Kan vindmøller ændre Jordens rotation?

Spørg Videnskaben har efterhånden eksisteret i en del år. Det er blevet til tusindvis af spørgsmål om alt mellem himmel og jord – og en ganske pæn del handler om vindmøller.

Det er desværre langt fra muligt at give alle et svar, men nu tager vi tyren ved hornene og kaster os over 10 af de sjoveste vindmølle-spørgsmål fra bunken. I denne artikel kan du læse svarene på de fire første.

Seniorforsker Mac Gaunaa fra Afdelingen for Vindenergi på Risø DTU stiller sin ekspertise til rådighed, og med lidt bistand til serien fra kolleger fra andre afdelinger af Risø DTU, samt fra Naturhistorisk Museum i Århus, skal vi nok få afdækket fakta, som du ikke anede om vindmøller.

1) Hvor stor kan en vindmølle være?

Kan man bare bygge helt op til skyerne, så man får en kæmpestor vindmølle, der trækker rigtigt meget, eller er der begrænsninger af den ene eller den anden art, lyder det i en mail fra Lise Lotte Hansen.

Mac Gaunaa fortæller, at den største principielle forhindring er økonomi; det ville være ufattelig dyrt at bygge en vindmølle på f.eks. en kilometer i højden, og den skulle producere så meget strøm for at tjene sig selv hjem, at det formentlig ville være et tåbeligt projekt at kaste sig over.

»Men der er også nogle praktiske problemer. Hvis man gør dimensionerne på en mølle dobbelt så store, bliver det overstrøgede rotor-areal (arealet rotorerne dækker, red.) fire gange større, og materialeforbruget bliver i alt hele otte gange større.«

»Den producerede mængde vindenergi hænger sammen med det overstrøgede rotor-areal, og det betyder, at materialeforbruget stiger dobbelt så meget som energiproduktionen. Vægten stiger med dobbelt så meget som kraften fra aerodynamikken, så på et tidspunkt bliver det svært for møllen at holde sine egne vinger på grund af vægten.«

»Det er svært at sige, hvor grænsen præcis går for, hvor stor møllen kan blive. Man forsker også løbende i, hvordan man kan gøre materialer lettere, så hvis man vil lave en dobbelt så stor mølle, får man måske en mølle, der kun er fem gange tungere i stedet for otte gange.«

»Man skal også tænke på, at praktiske forhold kan spille ind. For eksempel skal vingerne transporteres fra fabrikken, og nogle af de store vinger i dag er 62 meter lange. Forestil dig at transportere nogle meget større vinger gennem en rundkørsel eller et sving på vejen. Det hele bliver uforholdsmæssigt besværligt.«

»Når man stiller sådan et spørgsmål skal man grundlæggende tænke over, at dét der driver hele værket, er kroner og øre. Ingen gider bygge en kæmpestor mølle, hvis det ikke rentabelt.«

»Og når det ikke er så interessant fra et økonomisk synspunkt, har vi heller ikke så meget fokus på det i forskningsmiljøet, og så er det svært at give helt præcise svar,« lyder det fra Mac Gaunaa.

Vor læser Rasmus Overgaard er mere interesseret i energien fra vindmøllerne. Han spørger:

2) Kan man kombinere solenergi og vandenergi med vindmølleenergi?

Svaret er kort og godt, at ja, det kan man godt, men fordi økonomi i sidste ende afgør, hvad man satser på, giver det bedre mening i Danmark kun at investere i en vindenergipark end en park med sol- eller bølgeenergi.

Man får simpelthen mest el pr. investerede krone i vindenergi, forklarer Mac Gaunaa.

»Vi får det meste af vores energi fra kulkraft, og kulkraftværker er uhyre dyre at bygge – men nu har vi dem, og så fyrer vi kul af, fordi energiprisen for kul er lav.«

»Hvis vi mener, at vi skal forlade verden i samme stand, som vi fik den, så er vindenergi noget af det billigste vedvarende energi, vi kan få. Men det er selvfølgelig en god idé at forske i solenergi og bølgeenergi, så det på sigt kan blive mere effektivt og på den måde billigere.«

Som altid med forskning har svaret visse forbehold.

»Problemet er, at vi ikke kan lagre elektricitet. Al det, vi bruger i vores pærer lige nu, bliver også lavet lige nu. Derfor er det nødvendigt med andre energikilder. Norge har f.eks. en masse højtliggende søer, som vi kan få energi fra, når vores egne vindmøller står stille.«

Det svar leder direkte over til næste spørgsmål:

3) Hvorfor benytter man ikke en akkumulator i kælderen til opbevaring af el fra vindmøller?

Vor læser Henrik L. Jensen uddyber spørgsmålet i en mail:

»Mig bekendt var det ret store watt-ydelser, der gik til at drive ubådene under 1. og 2. verdenskrig. Kunne en lignende opdateret teknik benyttes til fredeligere formål i dag, f.eks. almindelig husholdning?«

Ifølge Mac Gaunaa har forskere længe været optaget af samme tanke, men de har endnu ikke fundet et svar – igen, fordi det skal kunne betale sig at leve ideen ud i praksis.

