Vindkraft som energikälla för vägbelysning

Del 2: Vindkraft

Hur mycket blåser det längs vägen?

På Vindlov.se finns det hjälp och råd för den som planerar vindkraft i Sverige, bland annat kartor över medelvindhastighet på olika höjder. Den lägsta karterade höjden är 80 m. Vindhastigheten över land varierar från 6–7 m/s vid kusterna till 4–5 m/s i inlandet.

Mätvärden på 80 m höjd är inte direkt applicerbara för småskalig vindkraft i väg­belysningen, vindhastigheten minskar och turbulensen ökar ju närmare marken man kommer.

Trafikverket har 575 väderstationer placerade vid väggrenar över hela landet. De samlar in olika metrologiska data, bland annat vindhastighet. Vindmätarna är placerade på ca 7 m höjd över vägbanan vilket kan motsvara hur ett småskaligt vindkraftverk placeras i vägmiljön.

Med hjälp av årsdata från stationerna går det att få en tydlig bild av vindläget kring vägarna i landet. En sammanställning från 2 års mätningar visar att medelvinden totalt för Sverige är 2,3 m/s (mätt över 10 minuters intervaller). Av 575 stationer var det endast 28 st som har haft över 4,5 m/s i medelvind; 14 av dessa på broar, 3 i fjällterräng och 11 längs landsväg på öppen terräng nära till vatten.

Vilken energiproduktion kan man få ut av ett småskaligt vindkraftverk?

Vindenergi har ett kubiskt förhållande till vindhastigheten, om hastigheten fördubblas ökar energin med 23. De flesta vindturbiner ger mest energi vid vindar mellan 15-20 m/s, sedan sjunker energiproduktionen snabbt vid lägre vindhastighet, vid 8 m/s återstår 10% och vid 4 m/s återstår knappt 2%.

Data från vägväderstationerna visar på en medelvind på 2,3 m/s för hela landet, ett litet horisontalaxlat vindkraftverk på 1kW och 1,8 m rotordiameter har vid den medelvinden en ideal snittproduktion på ca 90 kWh per år. I en faktisk situation kan man räkna med att verken producerar mindre på grund av förluster i kringutrustningen, störd vind med mera. Det är heller inte alla verk som klarar av att få tillräcklig laddspänning vid så låga vindhastigheter, i Svensk Vindkraftsförenings marknadsöversikt över små vindkraftsverk i Sverige ligger startvinden runt 3 m/s för de minsta verken.

En annan faktor som påverkar energiproduktionen är hur turbulent vinden är, en ren och ostörd luftström har högst energiinnehåll. Byggnader och skog skapar turbulens och lager av störd vind som minskar energiproduktionen. De rekommendationer som finns är att placera vindkraftverken så högt upp som möjligt och långt ifrån byggnader, skog och andra störande föremål. I en vägmiljö är det svårt att placera in verk som är högre än vad övrig vägutrustning normalt är. Man får räkna med att masthöjden i de flesta fall blir mellan 10–15 m.”Av 575 stationer var det endast 28 st som har haft över 4,5 m/s i medelvind; 14 av dessa på broar, 3 i fjällterräng och 11 längs landsväg på öppen terräng nära till vatten.”

Det är teoretiskt möjligt att placera ett vindkraftverk på stolptopp för att försörja en vägbelysningsarmatur, men då endast på platser med högre årsmedelvind än normalt. I praktiken behöver man hitta platser med ostörd vind och högre vindstyrkor än normalt.

Vad kostar ett vindkraftverk?

Jag har ingen större erfarenhet av vad prisbilden blir på ett verk anpassat för gatu­miljö, förutsättningarna är annorlunda för ett kraftverk placerat i gårdsmiljö som i praktiken har daglig tillsyn. Det behövs automatik för bortkoppling och skydd vid för kraftiga vindar. I Svensk vindkraftförenings marknadsöversikt ligger priserna för ett 0,3 kW verk på ca 15.000:- och ca 30.000:- för ett 1 kW. På det tillkommer kostnad för installation, batterier och styrutrustning samt större dimensioner på mast och fundament.

Publicerad den 20 maj 2016

Ur Ljuskultur Nummer 3, 2016