10 Vindkraft

Småskala vindkraft er lite utprøvd i det norske markedet, og manglende lønnsomhet er en av de største utfordringene. Med økende strømpriser kan det allikevel bli aktuelt for gårdbrukere med passende areal å sette opp en vindturbin.

Den aller viktigste forutsetningen for at småskala vindkraft skal være et godt alternativ er gode vindressurser, og at energiproduksjonen står i forhold til energiforbruket på gården.

Før du leser dette kapittelet om vindkraft, anbefaler vi at du leser gjennom veilederens kapittel 3 til 8. Der finner du informasjon som er relevant for en eventuell investering.

INNHOLD VINDKRAFT: Teknologi | Ressursgrunnlaget | Økonomiske faktorer | Rammevilkår | Fordypning

Teknologi

En vindturbin produserer strøm gjennom å omdanne bevegelsesenergien i vind til elektrisk kraft. De fleste vindturbiner som blir produsert i dag består av tre turbinblader (vinger) på horisontal aksel plassert i et maskinhus (også kalt nacelle) på toppen av et tårn. Det finnes også andre typer design, men horisontalakslede turbiner er dominerende i markedet.

Vingene på vindturbinen fanger opp bevegelsesenergien og overfører kraften via akselen til generatoren i maskinhuset. Generatoren omdanner så bevegelsesenergien til elektrisk energi som overføres videre via transformator ut på strømnettet. Både maskinhuset og vingene kan dreies og tilpasses vindretning og -styrke.

Hovedkomponenter vindturbin

Vi gjør oppmerksom på at turbinene som vektlegges i denne veilederen ikke har gir. Gir ville drevet opp omfanget og kompleksiteten til vedlikeholdet. (Figur: Statkraft)

Vindturbinteknologien har utviklet seg de siste årene, og både generatorstørrelse og høyden på turbinene har økt betraktelig. Eksempelvis - et vindkraftverk med en turbin på tre MW kan typisk ha en tårnhøyde på 90 meter og en rotordiameter på mellom 90 og 100 meter. Såkalte gårdsturbiner derimot, er langt mindre og går under kategorien småskala vindkraft - en samlebetegnelse på mindre vindturbiner som kan brukes av husholdninger, gårdsbruk, hytter, osv.

Hva er småskala vindkraft?

Per i dag er det ingen enighet rundt en felles definisjon av hva som er småskala vindkraft. Mange land har egne definisjoner, og man ser typisk en begrensing for øvre kapasitet for småskala vindkraft et sted mellom 20 kW og 50 kW.

Savner sertifiseringsordning

Ifølge Nasjonalt Vindenergisenter har man noen utfordringer i markedet for småskala vindkraft. Det finnes for eksempel mange turbiner av varierende kvalitet på markedet, og man har ingen felles sertifiseringsordning for ytelse og holdbarhet. Dette gjør det dessverre vanskelig for en eventuell kjøper å vite hvilke vindturbiner som fungerer, og hvilke som ikke gjør det.

Noen land, bl.a. Danmark og Storbritannia, har egne merke/sertifiseringsordninger som fungerer greit. En annen utfordring er at i motsetning til i markedet for solenergi, har man ikke aktører som tar totalansvar for hele prosessen med å levere en «nøkkelferdig» småskala vindturbin. Dette gjør et vindkraftprosjekt generelt mer arbeidskrevende og uforutsigbart enn et solenergiprosjekt.

Ressursgrunnlaget

I teorien kan en vindturbin maksimalt utnytte 59 prosent av bevegelsesenergien i vinden som passerer vingene, men i praksis regnes det med ca. 40 prosent. Med andre ord sitter man til slutt igjen med ca. 40 prosent av vindens energi som elektrisk kraft. Vindturbiner kan produsere strøm når vindhastigheten i navhøyde er mellom 3 meter per sekund (m/s) og 25 m/s. Best ytelse oppnås normalt ved en vindstyrke på ca. 13 m/s. Når vindstyrken passerer 25 m/s, slår turbinen seg normalt av for å forhindre at den skal bli ødelagt (cut-out).

Denne beskrivelsen er mest relevant for de større vindturbinene. Mindre vindturbiner er som regel selvregulerende, dvs. at de ikke har noen definert øvre cut-out. En øvre cut-out på 25 m/s vil kreve at turbinen er koblet til en sensor som måler vindhastighet og har aktiv brems eller aktiv pitch-regulering av rotor. Dette er funksjonalitet som primært finnes på turbiner fra 25 kW og oppover.

Ingen konstant ressurskilde

Vind er ikke en konstant ressurskilde, og strømproduksjonen varierer derfor etter hvor mye og hvor ofte det blåser. Normalt så er det lavere vindhastigheter på sommerstid og kraftigere vind om vinteren. Kjeller Vindteknikk har på oppdrag fra NVE gjennomført en kartlegging av de nasjonale vindressursene – dette finner man her. Kartene gir en beregnet årsmiddelvind (vindstyrke over året) i en høyde på henholdsvis 50, 80 og 120 meter over bakken.

