vinden till elektricitet med hjälp av stora roterande blad som driver en generator. När vinden blåser snurrar rotorbladen, vilket omvandlar energi som sedan omvandlas till el som skickas ut i elnätet.
Ett vindkraftverks delar
Ett vindkraftverk är i grunden en maskin som fångar vindens rörelse och förvandlar den till el. Ett vindkraftverk består i huvudsak av dessa delar:
- – Rotorblad
- – Nav
- – Huvudaxel
- – Växellåda
- – Generator
- – Transformator
- – Nacell (maskinhus)
- – Torn
Hur fungerar vindkraftverk rent tekniskt?
Så här fungerar det rent tekniskt när vindkraftverkets delar producerar el av vind:
1. Rotorbladen fångar vinden
Vindkraftverket börjar producera el när vinden får rotorn att snurra. När vinden passerar över de långa rotorbladen uppstår en lyftkraft som gör att de börjar rotera.
2. Navet håller ihop bladen
Alla rotorblad sitter fast i mitten på ett nav. Navet fungerar som en koppling, så att bladens rörelse förs vidare till nästa del i vindkraftverket.
3. Huvudaxeln leder rörelsen
Från navet går en kraftig axel in i vindkraftverkets nacell. Axeln snurrar tack vare bladen och för över energin till växellådan.
4. Växellådan ökar hastigheten
Rotorbladen och axeln snurrar ganska långsamt, men generatorn som ska producera el behöver rotera mycket snabbare. Växellådan ser till att varvtalet växlas upp så att hastigheten blir tillräcklig.
5. Generatorn skapar el
När rörelsen når generatorn omvandlas den mekaniska energin till elektrisk energi. Generatorn består av stator och rotor med elektriska lindningar och magneter. När rotorn snurrar i statorn bildas en elektrisk ström. Det är här själva elproduktionen sker.
6. Elen leds ut till nätet
Generatorn ansluter till elnätet via en omriktare som möjliggör styrning av effekt och sen en transformator som omvandlar till lämplig spänningsnivå. Elen förs via kablar ner genom tornet. Därifrån skickas den vidare ut till elnätet så att den kan användas i hem, företag och andra byggnader.
Nacellen och tornet
Alla dessa delar sitter inuti nacellen, alltså maskinhuset längst upp på vindkraftverkets torn. Tornet gör att verket kommer högt upp i luften, där vinden är starkare och jämnare. På taket av maskinhuset finns mätutrustning för att mäta vindens riktning och hastighet. Ett styrsystem kontrollerar sedan ett antal vridmotorer i maskinhuset, som via en kuggkrans på toppen av tornet styr så att nacellen alltid står i riktning mot vinden, redo att fånga den.
Uppsamlingsstation
Högspänningen från vindkraftsverken distribueras sedan via kabel till en gemensam uppsamlingsstation för vindparken. Uppsamlingsstationen kan ibland också utgöra en transformatorstation där spänningen transformeras upp ännu en gång.
Normalt matas elen från en vindkraftspark upp till aktuellt närliggande regionnät som ofta har spänningsnivån 130 kilovolt. Via regionnätet transporteras sedan elen för att allt eftersom transformeras ned i olika steg för att bland annat levereras hem till dig i form av vanlig 230 volt.
Normal vind är optimal vind
Ett vindkraftverk är byggt för att leverera maximal effekt när det blåser lagom mycket. Den ideala vindhastigheten ligger omkring 11–14 m/s, men det krävs endast 3–4 m/s för att vindkraftverket ska börja producera energi. På grund av vindkraftverkens höjd är vindstyrkan vid rotorbladen mycket högre än nere på marken.
Vid vindar över cirka 25 m/s stoppas vindkraftverken för att förhindra slitage och risk för skador. För att ta tillvara på så mycket energi som möjligt i vinden står maskinhuset vinkelrätt mot vinden.
Om verkningsgrad
Verkningsgrad handlar om hur stor del av vindens energi som faktiskt kan omvandlas till el. Moderna vindkraftverk har en verkningsgrad på ungefär 40–50 % (källa: Naturskyddsföreningen). Det betyder att nästan hälften av vindens energi kan bli användbar elektricitet.
Med teknikutveckling och modernare vindkraftverk gör man hela tiden små förbättringar och blir mer effektiv på att nyttja vinden och konvertera den till el. Med större vindkraftverk blir man också mer kostnadseffektiv och producerar varje kilowattimma till ett billigare pris för konsumenten. Det kräver dock att möjligheten att få tillstånd utvecklas i takt med storleken.
Vanliga frågor om hur vindkraft fungerar
Hur lång är en vinge på ett vindkraftverk?
Rotorbladen, eller vingarna, på moderna vindkraftverk är ofta mellan 50 och 80 meter långa. De största vingarna finns oftast på havsbaserade verk där de längsta vingarna idag kan vara upp till 120 meter långa.
Vilka delar består ett vindkraftverk av?
Ett vindkraftverk består huvudsakligen av rotorblad (vingar), ett nav där bladen sitter fast, en huvudaxel, en växellåda som ökar varvtalet, en generator som producerar el, nacellen som är maskinhuset på toppen av tornet och själva tornet som bär upp hela konstruktionen.
Vad är verkningsgrad?
Verkningsgrad är ett mått på hur stor del av vindens energi som ett vindkraftverk kan omvandla till elektricitet. Moderna vindkraftverk har idag en verkningsgrad på cirka 40–50 %.
Hur fungerar vindkraft när det inte blåser?
När det är helt vindstilla snurrar inte rotorbladen och vindkraftverket kan då inte producera el. Vindkraftverk behöver dock endast cirka 3–4 m/s i vindhastighet för att börja rotera och producera el.
