Ingen rotation, kun gevinst: Motionløs vindenergi udfordrer konventionerne

Tænk på vind, og du tænker på bevægelse, ikke? Men hvad hvis vi kunne få energi fra vinden uden de sædvanlige roterende blade, vi er vant til at se? 

Det er, hvad der sker med nogle af de nyeste vindenergiteknologier. De ændrer vores gamle forestillinger om, hvordan vindkraft fungerer, ved at indfange vindens energi på nye måder, der ikke altid kræver bevægelse.

Efterhånden som vi omfavner disse innovationer, er det også vigtigt at forstå begrænsningerne ved traditionelle metoder.  Mens vindmøllervindmøller producerer ren, vedvarende energi, men de er ikke uden ulemper.  For eksempel er vindkraftproduktion gennem møller ikke et økonomisk fornuftigt valg til at producere energi for steder, der ikke er vindfulde nok. 

Og da vindmøller ofte installeres i fjerntliggende områder, kan opbygning af infrastrukturen være et problem, især at skabe transmissionslinjer for at transportere elektricitet fra vindfarme til boliger i byområder. 

Desuden er store møller kendt for at producere støj og forstyrre områdets visuelle æstetik. Derudover kan disse installationer også påvirke den lokale dyreliv. 

Alle disse vanskeligheder kan nu løses ved ikke at bevæge sig væk fra kernekonceptet, som er at bruge vind til ren energiproduktion. Svaret ligger i de motionløse vindmøller, da de kan udnytte energien uden at skabe støj eller andre problemer, der følger med den. 

Klik her for listen over de mest lovende vindenergiaktier.

Motionløs vindenergi generering

At generere motionløs vind handler om at fjerne afhængigheden af et centraliseret, ressourcekrævende net og stole på en kombination af distribuerede energiresurser (DER), som man kan placere på boliger og kommercielle bygningers tage.  Mens disse energiresurser anvender både sol og vindkraft, har vindfordelen ved at være tilgængelig 24/7, i modsætning til solstråler. 

Imens indfanger en motionløs vindgenerator vindkraft ved brug af vertikalt monterede luftprofiler eller vinger i stedet for store turbineblade.Dette flow passerer en lille turbine placeret ved enhedens base og genererer elektricitet, mens den roterer, uden at involvere store roterende eller bevægelige dele. 

Der er mange fordele ved denne proces. Den reducerer støjforurening, hjælper med at beskytte dyrelivet, udnytter pladsen effektivt og kræver lav vedligeholdelse. 

Selvom historien om traditionel vindkraft, som vi kender den i dag, går mange år tilbage, tilføjer motionløs vindenergi-generering betydelig værdi til vores bæredygtighedsindsats. Og selvom den er ny, fjerner det ikke de løfter og potentiale, den allerede har vist.

Ifølge Architecture 2030 stammer 50 % af de globale CO₂-udledninger fra bygninger og det byggede miljø. Heraf kommer 27 % fra bygningers drift, mens 20 % kommer fra byggematerialer, konstruktion og anden anvendelse i byggebranchen. Derfor er det vigtigt, at vi bruger bygningers energiløsninger mere effektivt, og motionløs vindgenerering er et skridt i den retning. 

Mange kommercielle virksomheder har påtaget sig opgaven med at gøre motionløs vind til noget gennemførligt. Vi vil diskutere disse virksomheder og se på den teknologi, de anvender i deres løsninger. 

Virksomheder med transformative løsninger inden for motionløs vindgenerering

1. Vortex Bladeless

Vortex beskriver deres vindkraftløsning med flere adjektiver. Energien er bladløs, sikrere, mere støjsvag og grønnere. 

Alt i alt er Vortex Bladeless’ vision at tilbyde et nyt vindalternativ fra forbruger‑niveau store vindparker. Og for at opnå sin vision, baserer virksomheden sig på anden fysik end almindelig vindkraft. Resultatet er unikt og fuld af muligheder. 

Motionløs vindløsningsteknologi: Vortex Bladeless‑metoden

Vortex‑enheden ligner et cylindrisk tårn. Hvis vi starter nedenfra, er den nederste del fast og kendt som basen. Delen over basen er kernen, som indeholder en kulstofstang. Over kernen er der en alternator‑tuning‑system. Over dem alle er den cylindriske mast, som oscillerer frit vinkelret på vindretningen. 