Her finner man også kart over terrengkompleksitet og ising. Terrengkompleksitetskartet gir en indikasjon på hvor utsatt et område vil være for turbulente vindstrømmer. Både turbulente vindstrømmer og ising på turbinblader kan føre til redusert kraftproduksjon. I lave høyder, f.eks. under 20 meter, vil terrengkompleksitetskartet riktignok normalt være av liten verdi. I de aller fleste tilfeller vil overflatedekket, bebyggelse o.l. være klart dominerende mht. turbulens.

Kartlegg din ressurs!

Det er viktig å ikke undervurdere viktigheten av god ressurskartlegging – gode nok vindressurser er alfa og omega for at et vindkraftprosjekt skal bli vellykket.

Det anbefales at årsmiddelvind ligger på over 6 m/s for at det skal gi mening å vurdere en investering i vindkraft – vindhastighet betyr mye for produksjon og derfor lønnsomhet.

Lite data for lavere høyder

Når det gjelder gårdsturbiner er det generelt et problem at det eksisterer lite data for vindressurser i lavere høyder, for eksempel 10-20 meter, som er det sjiktet hvor mange gårdsturbiner befinner seg. Vindressursen i denne høyden kan ikke antas å være den samme som for 50, 80 og 120 meter over bakken.

På grunn av kompliserende faktorer som gjør seg gjeldende i høyder lavere enn 50 meter (sterke lokale innvirkninger fra terreng, overflatedekke og bygninger), er det ikke utarbeidet noe tilsvarende vindkart for dette sjiktet. Å lage lokale kart er mulig. Et nasjonalt kart vil neppe være mulig, og i praksis bli alt for dyrt til at det har noe for seg. For å få et godt bilde over den tilgjengelige vindressursen i det aktuelle området og riktig plassering av turbinen i forhold til dette, skulle man ideelt sett hatt både direkte vindmålinger over flere år og detaljerte modellberegninger, men dette blir generelt for tidkrevende og dyrt for et prosjekt i den skalaen det er snakk om her.

Vindmåling over to-tre år

Det er altså noen utfordringer forbundet med å få til en rimelig ressurskartlegging av vind, men en mulig fremgangsmåte er at bonden starter med å konsultere vindressurskartet til NVE for å få en pekepinn på om området generelt egner seg for vindkraft.

Hvis det er tilfelle, bør neste skritt være å få opp en egen vindmåling på det aktuelle stedet for turbinen (stang i riktig høyde med vindmåler på toppen), og helst foreta målinger over et par-tre år hvis mulig. Dersom målingene viser et tilstrekkelig ressursgrunnlag, kan man så ta kontakt med leverandører for å diskutere forskjellige løsninger.

Ettersom vind ikke er en konstant ressurskilde, vil en vindturbin levere lite eller ingen energi i noen perioder, mens energileveransen kan være større enn forbruket i andre perioder. Og siden vinden generelt er sterkest i vinterhalvåret, følger det at strømproduksjonen er høyest på denne tiden av året. Dette produksjonsmønsteret må man ta høyde for når man vurderer en investering.

Bønders egne erfaringer

Vi har snakket med flere bønder om deres erfaringer med lokal strømproduksjon, og med fagfolk om interessante temaer innen fornybar energi.

Artiklene og podcastene med disse intervjuene finner du på nettsiden til prosjektet “Erfaringer med fornybar strømproduksjon på gården” (støttet av Landbruksdirektoratet gjennom klima- og miljøprogrammet).

Les mer om bønders erfaringer med fornybar energi

Økonomiske faktorer

Vi minner om følgende artikler som er relevante i denne sammenhengen: Strømkostnader og salg av strøm, betraktninger rundt økonomiske faktorer, og rammevilkår.

Små vindturbiner har normalt en levetid på 20-25 år, men dette må avklares med produsenten. Rammevilkår som går på fritak fra avgift på elektrisitet og muligheten til å bygge eget nett uten konsesjon er også økonomisk relevante faktorer – mer om disse unntaksbestemmelsene under ‘Relevante rammevilkår’ lenger ned i teksten.

Andre viktige økonomiske forhold er:

1) Investeringskostnader - hovedelementer:

Utstyr: Vindturbinen(e).

Transport: Selv for gårdsturbiner som er små i forhold til storskala vindturbiner, har komponentene relativt store dimensjoner både i tyngde og utstrekning. Noen av komponentene, som tårnet, kan deles opp, men logistikk i forbindelse med frakt til installasjonsstedet er likevel en kostnad som må inkluderes i regnestykket.

Bygningsmessige arbeider: Fundament for vindturbinen (som regel betongfundament). Her er det muligheter for egeninnsats – avklar dette med leverandøren. NB: Finnes det adkomstmuligheter til der det skal bygges? Hvis ikke må dette medtas i beregningen. Husk å avklare relevante forhold med eventuelle grunneiere som blir berørt.

