Hvorfor har vindmøller tre vinger?

Spørg Videnskaben har allerede fundet svar på, hvor store vindmøller kan være og om de kan ændre på Jordens rotation.

I anden del af en lille vindmølleserie tager vi fat på et helt grundlæggende spørgsmål, som er stillet af flere nysgerrige læsere: Hvorfor i alverden har alle vindmøller lige præcis tre vinger?

Niels Hansen og Arne Ejland Nielsen har bidt mærke i, at skibsskruer kan klare sig med to – og man skulle da umiddelbart tro, at 4 eller 5 vinger ville fange endnu mere vind og derfor give endnu mere strøm?

Dyrere at lave strøm med flere vinger

Ja, møllen ville producere lidt mere strøm med flere vinger, men det ville blive dyrere at producere, fordi der skal bruges flere vinger til hver mølle, forklarer Mac Gaunaa, seniorforsker på Afdelingen for Vindenergi på Risø DTU.

Det kan heller ikke betale sig at have én eller to vinger, fordi de både giver mindre strøm og slider møllen hårdere end tre vinger.

Én vinge belaster tårnet for meget

Mac Gaunaa fortæller fra en ende af:

»Man kan godt lave en vindmølle med én vinge, men så skal vingen groft sagt være tre gange bredere for at tage så meget energi ud af vinden som muligt.«

»Et andet problem for møller med én vinge er, at vinden blæser mere, jo højere op du kommer.«

»Har du kun én vinge, vil den give store kræfter på tårnet, når den peger opad – og mindre kræfter på tårnet, når den peger nedad, hvor der er mindre vind.«

»Sådan en skæv belastning gør, at de fleste dele på møllen faktisk skal være forholdsvis kraftigere for at bære én vinge end tre.«

Tre vinger giver jævnt pres – og flest penge til ejeren

»Når man har to vinger, har man ikke lige så slemt et pres, men stadig én vinge oppe og én vinge nede med mindre pres.«

»Modpresset er altså ikke lige så hårdt nede som presset oppe. Har man til gengæld én vinge oppe og to nede – altså tre vinger i alt – så er det jævnere,« siger Mac Gaunaa.

Han tilføjer, at en vindmølle aerodynamisk set godt kunne fungere effektivt med flere eller færre end tre vinger, men som i mange andre aspekter af vindenergiproduktion er den mest populære løsning den, som giver det største afkast. Derfor holder stort set alle vindmølleproducenter sig i dag til tre vinger.

To vinger får vindmøller til at ‘blinke’

»Og så synes jeg personligt, at en mølle med tre vinger rent æstetisk er mere behagelig end en tilsvarende mølle med to vinger,« bemærker Mac Gaunaa.

»En tovinget mølle virker som et optisk fyrtårn. Når vingen er i horisontal position, fylder den meget rent visuelt, og når vingen er i vertikal position, ‘gemmer’ den sig langs tårnet.«

»På den måde ‘blinker’ den, og det virker mere uroligt og forstyrrende end den trevingede version. Men det er nu nok den overordnede økonomi, der har gjort den trevingede mølle dominerende,« vurderer han.

Spørg Videnskaben takker for det detaljerede svar og sender røde, ikke-blinkende T-shirts af sted til de to spørgere.

Du kan selv stille spørgsmål om alt mellem himmel og jord ved at sende en mail til sv@videnskab.dk – eller du kan læste næste vindmøllesvar, hvor vi fortæller, hvorfor stort set alle vindmøllevinger drejer samme vej rundt.