Under det senaste decenniet har det skett en markant ökning av investeringar i vindkraft över hela världen. Som en reaktion på det globala intresset utvecklas och testas nya banbrytande tekniker och innovationer för att göra vindkraft attraktivt för fler investerare. Nu riktar världens energijättar blickarna mot drakteknologi, tyfonresistenta turbiner, och vindkraftverk med samma höjd som Eiffeltornet.
Text: Pierre Eklund
Foto: Mingyang Smart Energy, Kitepower och The Danish Energy Agency
Den globala vindkraftsindustrins tillväxt har fått investerare och operatörer att ständigt söka nya tekniska lösningar och innovationer som pressar gränserna för vad som är möjligt att installera. I vissa delar av världen, som Mexikanska golfen och stora delar av Sydostasien, är tropiska cykloner, som även kallas tyfoner eller orkaner, med vindhastigheter på långt över 160 km/h ett ständigt hot mot civilisation och infrastruktur. Regionernas meteorologiska utmaningar har länge avskräckt vindkraftsutvecklare, men i takt med att turbinerna blir allt starkare och resistenta för kraftiga vindar finns planer på att etablera vindparker i utsatta områden under de närmaste decennierna.
– De flesta av Kinas kustområden ligger i tyfonzoner, och om det inte skulle finnas något vindkraftverk som tål tyfoner är det som att säga att vindkraften har en liten framtid i Kina, menar Qiying Zhang, utvecklingsansvarig vid Mingyang Smart Energy, den största privata vindkraftverkstillverkaren i Kina.
Två år efter att det amerikanska företaget General Electric fick tyfoncertifiering för sin Haliade-X-turbin meddelade Mingyang Smart Energy 2023 att företaget har installerat en tyfonresistent flytande vindturbin på 7,25 MW cirka 136 kilometer utanför provinsen Hainans kust. Vindturbinen, som ska hjälpa till att driva en oljeplattform, ska under en tidsperiod på tio minuter kunna stå emot vindhastigheter upp till 215 km/h. Mingyang Smart Energy siktar inte bara på att ha världens mest resistenta vindturbiner utan även de mest kraftfulla och största turbinerna i världen. Hösten 2023 avslöjade företaget sina planer på att bygga världens mest kraftfulla turbin, ett havsvindkraftverk på 22 MW, som med en rotor på över 310 meter kommer bli nästan lika hög som Eiffeltornet på 324 meter. Turbinen ska vara speciellt designad för regioner med hög vind och medelvindhastigheter mellan 8,5 och 10 meter per sekund.
Tyska testprojekt
Parallellt med Mingyang Smart Energys utvecklingsarbete har tyska myndigheter, i samarbete med privata vindkraftsutvecklare, rest en 300 meter hög landbaserad vindkraftstestmast i den tyska delstaten Sachsen som är tänkt att bana väg för en ny generation vindkraftverk.
– Med forskning om vindkraftsanläggningar på hög höjd kan vi effektivisera framtidens vindpark med högre utnyttjandegrad, samtidigt som vi använder samma yta för byggande, säger Michael Kellner, statssekreterare vid det tyska ekonomi- och klimatdepartementet.
Under 2023 kommer testtornet att samla in data om vindhastigheter, lufttryck, temperatur och påverkan på beteendet hos lokala fladdermuspopulationer som kan användas för att vidareutveckla vindkrafttekniken. Samtidigt testar den tyska energijätten RWE en ny innovativ vindkraftsteknik som använder stora kraftdrakar, likt kitesurfing, för att generera kraft. Den innovativa kite-teknologin är utvecklad av det holländska företaget Kitepower.
– Den nya drakteknologin, som kallas Airborne Wind Energy, använder en stor drakstruktur med ett uppblåsbart och fast glasfiberskelett för att hålla draken öppen. Draken har ett vingspann på 60 kvadratmeter men väger endast 80 kg, inklusive drakkontrollen och sensorenheten, berättar Johannes Peschel, vd för Kitepower.
Teknologin testas i RWE:s nya luftburna vindtestanläggning i irländska Bangor Erris där draken kommer att testas på 350 meters höjd. Utrustningen är mobil och kan installeras inom 24 timmar, vilket gör den idealisk för avlägsna platser och samhällen. Enligt Kitepower har Airborne Wind Energy-teknologin en högre kapacitet än både solcellsteknik och vindkraftverk samtidigt som den innehåller 90 procent mindre material än konventionella vindturbiner.
– RWE undersöker olika industriinnovationer för att se om luftburen vindteknik kan komplettera vår befintliga portfölj av förnybara energikällor av vindkraft, solenergi och batterilagring, säger Cathal Hennessy, RWE:s chef för utveckling av förnybar energi på land i Storbritannien och Irland.
– Med låga investeringar och färre material har Airborne Wind potential att spela en roll för att hjälpa till att sänka kostnaden för energi ytterligare. Den kommer att använda vindar på högre höjder som är starkare, stadigare och mer konstanta. Tekniken kan användas både på land och till havs och i kombination med andra teknologier som solelproduktion.
Turbinblad återvinns
I den kritik som riktas mot vindkraften ryms bland annat vindkraftbladens korta hållbarhet och livslängd, vilket har fått forskare att söka efter nya lösningar. Enligt nya resultat från innovationsprojektet DecomBlades finns nu en metod att utvinna, bearbeta och smälta glasfiber från vindturbinblad till högkvalitativ fiber som kvalificerar sig för att användas i nya vindturbinblad. Siemens Gamesa, en av partnerna i DecomBlades-projektet, har tagit fram återanvändbara vindkraftsblad, Recyclable Blades, som har testats vid RWE:s tyska havsvindparken Kaskasi, och som nu ska installeras vid den brittiska havsvindparken Sofia och den danska havsvindparken Thor i Nordsjön. Satsningarna på nya vindparker i Nordsjön är en del av nio Nordsjöländers plan på att göra randhavet till Europas kraftverk. I Tyskland och Danmark finns långtgående planer på att bygga konstgjorda ”energiöar” för distribution av el och produktion av vätgas som via kablar och gasledningar kan transporteras till land. Bara i Danmark kommer elen från de havsbaserade vindparkerna motsvara elbehovet i tio miljoner hushåll. Öarna, som beräknas bli upp till 50 hektar stora, kan stå färdiga redan 2032.
– Vi behöver öarna som knutpunkter, bland annat för att sköta eldistributionen länderna emellan beroende på var man vid en given tidpunkt just då behöver ström, säger Jan Rispens, chef för agenturen för förnybar energi i Hamburg.