Man har blandt andet udforsket muligheden for at pumpe trykluft ned i et hulrum i undergrunden og gemme energi der, og for at pumpe vand op i højderne og slippe det fri på dage med sløj vind.

Begge dele har vist sig at være alt for dyrt – med mindre man har et landskab som i Norge – og af samme årsag hjælper det næppe i at lade sig inspirere af ubåde.

»I en ubåd kan man tillade sig at have enormt dyrt grej. Den luksus har man ikke i en husstand, og derfor skal man ud i andre løsninger, hvis man vil gemme el derhjemme,« lyder det fra Mac Gaunaa.

På Risø DTU forsker nogle af Mac Gaunaas kolleger i intelligente el-systemer. Forskerne forsøger blandt andet at finde nye måder at gemme energi på.

På en blæsende dansk sommerdag producerer Danmarks vindmøller mere strøm, end vi bruger. Derfor sender vi overskuds-el videre til især Norge, hvor man bruger det til at pumpe vand op i højtliggende søer.

Vandet får lov at strømme ned igen, så man kan udvinde el med en generator på dage, hvor vinden er sløj i Danmark, og så løber el-trafikken den anden vej.

Forskerne arbejder groft sagt på at fjerne Norge fra energikæden. De undersøger bl.a., om en husholdning i fremtiden kan hente strøm fra et batteridrevet apparat, man ikke bruger.

Det kunne f.eks. være, at elbilen kunne levere lidt strøm til aftensmaden på el-kogepladen, hvis bilen alligevel først skal lade op i løbet af natten, hvor det blæser op, og der er mere vindenergi at tage af. Eller måske kan bilen vente med at få strøm til den næste solskinsdag, hvor man alligevel slapper af på stranden i stedet for at køre i bil.

»Sådan nogle intelligente el-systemer ville give lagre overalt, og det kommer måske en dag i én eller anden form,« siger Mac Gaunaa.

4) Er det muligt at ændre på Jordens rotation med vindmølleparker?

Flere danskere foldede ørerne ekstra ud, da radioen for halvandet år siden berettede om en revolutionerende opdagelse.

Dansk forskning viste, at de udbredte vindmøller efterhånden fangede så meget vind, at de bremsede Jordens rotation om sin egen akse og på den måde gjorde døgnet lidt længere.

Måske er det den historie, der har fået familien Jakobsen Petersen til at skrive et kortfattet spørgsmål til Spørg Videnskaben – men historien har næppe hold i virkeligheden. Mac Gaunaa tvivler i hvert fald stærkt på, at vindmøller kan påvirke Jordens omdrejningshastighed.

»En vindmølle trækker ganske vist energi ud af vinden og overfører i den proces en kraft fra vinden til jorden. Jorden bliver påvirket gennem møllen med en kraft fra vinden i den ene retning, men til gengæld bliver vinden påvirket med en lige så stor modsatrettet kraft gennem møllen.«

»Men det er indre spændinger i jord/atmosfære-systemet. Hvis man skal ændre på Jordens rotationsenergi, skal noget udefrakommende vekselvirke med den.«

»Tilsvarende kan indre spændinger jo heller ikke få et glas til at bevæge sig hen over en glat overflade af sig selv. Der skal en vekselvirkning til med omgivelserne; en kraft eller et moment, for at accelerere glasset på overfladen, « lyder det fra Mac Gaunaa.

Nyheden om den danske forskning fortalte i øvrigt, at vindmøllerne især ville skabe kvaler, fordi de længere døgn ville smadre vores tidssystem – og skulle de ekstra timer bruges til arbejde eller fritid?

Hvis nogen skulle være i tvivl, blev historien bragt 1. april 2009; endda i en svensk avis.

Aprilsnar var plagiat

Aprilsnaren lyder måske original, men den er faktisk et plagiat af et påfund fra Robert Mikkelsen, der i dag er lektor på DTU Mekanik.

Robert Mikkelsen sendte i 2005 en pressemeddelelse til DR om, at vindmøller satte ekstra tryk på Jordens rotation, så vi mister et kvarter på 25 år. Det betyder med tiden, at året vil blive på 373 dage, hvilket måske giver mere ferie til de arbejdende, men i hvert fald giver trækfugle bedre tid til at nå frem til deres ynglepladser – lyder det.

Du kan se den originale aprilsnar i sin helhed i boksen under artiklen.

Spørg Videnskaben sender T-shirts af sted til de fire spørgere og takker Mac Gaunaa for at levere energi til 1. etape. Du kan læse flere spørgsmål og svar om vindmøller i artiklen Hvorfor har vindmøller tre vinger?

Hvis du har svært ved at vente, kan du finde svar på andre spørgsmål i Spørg Videnskaben eller selv stille spørgsmål – gerne om alt muligt andet end vindmøller – ved at sende en mail til sv@videnskab.dk.