Site hosted by Angelfire.com: Build your free website today!
Inledning

Så du vill bygga ett eget vindkraftverk, eller lära dig mer om vindkraftverk och vindturbinteknik. Om du nu har tänkt bygga ett vindkraftverk, eller åtminstone vill veta vilka fördelar ett bygge har rekommenderar vi er att kolla in Sveriges vindkraftförening (http://www.svensk-vindkraft.org). De har gjort en liten lista på punkter som man bör gå igenom för att bygga ett vindkraftverk. På deras hemsida finns även mycket matnyttig information så där är en bra plats att starta på. Deras lista är på tolv punkter och den utgör grunden på denna guide till hur man bygger ett vindkraftverk. Listan är:

  1. Starta en arbetsgrupp
  2. Bilda en förening
  3. Gå grundkurs i vindkraft
  4. Hitta ett bra vindläge
  5. Informera lokalbefolkningen
  6. Kontakta kommun och elverk
  7. Gör en kalkyl
  8. Begär bygglov
  9. Bilda ett vindbolag
  10. Sök investeringsbidrag
  11. Bygg vindkraftverket
  12. Invigningsfest

Guiden är indelad i tre delar som är:

Del 1: Hur ett vindkraftverk kan byggas
Del 2: Så här fungerar ett vindkraftverk
Del 3: Bygga så att det håller


Listan i kort

Första punkten: Starta en arbetsgrupp.

Att bygga ett vindkraftverk är inte lätt. Det kan därför vara bra att man är några stycken som hjälps åt och stöttar varandra. Man måste inte ”bara” bygga ett, ni kanske är några stycken som vill ha vars ett.

Andra punkten: Bilda en förening.

Se första punkten

Tredje punkten: Gå en grundkurs i vindkraft.

Mycket viktigt. Det är inte bara till att börja bygga. Man måste också förstå hur det fungerar och vad som krävs till bygget. Denna guide kommer att gå igenom hur vinden beter sig, hur ett vindkraftverk fungerar och vad som krävs för att bygga ett bra vindkraftverk. Kunskap är makt.

Fjärde punkten: Hitta ett bra vindläge.

Blåser det inte kan ni heller inte få ut någon energi från vindkraftverket. Man kan också få bidrag till att bygga vindkraftverket och då måste det stå på en plats med bra vindläge.

Femte punkten: Informera lokalbefolkningen.

Meddela grannar och andra som kan komma att påverkas av bygget. Vill dem inte ha något vindkraftverk i närheten av sitt hus kan de gå till domstol och då kan du vara tvungen att ta ner bygget igen.

Sjätte punkten: Kontakta kommun och elverk.

Kommunen där du bor vet hur du skall gå tillväga för att få alla tillstånd till bygget, och vem vet. De kanske även hjälper dig ekonomiskt. Om du har planer på att koppla in ditt vindkraftverk till elnätet bör du kontakta något elverk eller energibolag. Det är faktiskt alltid bra att kontakta dem för att de har kunskap som kan behövas.

Sjunde punkten: Gör en kalkyl.

Räkna ut hur mycket du sparar varje år på att vara självförsörjande med energi. Räkna också med att vindkraftverket kräver underhåll och service så ni får med det i beräkningen. I värsta fall lönar det sig kanske inte allas att bygga ett vindkraftverk.

Åttonde punkten: Begär bygglov.

Fixa papper på att får bygga vindkraftverket så att du inte sedan måste riva det för att du inte hade tillstånd att bygga det. När ni ändå är igång med att söka bygglov, fixa även alla andra tillstånd.

Nionde punkten: Bilda ett vindbolag.

Av rent ekonomiska och juridiska skäl skall man bilda ett vindbolag. Vilken form man väljer beror på hur man t.ex. vill att ägande och överlåtelseformen skall se ut.

Tionde punkten: Sök investeringsbidrag.

