Vindkraft – funktion, miljö och energieffektivitet

Matilda Nobel Matilda Nobel / Lästid: ~5 minuter

Vindkraft är energi som utvinns från vinden. Det är en förnyelsebar energikälla som står för cirka 12 % av den totala elproduktionen i Sverige.

Så fungerar vindkraft

För att vindens kraft ska kunna tas om hand krävs ett vindkraftverk, det består av ett högt och rejält torn som avslutas med tre rotorblad. Bladen är utformade som propellrar som med hjälp av vinden drivs runt. De tre bladen kallas för rotor och de fångar in energi genom vindens rörelser. Rotorn, de tre bladen, är fastmonterade på en axel som i sin tur är kopplad till en generator. Det är generatorn som omvandlar rörelsen till elström. Men i och med att rotorn av egen kraft snurrar ganska långsamt utvecklas vindkraftverken med en växellåda och generator – då bildas ett jämnt varvtal som är utformat för att passa den specifika generatorn. De vindkraftverk som tillverkas idag har vanligtvis generatorn kopplad direkt på rotoraxeln. Fördelen med det är att vindkraftverken kan generera ström även när varvtalen är låga. Så länge som rotorbladet snurrar, genererar vindkraftverket ström.

Det går inte att fånga upp all vind i ett vindkraftverk, cirka 59 % fångas upp. Av den kraften är verkningsgraden mellan 40 – 50 %, det vill säga så mycket av den tillförda energin kan utnyttjas och går alltså inte till spillo. När vinden är kraftfull är vindkraftverken mest effektiva och verkningsgraden ökar. Skulle vindens hastighet dubblas ökar energiutbytet med åtta gånger. Dock byggs vindkraftverk för att vara som mest effektiva vid normal vind, så kallad märkvind (vindhastigheten på cirka 12 – 15 m/s). När det blåser storm stänger man av vindkraftverken eftersom de annars riskerar att ta skada.

För- och nackdelar med vindkraft

Det finns stora miljöfördelar med vindkraft eftersom energikällan är förnyelsebar – det blåser alltid någonstans. Vindkraften ger därför förnyelsebar, förhållandevis billig och utsläppsfri elproduktion. Det är också några av anledningarna till att produktionen av vindkraft ökar stadigt över hela världen. Kina är exempelvis i full gång med att anlägga vad som kommer att bli världens största vindkraftverk. Det finns dock en del utmaningar även med vindkraft.

  • Det blåser inte alltid där vindkraftverken är. Det löser man dock genom att sätta upp vindkraftverk över hela Sverige.
  • Vindkraftverken stör omgivningen. Det är få personer som vill bo granne med ett vindkraftverk. Anledningen är att de för mycket oväsen. Du kan läsa mer om hur vindkraften påverkar fåglar längre ner.

Miljö och vindkraft

Vindkraftverk är stora maskiner och de kan innebära en risk för omgivande natur och djurliv. Fåglar och fladdermöss är särskilt utsatta. Det är inte särskilt vanligt att fåglar kolliderar med rotorbladen, men det förekommer. Bygger man vindkraftverk precis i flyttfåglarnas naturliga rutt innebär det att fler fåglar dör eller skadas. Även fladdermöss är utsatta för vindkraftverk, särskilt på natten och då det blåser mildare. Ibland stänger man därför av vindkraftverken per automatik av den anledningen. Vindkraftverk byggs även i havet, då på relativt grund vattennivå, vilket också har en negativ påverkan på djurlivet. De grunda havsområdena är nämligen mycket värdefulla för både livet i havet och för sjöfåglar.

Även om vindkraft är en förnyelsebar energikälla, innebär den, precis som alla andra energikällor, koldioxidutsläpp. Utsläppet under en livscykel för ett vindkraftverk ligger på cirka 12 gram koldioxid per producerad kWh. Motsvarande utsläpp för vattenkraft ligger på 24 gram koldioxid per kWh, eller 820 gram koldioxidutsläpp per producerad kWh för kolkraft. Lägst utsläpp har kärnkraften som endast släpper ut 2,5 gram koldioxid per producerad kWh.

Lillgrund, Sveriges största vindkraftsanläggning, vid Öresundsbron.

Energi och kostnader

År 2019 producerade enbart den svenska vindkraften 20 Terawattimmar (TWh) el, vilket motsvarar 12 % av Sveriges totala elproduktion. Varje år byggs det fler vindkraftverk. Under 2020 upprättades 357 nya, år 2021 476 nya och byggandet fortsätter 2022. Riksdagen satte ett miljömål som var att nå 50 % förnyelsebar energi 2020, vilket vi gjorde. År 2019 stod den totala andelen förnybar energi för 56,4 % av den totala energiproduktionen i Sverige.

Ungefär så här ser energiproduktion ut i Sverige

Vattenkraft39 %
Kärnkraft39 %
Vindkraft12 %
Värmekraft10 %

Vindkraften expanderar kraftigt varje år. Jämfört med år 2000, då Sverige producerade 457 GWh (gigawattimmar), producerades 19 847 GWh under 2019.

Småskalig vindkraft – privata vindkraftverk till villan

Alltfler svenskar investerar i egen solenergi, som exempelvis solpaneler eller solcellstak. Men det finns även en del som köper egna vindkraftverk, eller snarare vindsnurror. Småskalig vindkraft benämns de vindkraftverk som har en märkeffekt upp till 100 kW. Är miniverket högst 20 meter och rotordiametern högst tre meter krävs sällan bygglov. Men hur mycket el kan ett miniverk för privatbruk producera? Ett miniverk som är horisontalaxlat och på 1 kW genererar cirka 1 000 kWh per år räknat på en medelvind på 5 s/m.

Vanliga frågor och svar

Energikällan är förnyelsebar, vilket innebär att den aldrig kan ta slut. Vindkraft innebär ganska små utsläpp koldioxid.

Ett problem är att vinden inte går att styra, ibland blåser det inte där vindkraftverket står. Ett annat problem är att vindkraftverk kan påverka djurlivet negativt eftersom fåglar och fladdermöss riskerar att flyga in i rotorbladen.

Vanligtvis mellan 20 och 25 år.

Det går att återvinna stora delar av vindkraftverk, som själva fundamentet, tornet, växellådan och generatorn. Dessvärre grävs ofta rotorbladen ner. Det finns exempelvis gigantiska ”kyrkogårdar” i Europa med tusentals nedgrävda rotorblad.

Utsläppet under en livscykel för ett vindkraftverk ligger på cirka 12 gram koldioxid per producerad kWh.

Energi som utvinns av vinden.

Rotorbladen på ett vindkraftverk roterar när det blåser. Rörelseenergin omvandlas sedan till el genom en kopplad generator.

Relaterade artiklar