Når vinden passerer omkring disse cylindriske strukturer, skaber den trykvortexer. Frekvensen af disse vortexer afhænger af vindhastigheden. Da strukturerne har en lignende naturlig resonansfrekvens, begynder de at oscillere og indfange vindens energi. 

Efter indfangning af energien følger konverteringsfasen. Til konvertering bruger Vortex Bladeless teknologien fra en traditionel alternator, hvor enheden oplever en interaktion mellem spoler og magnetfelter. 

Elektricitet genereres ved elektromagnetisk induktion. Magneterne tjener også som et tuning‑system, hvor mastens elasticitetskonstant justeres, så vindhastighedsområdet, hvor oscillationer forekommer, udvides. 

Selvom Vortex’ teknologi stadig er under udvikling, vil den, når den er fuldt realiseret, have flere fordele sammenlignet med en almindelig turbine af samme størrelse. Vortex bladløs vil være gearfri og oliefri, kræve ingen bremser og være lettere at fremstille. Den vil altid forblive orienteret på en ensartet grundstruktur. Den vil kræve mindre plads og have en længere levetid.

Vortex Bladeless: En kort profil

Grundlagt af David Suriol og Raul Martin Yunta, har Vortex Bladeless hovedkontor i Madrid, Spanien. Det er en tidlig fase startup. Ifølge offentligt tilgængelige data indsamlede virksomheden US$120,000 i pre‑seed‑finansiering fra Techstars i 2021. 

For dem, der ikke er bekendt med Techstar er den positioneret som den mest aktive pre‑seed‑investeringsvirksomhed globalt, med en samlet accelerator‑portefølje på US$105 milliarder i markedsværdi. 

2. Aeromine: Wind-Energy System Without the Blades

En anden virksomhed, der tilbyder transformative bladløse vindenergiløsninger, er Aeromine Technologies. Disse bladløse systemer installeres på kommercielle bygningers tage for at udnytte vedvarende energi på stedet. 

Aeromine udnytter aerodynamikkens principper. Det bruger bygning‑integrerede luftprofil‑baserede vindgeneratorer uden bevægelige dele. Når vinden passerer gennem disse luftprofiler, skabes der et lavt trykområde mellem dem. 

Den hule centrale krop i strukturen leder trykket ned til manifolden og den interne propeller. I den nederste del af strukturen trækker lavt tryk luft gennem indtaget, så den passerer propelleren og genererer kraft, før luftstrømmen forlader den centrale krop og blandes med den frie vind. 

Princippet for Aeromine drejer sig om at bruge ingen eksterne dele og fjerne vibrationer. I stedet bruger den luftprofiler til at indfange og forstærke en bygning eller kommerciel strukturs luftstrøm. Løsningen ligger foran solenergi ved kun at kræve en tiendedel af den tagplads, som solpaneler bruger. 

Aeromine‑løsningen er lydløs og stationær. Den kan generere energi til enhver tid under alle vejrforhold. Systemet er typisk en kombination af 20‑40 enheder på en bygnings kant, hvor kombinationen vender mod den dominerende vindretning. 

Ifølge virksomheden er deres system næsten 50 % mere produktivt end andre vedvarende energialternativer. Hvis det kombineres med solenergi på taget, kan det bladløse vindenergisystem fuldt ud dække en bygnings lokale energibehov. 

Aeromine Technologies: En kort profil

Grundlagt i 2020 af Martin Manniche, Aeromine Technologies har hovedkontor i Greater Houston Area, USA. Den 31. oktober 2023 modtog virksomheden en tilskud på US$1,1 million fra den danske Energistyrelse. 

I januar 2023 foretog AEC Angels en investeringsgodkendelse i Aeromine Technologies. Den første investering i Aeromine Technologies kom fra Mass Challenge som ikke‑egenkapitalstøtte.

Hvorfor motionløs vindgenerering betragtes som en troværdig løsning for fremtiden?

Den højeste bekræftelse af motionløs eller bladløs vindenergi‑generering som en vej til at skabe ren, vedvarende energi kommer fra dens investorer. 

Aeromine’s innovative tag‑vindenergisystem, der omdanner en bygningens vindstrøm til vedvarende energi, fik en tilskud på US$1,1 million fra den danske Energistyrelse, som vi så. Tilskuddet blev tildelt efter at have vurderet løsningens levedygtighed på ni parametre, herunder kommercialiseringspotentiale og evnen til at opfylde klima‑politiske mål. 