Regeringen lämnar bidrag på 10% av investeringskostnaden till vindkraftverk med en eleffekt på minst 200kW. Det går även att få bidrag fån andra håll. Kontakta Sveriges vindkraftförening, de vet vart du skall dig för att få bidrag.

Elfte punkten: Bygg vindkraftverket.

Detta är tunga saker. Vi kommer att gå igenom hela vindkraftverket från tornet till turbinbladen till generatorn och allt däremellan. Det är framförallt denna punkt som vi kommer att behandla i denna guide.

Tolfte punkten: Invigningsfest.

Också en mycket viktig sak. Festen markerar slutet på byggnationen och starten på er nya miljövänliga energiförsörjning. OBS!!! Testa vindkraftverket innan festen så att ni vet att det fungerar. Det skulle vara ganska pinsamt om det inte gjorde det på festen.

Rikstäckande lagar och förordningar (Ur SFS)

Enligt 8§ i förordning 1998:22 om statligt bidrag till vissa investeringar inom energiområdet står det att ett bidrag lämnas ut med 10% av investeringskostnaden till vindkraftverk med en eleffekt på minst 200kW. Kraven är att det står på en plats med goda vindförhållanden och uppfylla vissa kvalitetskrav. Båda kraven bestäms av Statens energimyndighet (http://www.stem.se).

I miljöbalken 1998:808 1 kap. 1§ står det att det är obligatorisk tillåtlighetsprövning för gruppstationer av vindkraft med en total effekt på minst 10MW.

Det är bara riktigt stora vindkraftverk som kommer upp i de effekterna. Men vem vet, hela bygden kanske går samman och bygger några riktigt stora vindkraftverk och då blir självförsörjande av vindkraftverk.

I samma författning 6 kap. 1§ står det att det alltid skall skrivas en miljökonsekvens- beskrivning för alla verksamheter som nämns inom det 9, 11 och 12 kap. I 9 kap om miljöfarlig verksamhet står det att verksamheter som ”kan medföra olägenhet för omgivningen genom buller, skakningar, ljus, joniserande eller icke-joniserande strålning eller annat liknande” skall klassas som miljöfarliga verksamheter. Då ett vindkraftverk både kan skapa buller, skakningar och ljus är det en miljöfarlig verksamhet. En miljökonsekvens- beskrivning är till för att underlätta ett beslut om tillstånd att anlägga och driva verksamhet som nämns i 9, 11 eller 12 kap. Vad som skall ingå i den nämns i bilaga 1. SVIF har ett bra dokument som tar upp precis vad en MKB är och vad som skall ingå i den. Det rekommenderas att läsa den.


I förordning 1998:899 står det vart man skall vända sig när man skall söka tillstånd till att anlägga ett vindkraftverk. Det är olika instanser för olika stora anläggningar. Det står:

”Vid varje slag av verksamhet anges var tillstånd skall sökas eller anmälan göras enligt följande:

A: tillstånd skall sökas hos miljödomstol

B: tillstånd skall sökas hos länsstyrelsen

C: anmälan skall göras till den kommunala nämnden.

gruppstation för vindkraft
med tre eller flera
vindkraftsaggregat med en
sammanlagd uteffekt av minst
10 MW A

övrig gruppstation med
vindkraftverk som inte
omfattas av punkten 40.1-4
eller vindkraftverk med
enstaka aggregat för en
sammanlagd uteffekt av mer
än
1 MW B

gruppstation med vindkraft-
verk eller vindkraftverk med
enstaka aggregat för en
sammanlagd uteffekt av mer än
125 kW men högst
1 MW C”

Det kan även finnas loka bestämmelser och föreskrifter där ni har tänkt anlägga ert vindkraftverk. Kontakta kommun och landsting för att kolla upp det.
Det är viktigt att alla papper är klara innan ni börjar med bygget.

 

Del 1: Hur man kan bygga ett vindkraftverk


Inledning
I denna första del av vår guide till att bygga ett vindkraftverk kommer vi att gå igenom vindkraftverket och ge förslag till hur ni kan bygga det för att få ett bra resultat. Det är inget som säger att ni inte kan bygga det annorlunda. Ni behöver inte ens göra något som vi har sagt. Det finns nog lika många konstruktioner på vindkraftverk som det finns konstruktörer.


Placering av vindkraftverket
För att få ut mesta möjliga energi ur vindkraftverket är det viktigt att ni placerar det rätt. Ju mindre föremål det finns som stör vinden desto bättre är det. Den bästa placeringen är på en liten kulle eller på toppen av en hög mast.


Bygget
Vi kommer att gå igenom hela vindkraftverket bit för bit, förklara lite hur det fungerar och ge rekommendationer till konstruktionen. För att klara av att bygga ett vindkraftverk behöver man, eller ha tillgång till, kunskaper i aerodynamik och elektromekanik. Många problem för andra byggare har uppkommit då man helt enkelt inte hade tillräckligt med kunskap. Genomgången av vindkraftverket kommer att börja i botten och sluta i toppen. Vid varje område står det hur man kan konstruera det och lite om hur det fungerar. Om ni vill veta mer om hur de olika delarna fungerar står det i del 2: ”Så här fungerar ett vindkraftverk”. Vi rekommenderar er faktiskt till att läsa igenom de sidorna för att få en större helhetsbild om hur ett vindkraftverk fungerar.


Mast, stagning och fundament

För att vindkraftverket skall ge en så bra effekt som möjligt skall det arbeta i så ostörd vind som möjligt. Hus, träd, klippor och liknade objekt stör vinden och orsakar turbulens. Turbulensen gör att vindkraftverket fungerar sämre och får en ryckigare gång som sliter ut konstruktionen. Men en bit ovanför dessa hindrande objekt är vinden så gott som ostörd. Därför skall turbinen sättas på en mast så att den kommer upp en bit i luften och får arbeta i ostörd vind.
En stor majoritet av de hemmabyggda vindkraftverken har en fackverksmast. En fackverksmast är att föredra framför en rörmast, som används på de stora vindkraftverken, då den har många fördelar som passar sig för hemmabygge. En av de få nackdelarna med en fackverksmast är att de kan uppfattas som fula.
Man bör inte sätta masten direkt på marken, utan man bör gjuta ett fundament för att det skall stå stadigare. För att det skall sår ännu stagigare brukar man staga masten med stållinor ner i marken. Man bör använda sex stycken stagliner för att då tar alltid två stagliner upp kraften som bildas när vinden trycker på turbinen.


Turbinen
Den troligtvis viktigaste delen av hela vindkraftverket är turbinen. Det är där som vindens rörelseenergi omvandlas till rörelseenergi i turbinen som drar runt en axel till generatorn. Och där får vi frukten av vårt arbete: Elektrisk energi, eller en spänning. För att lättare få en överblick över turbinen delar vi upp den i följande delar:
• Bladantal och diameter
• Bladprofil och löptal
• Bladform och tordering
• Material
• Inriktning och orientering
• Nav och stormskydd
Bladen är det viktigaste i turbinen och de kommer att ta upp det mesta utrymmet.


Bladantal
Driftmässigt är en trebladig turbin överlägset. Visserligen kräver det mer arbete men man får en turbin som är mer förlåtande och minskar behovet att finjusteringar.


Diameter
De flesta hemmabyggda vindkraftverk har en diameter mellan 5 och 10 meter. Man skall inte välja en diameter och hoppas på att den ger tillräckligt med energi. Ju större diameter man har på turbinen desto mer energi ger den. För att få en dimensionerad turbin bör man räkna ut vilken diameter som krävs för att generera en viss effekt. Genom att använda följande formel kan man räkna ut effekten för en turbin med en känd diameter och vid en viss vindhastighet.
där
P är effekten
Cp är effekt koefficienten
är luftens densitet
A är den svepta arean
v är vindens hastighet
är verkningsgraden
Cp får man ur effektivitetsdiagram för den sortens turbin. får man ur tabeller och är 1,25 . Vindens hastighet mäter man på plats en genomsnittlig dag eller kollar i tabeller från SMHI. Vanligt är att man bygger för en vind på mellan 9 och 12 m/s. Den vinden kallar man för märkvind. Verkningsgraden för ett vindkraftverk är ca 50% så blir 0,5. För att få vilken diameter som krävs för att kunna generera en viss effekt får man genom att använda den föregående formeln och använda lite algebra på den och då får man:

För säkerhets skull bör man lägga på ca 5-10% på den uträknade diametern för att vara på den säkra sidan att vindkraftverket klarar av att förse husen med ström.


Bladprofil
Vi rekommenderar profil NACA 44xx som har visat sig vara effektiv vid vindkraftsanvändning. Den är visserligen inte utvecklad för vindkraft men den fungerar ändå bra och bjuder inte på några otrevliga överraskningar. Profiler speciellt utvecklade för vindkraftbruk är mycket känsliga för konstruktionsfel och ger inte så mycket extra effekt.


Löptal
Det ideala löptalet för en trebladig turbin ligger mellan 5 och sex så ni bör ha ett liknande.


Bladform
Det bästa är att använda idealt formade blad, men de kräver så pass mycket arbete för den lilla extra effektillskott som de ger. Om man istället väljer trapetsformade blad får man blad som har en bra verkningsgrad och kräver inte jättemycket arbete.


Tordering
Tordering, vridning av bladet, kräver lite extra arbete. Men det lönar sig i slutändan. En ideal tordering ger bäst verkningsgrad när vinden är konstant, men vid byig vind blir gången ryckig. Vid byig vid är otorderade blad bäst, men deras vekningsgrad vid konstant vind är ganska dålig. Mellantinget mellan de båda, linjär tordering, ger hyfsad verkningsgrad vid konstant vind och ger en stabil gång vid byig vind. Men nackdelen är att de kan orsaka mycket buller. Vilken tordering man väljer beror på hur mycket arbete man vill lägga ner på vindkraftverket och vilka vindförhållandena är på platsen.


Material
Valet av material beror helt på hur mycket arbete (och pengar) man vill lägga ut på bladen. De olika materialen har också sina begränsningar. Till ideala blad (idealt utformade och torderade) är blad gjutna i glasfibrer det bästa. Till rektangulära otorderade blad har materialet inte stor betydelse då tillverkningsmetoden är mycket enkel. Då väljer man det billigaste alternativet som är metall. Till mindre vindkraftverk är blad av trä ett alternativ.


Kraftöverföring och inriktning
Enbart en turbin och ett torn gör inget vindkraftverk. För att ha någon nytta av turbinens rotation som skapas av vinden måste man leda rotationen till en generator. Men innan dess måste varvtalet växlas upp. Man måste också se till att vinden inte kommer från fel håll och då kunna rikta in vindkraftverket i rätt riktning.


Inriktning i vind
Den enklaste metoden för inriktning i vind är att toppen av masten med turbinen kan svänga fritt. Om man då har en fena som sticker ut en bit bakåt ut från toppen rättar det in sig i vinden. Den största nackdelen med det inriktningssystemet är att man inte kan vrida vindkraftverket ur vind. Om man styr inritningen med en elektrisk motor och en vindriktare som under normaldrift fungerar automatiskt och som man också kan styra manuellt kan man rikta vindkraftverket ur vind när det blåser upp till storm. Till stormskydd bör man ha två av varandra oberoende system.


Nav
Navet är en viktig del i turbinen. Det viktigaste med navet är att det är hållbart och att bladen sitter symmetriskt. Om de inte sitter symmetriskt blir navet obalanserat och det orsakar onödiga påfrestningar. Vinkeln mellan bladens fästen skall, om bladen är tre, vara 120,0°. Valet av vilket nav man skall ha beror på om man vill köpa ett mer komplicerat nav som minskar påfrestningarna på resten av konstruktionen eller om man gör det själv. Gör man det själv är det bra att utgå ifrån ett bil eller lastbilshjul. Väljer man att köpa ett är flappingsnavet och gungbrädesnavet de bästa.


Stormskydd
Som stormskydd skall man ha två av varandra oberoende system. Det är för om det ena inte fungerar skall det finnas ett annat så att vindkraftverket inte skenar iväg. Om man har ett system för att vrida vindkraftverket ur vind är det ett stormskydds system. Det finns två andra som vi också rekommenderar. Ett av dem är att vrida bladen till antingen flöjtning eller överstegring. Nackdelen med det systemet är att det är klurigt att konstruera, men har man väl fått det till att fungera kan man sedan bygga ut det till ett system som automatiskt reglerar anfallsvinkeln för att maximera vindkraftverkets effekt. Det andra är mycket enklare och et är att sätta en vanlig broms på primäraxeln för att på så sätt kunna stanna verket. Om vi skulle välja två system för stormskydd skulle det vara att vrida verket ur vind och en broms på primäraxeln. Det är två tekniskt enkla systen som är lätta att underhålla.


Kraftöverföring

Vinden får turbinen att rotera och med hjälp av axlar och växlar leds rotationsrörelsen till generatorn. Det finns inte många olika sätt att konstruera det på men lite olika blir det mellan de olika verken.


Växeln
För att generatorn skall fungera maximalt behöver man växla upp turbinens låga rotationshastighet till generatorns högre. För att göra det behöver man växlar. Det helt klart lättaste är att använda en växellåda från en lastbil eller byggmaskin. De har en lämplig utväxling på mellan 1:15 och 1:20.


Val av generator
Valet av generator beror på om man skall ansluta vindkraftverket till det befintliga elnätet, vilket kostar lite i anslutningsavgift men lönar sig i slutändan, eller ha det fristående. Har man verket anslutet till det befintliga nätet skall man använda en asynkrongenerator. Annars är det mer eller mindre fritt val. Vi rekommenderar dock att man väljer en växelströmsgenerator då dess användningsområde är större. Man skall inte överdimensionera generatorn. Om den är överdimensionerad kan det få till följd att vindkraftverket knappt går att starta.


Generatorns placering

Tekniskt och konstruktionsmässigt är det bäst att placera generatorn i toppen av vindkraftverket. Den enda nackdelen med det är att man måste gå upp i tornet för att serva generatorn. Men i förhållande till vad andra delar av konstruktionen behöver i service kräver generatorn knappt någon.


Bromsar
Om man har valt ett stormskydd med en broms är det bäst, och lättast, att använda en trumbroms från en lastbil eller byggmaskin. Har man andra komponenter från lastbil eller byggmaskin är detta förträffligt.


Reglering
Reglering och stormskydd är två skilda områden, även om de har en hel del likheter. Skillnaden är att med reglering innebär det en belastningsanpassning och stormskydd är avstängning av verket. Om vi nu kan vrida vindkraftverket ut vind för att stanna det kan vi även vara vrida det en liten bit och på så sätt anpassa belastningen.


Har man vindkraftverket anslutet till nätet fungerar generatorn som en varvtalsregulator genom spänningen i nätet. Även starten av ett nätanslutet verk förenklas av en nätansluten generator. Generatorn börjar inte ladda innan vindkraftverket har kommit upp i märkvarvtal, det varvtalet som vindkraftverket är byggt för.


Hållbarhet
Innan ni börjar bygga ert vindkraftverk måste ni se till så att det håller. Alla vindkraftverk skall dimensioneras för att klara av stormstyrkor. Hur man går tillväga för att dimensionera vindkraftverket så att det klarar av stormstyrkor berättas det om i del 3: ”Bygga så att det håller”.

Resten av guiden är tyvärr ej tillgängligt att se on-line. Om ni vill så kan ni ladda hem den. Den är helt gratis. Frågor? kontakta oss bara så svarar vi på den så gott vi kan.