Installasjon: Arbeider forbundet med å få vindturbinen installert og klar for produksjon.

Nett-tilknytning: Hvilken løsning ender man opp med her, og til hvilken pris?

  • I noen prosjekter vil det være nødvendig med en ny transformator og kraftlinje slik at kraftproduksjonen kommer fram til nærmeste eksisterende nettanlegg. Omfanget av dette må avklares med det lokale nettselskapet. Nettselskapet tar seg normalt av byggingen av den nødvendige tilknytningen, men bonden må betale anleggsbidrag.

  • Det mest økonomiske er om energiproduksjonen går via en privat kabel fra vindturbinen til gården - slik unngår man også å betale nettleie for bruk av denne strømmen til eget forbruk (ref. bygge eget nett uten konsesjon under «Relevante rammevilkår»).

2) Drift og vedlikehold:

Drift og vedlikehold påvirkes av hva slags type turbin som er valgt samt fysiske forhold i området. Typiske oppgaver som må gjennomføres med jevne mellomrom, er sjekk og evt. justering av vinklingen på vingene, samt sjekk av skruer (må være strammet) og pakninger (må være hele).

Hva som er nødvendig service (innenfor og utenfor garantiperioden), avtales med leverandør. Avklar hva man eventuelt kan gjøre selv. Gårdsturbiner er som regel relativt enkle mekaniske konstruksjoner, og består av standardkomponenter man kan få tak i uten store problemer dersom det skulle bli nødvendig.

Relevante rammevilkår

Anlegg som består av inntil fem vindturbiner med en samlet installert effekt opp til 1 MW er fritatt fra konsesjonsplikten. Slike anlegg skal i stedet behandles etter plan- og bygningsloven. Dette vil si at den som ønsker å installere en (eller flere) vindturbiner innenfor grensen på 1 MW, må sende søknad til kommunen og få byggetillatelse før det bygges.

Fritak fra konsesjonsplikt

Anlegg som består av inntil fem vindturbiner med en samlet installert effekt opp til 1 MW er fritatt fra konsesjonsplikten.

Illustrasjon: Veileder for kommunal behandling av mindre vindkraftanlegg (2015).

Vindkraft kan være noe å vurdere for gårdbrukere med tilgang på passende areal for oppsetting av en vindturbin, tilfredsstillende vindressurser og en god match mellom energiproduksjon og energiforbruk. Det er likevel viktig å være klar over at selv når det er snakk om småskala vindkraft så er det flere forhold som skal avveies i planleggingsfasen, som for eksempel hensynet til landskap, naturmangfold, vern, friluftsliv, etc.

Veilder for kommunal behandling

I 2015 ble det utarbeidet en veileder for kommunal behandling av mindre vindkraftanlegg. Veilederen er ment å være et verktøy for både den som søker om utbygging og for kommunene som behandler sakene. Veilederen beskriver ulike deler av kommunal behandling etter plan- og bygningsloven, viktige miljø- og samfunnshensyn som skal ivaretas, en oversikt over relevante lovverk samt hva en søknad bør inneholde.

Det er likevel viktig å være klar over at veilederen beskriver et omfang som er i overkant omstendelig med tanke på hva som burde være nødvendig for en vindturbin i småskala-sjiktet. Det kan derfor være en god idé å opprette dialog med relevante, lokale miljøer (byråkratiske og politiske) tidlig i prosessen for å avklare et formålstjenlig omfang av nødvendige undersøkelser.

Andre relevante rammevilkår for bygging av småskala vindkraft er som følger:

  • Plusskundeordningen.

  • Elektrisk kraft som er produsert i generator som har merkeytelse mindre enn 100 kVA og leveres direkte til sluttbruker, er fritatt for avgift på elektrisk kraft (§ 3-12-12).

  • Bygge eget nett: Lavspenningsanlegg som eies og bare brukes av denne kunden selv, og som befinner seg inne på denne kundens eiendom (kundespesifikke anlegg), er unntatt konsesjonsplikt. Dette betyr at lavspenningsanlegg inne på kundens eget gårdstun og lignende, ikke trenger konsesjon. Et lavspenningsanlegg som er kundespesifikt, men går over arealer som eies av andre enn kunden, er ikke fritatt fra konsesjonsplikt.

Kilder til fordypning

Småskala vindkraft er lite utprøvd i det norske markedet, og det er dessverre få kilder til fordypning som vil være relevante for bonden. Mye av den tilgjengelige informasjonen er rettet mot storskala, kommersielle vindkraftprosjekter, og har derfor begrenset overføringsverdi til et vindkraftprosjekt på en gård.

Nasjonalt Vindenergisenter har diverse publikasjoner og studentoppgaver tilgjengelige på sin hjemmeside – for den vindkraftinteresserte gårdbrukeren kan det være verdt å ta en kikk på noen av disse. En annen kilde til generell informasjon om vindkraft er nettsiden vindportalen.no.

 
 
 
Anne Tollerud