Der er dog meget arbejde at gøre for at gøre den fejlsikker. Danmarks Tekniske Universitet (DTU) vil samarbejde med Aeromine om at udføre ydeevnetests af teknologien på en række bygningstyper og varierende vindforhold. 

Ifølge til professor Christian Bak, leder af Airfoil‑ og Rotor‑Design‑afdelingen ved Danmarks Tekniske Universitet, vil universitetet undersøge flow‑modellering for forskellige bygningstyper og måle løsningens ydeevne “for at udlede forbedrede algoritmer til at estimere energiproduktionen og den optimale placering på taget.” Dette vil føre til yderligere finjustering og mere effektiv anvendelse af systemet. 

Da løsningen kan implementeres på tage af lejligheder, kontorer, lagre, havneterminer, hospitaler, detailcentre og enhver bygning med fladt tag, vil viden om placeringsoptimering føre til øget tilpasningsevne.

Aeromine indrømmer, at der allerede er betydelig efterspørgsel efter deres løsninger på markedet. Faktisk, ifølge Aeromine‑medstifter Martin Manniche, modtager de allerede en “stor mængde interesse i teknologien og øger produktionen for at imødekomme efterspørgslen.” 

Manniche mener også, at deres løsning vil gøre vindenergi til et ‘godt match for lokale virksomheder’, hvilket endnu ikke har været tilfældet.  

Lignende fordele og mere kan også findes for Vortex Bladeless’ løsninger. For eksempel er deres løsning med motionløs vindgenerering billigere i fremstilling og vedligeholdelse. 

For dem, der er i tvivl om Vortex’ design‑effektivitet, hævder skaberne, at deres Vortex Mini – den 13‑meter (42‑fod), 4 kW model – kan indfange op til 40 % af vindens kraft under ideelle forhold. 

Selvom den er 30 % mindre effektiv end konventionelle vindmøller, kan man kompensere for denne mangel ved at placere det dobbelte antal Vortex‑turbiner i samme rum som en propellerturbine. 

Opfyldelse af mål for ren energi

Opnåelsen af målene for netto‑nul‑emissioner inden 2050 vil i høj grad afhænge af en vellykket udnyttelse af vind‑ og solenergi. 

På vindenergi‑fronten, mens turbinerne er blevet større med højere navhøjder og større rotor‑diametre, skal de årlige vindkapacitets‑tilføjelser indtil 2030 øges markant for at nå målene. 

For at nå netto‑nul‑emissionsmålet for 2050, som forudser ca. 7.400 TWh vindelektricitet i 2030, skal den gennemsnitlige årlige vækst i produktionen stige til omkring 17 %. For at opnå dette vil det kræve en årlig kapacitetstilvækst fra omkring 75 GW i 2022 til 350 GW i 2030.

Tilføjelser af vindkraftkapacitet har indtil videre primært været begrænset til Kina, en betydelig spiller på dette område. Landet er i øjeblikket ansvarligt for halvdelen af de globale tilføjelser af vindkraftkapacitet i 2022. 

Den International Energy Agency har også bemærket hæmmet vækst i produktionen af vindkraftudstyr. For at forbedre situationen har agenturet anbefalet en acceleration i tempoet. Det har også observeret, at innovationer i sektoren primært drejer sig om produktivitetsforøgelse og omkostningsreduktion. 

I et sådant blandet scenarie kan motionløs vindenergi‑generering tilføre brændstof til væksten. Med sine begrænsede pladsbehov og let vedligeholdelige egenskaber kan den sprede sig hurtigt over geografier, hvor store landområder er en begrænsning. 

På den positive side oplevede investeringer i vindkraft en stigning på 20 % i 2022, efter en afmatning i 2021. Det er også blevet en del af alle større samarbejdsprogrammer for vedvarende energi med betydelig støtte fra den private sektor. 

De investeringer, som Aeromine og Vortex har vundet, især fra det videnskabelige og teknologientusiast‑samfund, viser, at motionløs vindenergi har solide fundamenter. Yderligere finjustering og nødvendige kalibreringer vil gøre den til et perfekt valg for at sprede rækkevidden af ren, vedvarende energi hurtigere.

Klik her for listen over de mest lovende vedvarende energiaktier at investere i.