Vindenergi i Danmark
Undersøgelser elever kan lave:
- Byg en modelvindmølle: Konstruer en lille vindmølle og mål elproduktionen ved forskellige vindhastigheder med ventilator og multimeter.
Se forsøgsbeskrivelse
Formål: At undersøge sammenhængen mellem vindhastighed og elproduktion i en modelvindmølle.
Materialer: Pap, træpinde eller plastiksked til vinger, lille DC-motor fra gammelt legetøj, multimeter, ledninger, ventilator eller hårtørrer.
Fremgangsmåde:
- Klip 3-4 vinger af pap eller plasticskeer og fastgør dem på en træpind.
- Monter akslen på DC-motorens aksel med tape.
- Forbind motorens ledninger til multimetret (indstil på mV).
- Stil ventilatoren i forskellig afstand og mål spændingen ved hvert trin.
- