Norge

Et flytende kinderegg

Si vindkraft, og de fleste av oss tenker på himmelhøye vindmøller. Professor Arnfinn Nergaard så for seg noe ganske annerledes.

I full skala, over 50 meter i diameter og med 100 meter høye blader, skal Gwind på sikt kunne produsere opptil fire-fem megawatt. Før ilandføringskabler er på plass, vil det være aktuelt å levere strøm direkte fra enkeltturbiner til havinstallasjoner som oljerigger og oppdrettsanlegg. I dag drives disse hovedsakelig av henholdsvis gass og diesel - som gir store co2-utslipp.

  • Hilde Solheim

Før kabler er på plass for ilandføring av energien vindturbinene produserer, vil det være aktuelt å produsere strøm direkte til installasjoner til havs - som oppdrettsanlegg. I dag drives disse for en stor del av diesel.

Flytende vindturbiner beregnet for vindparker til havs, er nytt, og kappløpet mot å utvikle fremtidens teknologi er i gang. Gwind fra Universitetet i Stavanger stiller med et gyrobasert-patent. Foto: FOTO: UiS

I full skala vil Gwinds blader være 100 meter høye og bredden på hele konstruksjonen 55 meter. Tegningen viser dimensjonene - legg merke til mannen på "dekk". At selve turbinen ligger nede i sjøen, beskyttet av flyteelementet, gjør vedlikeholdet enklere, sikrere (se vindeltrappen) og rimeligere enn for tradisjonelle vindmøller. At tyngdepunktet også ligger svært lavt gjør konstruksjonjonen adskillig mer stabil enn vindmøller til havs.

I løpet av høsten vil en prototyp av Gwind bli sjøsatt og testet i stavangers havnebasseng.

I 25 år hadde han stått midt oppi det forrykende Norske oljeeventyret før han for ti år siden tok skrittet over på tørrere grunn – til forskerjobb og professorat i offshoreteknologi ved Universitetet i Stavanger.

Her har Arnfinn Nergaard utviklet Gwind – en flytende vindturbin som utnytter vindkraften til havs for å produsere miljøvennlig, fornybar elektrisitet, og som på mange måter er konstruert motsatt av en tradisjonell vindturbin, eller vindmølle.

På land er områdene for vindmølleparker begrenset. De er upopulære nær boligområder av estetiske og støymessige grunner, jordvernere vil ikke ha dem på dyrket mark og naturvernere vil ha mest mulig uberørt natur. Dermed har de så smått begitt seg ut i havet. Først og fremst til grunne områder der de er fundamentert i bunnen. Men også forsøksvis flytende og forankret på større dyp til havs, der de i mindre grad belaster ulike sider av miljøet.

Professor Arnfinn Nergaard har i en årrekke forsket på en ny type vindturbin som er bedre tilpasset forholdene til havs enn den landbaserte vindmølleteknologien. Foto: UiS

Sjøvant

— Skal man designe noe som flyter, må man passe på vektfordelingen, sier Arnfinn Nergaard som opprinnelig er utdannet skipsingeniør fra daværende NTH i Trondheim. Med sin maritime tilnærming – og nær sagt opplagte betraktning – snudde han derfor det meste på hodet:

  • I stedet for å ha alt maskineriet på toppen av en høy mast, har han lagt tyngdepunktet/turbinen så lavt som mulig, faktisk helt nede i sjøen – i et flyteelement som samtidig beskytter nøkkelkomponentene, er lettere å vedlikeholde langt til havs og som gir lavere driftskostnader.
  • Vingebladene, som skal fange vinden og lage strøm, snurrer rundt en vertikal i stedet for en horisontal akse,
  • ... noe som igjen bidrar til en gyroeffekt – en effekt som er patentert og fungerer på samme måte som en snurrebass. Sammen med forankringen til havbunnen bidrar dette til å stabilisere innretningen ytterligere.
    Tilsammen tre faktorer som gjør dette «flytende kinderegget» adskillig bedre egnet for tøffe havforhold og større dyp enn dagens opprinnelig landbaserte teknologi.

Hvis det viser seg å virke som det skal.

Patent

For tre år siden tok Nergaard patent på Gwind (som står for Gyro wind ), men utprøvningen er fortsatt i startfasen. I løpet av høsten vil en modell bli testet Stavangers havnebasseng. Effekten som produseres vil ikke tilsvare mer enn en liten vannkoker, men fra neste vår skal den etter planen plasseres ved Oljemuseet og drive et kunstverk på land, slik at publikum får anledning til å bli kjent med prosjektet.

Simen Malmin er prosjektleder for innovasjon og forretningsutvikling ved Prekubator TTO i Stavanger. Nå skal han blant annet skaffes millioner av kroner for at Gwind skal få virkelig vind i vingebladene.

Som for nesten all nyskapning er veien frem lang. Men universitetene har sine forretningsutviklere, og via Prekubatur TTO i Stavanger er Simen Malmin, entreprenørutdannet sivilingeniør, satt på jobben som daglig leder i Gwind. Han kan fortelle at prosjektet hittil har mottatt tre millioner kroner av Norges forskningsråds Fornyprogram, og at det nå, i første omgang, skal hentes inn 16 millioner til videre utvikling og salg av vindturbinen – halvparten fra offentlige kilder og halvparten fra private investorer. Les også: Storm-gründer satset på Gwind:

Les også

Kalvig satser på nyttvær og vind-prosjekt

Strøm til fisk og olje

Visjonene er store, men strategien er å begynne lokalt og i mindre skala. I samarbeid med Grieg Seafood og bransjeorganisasjonen ARENA Ocean of Opportunities utvikles det nå en vindturbin dimensjonert for å drive ett av havnæringsselskapets oppdrettsanlegg i Rogaland.

Deretter planlegges en gradvis opptrapping i løpet av de ti kommende årene. I foreløpig mangel av infrastruktur som kan føre den produserte elektrisiteten til land fra store vindparker til havs, er det i første omgang naturlig å plassere turbiner i direkte tilknytning til havinstallasjoner som kan nyttiggjøre seg nullutslipps-energien.

Les også

Når forskning skaper verdier

— Eksempelvis er mer enn halvparten av dagens havbruksanlegg dieseldrevne, og oljerigger drives av gassturbiner som gir et skyhøyt CO2-utslipp.Miljøgevinsten ved å bruke vindkraft er åpenbar, påpeker Malmin og erklærer:

- Vi er i ferd med å posisjonere oss for en ny, flytende æra. Og målet er å ha den aller beste vindturbinen når den tid kommer.

De øvrige artiklene i serien om innovasjoner fra norske universiteter:

Universitetet for miljø- og biovitenskap, Ås:

Hodbarhetsindikatoren keep-it tar tempen på maten

Universitetet i Nordland:

Bellafrakken,plagget som forhindrer smitte

Universitetet i Bergen:

Test som kan skille mellom "snill" og "sint" livmorkreft:

Universitetet i Tromsø:

Nettsted for smittsomme sykdommer i nærmiljøet

Universitetet i Agder:

Smart sluk som ikke skader fisken

NTNU i Trondheim:

Fleksibel gruvebolt som sikrer fjellet bedre

Universitetet i Oslo:

Ultralystryrt, berøringsfri mobilskjerm