Vindkraft i Norge

Installert effekt (feb 2013)	704 MW
Ny installert effekt 2012	195,3 MW
Produksjon 2012	1,569 TWh
Kapasitetsfaktor i 2012	31 %
Under bygging 2013	97,5 MW
Forventet installert effekt 2013	801,5 MW
Forventet installert effekt 2020	3000-3500 MW
Forventet produksjon 2020	7-8 TWh

Oppdatert 21.02.2013

Vind er luft i bevegelse, og karakteriseres av vindhastighet og vindretning. Vindhastigheten, eller vindstyrken, kan måles i flere forskjellige enheter. De mest vanlige er meter per sekund (m/s), kilometer i timen (km/t), knop (kt) eller Beauford (B). I Norge generelt og innenfor vindkraft spesielt er det m/s som brukes. Tabell 1 viser vindstyrken i forhold til enhetene og en beskrivelse av typiske vindkjennetegn for de ulike vindstyrkene.

m/s	km/t	Knop	Beaufort		Kjennetegn
0,0-0,2	0-0,7	0-1	0	Stille	Røyken stiger rett opp
0,3-1,5	0,8-5,4	1-3	1	Flau vind	En kan se vindretningen av røykens drift
1,6-3,3	5,5-11,9	4-6	2	Svak vind	En kan føle vinden. Bladene på trærne rører seg, vinden kan løfte små vimpler.
3,4-5,4	12-19,4	7-10	3	Lett bris	Løv og småkvister rører seg. Vinden strekker lette flagg og vimpler
5,5-7,9	19,5-28,5	11-16	4	Laber bris	Vinden løfter støv og løse papirer, rører på kvister og smågreine, strekker større flagg og vimpler
8,0-10,7	28,6-38,6	17-21	5	Frisk bris	Småtrær med løv begynner å svaie. På vann begynner småbølgene å toppe seg
10,8-13,8	38,7-49,8	22-27	6	Liten Kuling	Store greiner og mindre stammer rører seg. Hviner i telefonledninger, vanskelig å bruke paraply og en merker motstand når en går.
13,9-17,1	49,9-61,6	28-33	7	Stiv kuling	Hele trær rører på seg. Det er tungt å gå mot vinden.
17,2-20,7	61,2-74,6	34-40	8	Sterk kuling	Vinden brekker kvister av trærne. Det er tungt å gå mot vinden.
20,8-24,4	74,7-87,9	41-47	9	Liten storm	Hele store trær svaier og hiver. Takstein kan blåse ned.
24,5-28,4	88-102,4	48-55	10	Full storm	Sjelden inne i landet. Trær rykkes opp med rot. Stor skade på hus.
28,5-32,6	102,5-117,4	56-63	11	Sterk storm	Forekommer sjelden og følges av store ødeleggelser.
32,6 ->	117,4 ->	64-	12	Orkan	Forekommer meget sjelden. Uvanlig store ødeleggelser.

Moderne vindturbiner utnytter vindespekteret fra lett bris til full storm, altså fra 3,5 m/s til 25 m/s.

For å beskrive vindressursen brukes vanligvis middelvind over et år. Middelvind sier en del om vindressursen, men langt fra alt og kan være noe misvisende. For å ta et enkelt eksempel kan vi la det blåse 25 m/s en tredel av året og 0 m/s i resten. Det vil gi en middelvind på over 8 m/s i løpet av året, noe som skulle tilsi en meget egnet vindressurs for vindkraft. I virkeligheten vil den trolig være lite egnet. Ved vind rundt 25 m/s blir kreftene så store at turbinen må stoppes og vinden har ingen verdi. Middelvinden sier heller ikke noe om turbulens eller vindretning som er beskrevet i de neste delkapitlene.

Vindhastigheten øker med høyden over bakken, men øker forskjellig over ulike overflater og landskap. Figur 2 viser typisk vindøkning over skog, åpent landskap og hav. Dette kalles vindskjær og er forskjellen i vindstyrke i høyden. For vindkraft er det vanlig å beskrive vinden i turbinhøyde (60-90 meter), da det er vinden i det sveipede vingearealet/turbinhøyde som er interessant. Som figur 2 viser, øker vinden med høyde, og for en turbin plassert i skogen er det viktig å få god høyde på tårnet. Dette gjør at turbiner i skogområder normalt er høyere enn turbiner ved kysen og i åpent landskap. Vindskjæret viser også at vanlig vingeblad med radius på 40-50 meter vil oppleve at vinden variere flere m/s i løpet av en omdreining.  

Vindhastighets økning i høyde over skog, hav og åpent landskap[i].

Vinden forandrer seg kontinuerlig, og forandringer innenfor korte tidsrom kalles turbulens. Ujevnheter i vindens strømninger er en viktig årsak til turbulens. Ujevnhetene kan være både terreng og andre turbiner, og kan skape forstyrrelser for turbinen. Dette kan føre til lavere produksjon enn middelvinden skulle tilsi, og gi større belastninger på konstruksjonen. Som eksempel gir trærne i skogsområder turbulens. Det er viktig å unngå den verste turbulensen og turbinhøyden i skog er generelt høyere enn over åpent landskap.

Vindretningen er den retningen vinden kommer fra. I vindkraft er det vanlig å karakterisere vindfordelingen over en periode i en vindrose. Vindrosen gir et enkelt og oversiktlig bilde av vindfordelingen. Rosen forteller hvordan fordelingen av vind er i retning og gir en fordeling av vinden i styrkeintervaller. Dataen fra vindrosen brukes til innbyrdes plassering av turbinene for optimalt park design. Vindforholdene er ofte ulike på forskjellige tider av året, og det kan lages roser for både korte og lengre perioder som måneder og år. Figur 3 viser en vindrose utarbeidet av Kjeller Vindteknikk.

Vindrose, Kilde: Kjeller Vindteknikk.

Figuren viser vindretningen på ytresirkelen, hvor 0 ˚ er nord, 90˚ grader er øst, 180 ˚ er syd og 270 ˚ er vest. Kakestykkene som strekker seg ut fra senter viser retningen hvor vinden kommer fra og i hvilket hastighetsintervall vindene ligger. For figur 3 er vindrosen delt opp i 12 sektorer og viser at vindandelen rett fra nord / 0 ˚ utgjør ca 0,09 eller 9 %. Av nordavinden utgjør 5 prosentpoeng vind i intervallet 0-5 m/s mens vinden mellom 5-10 m/s utgjør 4 prosentpoeng og 15-20 m/s utgjør cirka 1 prosentpoeng. Vindrosen viser kun den relative fordelingen av vinden, og viser dermed ikke gjennomsnittsvinden på stedet.

---