Vindens energi

Som navnet Small Wind antyder, så omhandler denne side specielt viden om små vindmøller fra 100 W – 50 Kw, hvilket vil sige fra et bestrøget areal fra 1 m2 – 200 m2.

En vindmølle drives af vinden. Det er ikke kun vindtrykket, men lige så meget det sug der opstår, når vinden har passeret møllen.

En konstant vind er vigtig, da en turbulent vind er meget ustabil. Ikke bare fra forskellige retninger ind fra siden, men især  også vind kommende oppe fra eller en roterende vind osv.

For at forstå dette, skal man tænke på oplevelsen af vindens energi, når man f.eks. cykler på en dag med hård vind. Vi elsker medvind, men modvind, og selv sidevind er vi ikke glade for. En voksen person på en cykel har ca. et areal svarende til 1 m2.

Vi forestiller os at vi er ude at cykle, helt der ud hvor kragerne forlængst er vendt om. Der er ikke et træ, ikke et hus, og vi kører på en lang bakketop. Man skal trampe imod vinden og man skal op at stå i pedalerne, og man bliver nærmest trukket tilbage. I medvind går det omvendt meget lettere. Dette er, at forstå vindes energi. Altså er energien her ren.

Kommer vi lidt længere ind i landet, stadig med hård vind, og lidt spredt bebyggelse. Her er det stadig behageligt, at have vinden i ryggen, og selv med lidt læ engang i mellem, går det stadig godt. Modvinden er derimod stadig en udfordring, og man skal stadig op at stå i pedalerne. Det er selvfølgelig stadig muligt, at bevæge sig fremad, og når der opstår lidt læ går det lettere, grundet den mindre energi i vinden.

Kommer man ind i byen, hvor der kan opstå læ, men også en turbulent vind der foresages af f. eks. huse og træer, kan vi stadig godt cykle trods modstanden. Her er der næsten ingen energi i vinden.

Så der er stor forskel på, hvor man ønsker at placere møllen. Inde i byen vil møllen producere meget mindre end ude på landet.

Vi har skrevet om, hvordan det er at cykle på de få dage hvor man har en god vind, og heldigvis er det muligt at cykle til dagligt selvom vinden kan mærkes, men det er ikke så slemt.

Nu var det så en dag med hård vind, altså mellem 11 – 14 m/s. Men selvom det kun blæser det halve, bliver vindens energi kun reduceret med 1/8. Dette giver en jævn vind, der stadig er til at cykle i, men energien der kræves er så også kun på 25 W. Hvis vinden så igen falder til svag vind, så falder effekten yderligere til 3 W. At cykle i byen eller i svag vind er nemt, grundet den meget mindre energi i vinden i forhold til hård vind.

M/sek
0-0,2 Stille
0,3-1,5 Næsten stille
1,6-3,3 Svag vind
3,4-5,4 Let vind
5,5-7,9 Jævn vind
8-10,7 Frisk vind
10,8-13,8 Hård vind
13,9-17,1 Stiv kuling
17,2-20,7 Hård kuling

For at kunne forholde os til værdierne, så kan et menneske ca. levere hvad der svarer til 200 Watt i en begrænset periode, afhængig af ens kondition. En el-cykel er udstyret med en el-motor på 200 Watt.

Altså, 1 m2 vindareal og der skal trampes 200 Watt i modvind, ved hård vind.  I byen med turbulent vind, cyklene op ad en større stigning, kan vi knap nok levere samme energi som vinden. Stigningen er lig med møllemasten, der er helt fri af ruheden omkring huse og træer.

Nu kunne man så forestille sig, at der bare skulle et større areal til, for at få mere energi. Så ville man skulle lave en 600 W vindmølle, hvilket svarer til at sætte en 3 m2 plade på en cykel. En alm. byggeplade måler 2,44 m x 1,22 m, hvilket ca. er det samme som 3 m.

Denne plade skal så monteres på en mast/stang, som skal op i 2-3 gange højden af huse og træer omkring os. Hvis træerne måler 8 meter i højden, så er det 8 m x 3 = 24m. Dette vil give en ren vind, hvorimod en lavere vil give en mere turbulent, og vi vil opnå mindre effekt.

Et forsøg med en 12 meter-mølle, hvor der monteres en af de førnævnte plader på tværs af vinden, der skal kunne holde til stormfuldt vejr, samtidig med den lave højde, hvor der opstår turbulens, risikere man at den kan blæse ned. Sker dette er hele investeringen gået tabt.

600 W er ikke meget, så vi ønsker en endnu større plade, og masten skal dermed kunne klare endnu mere.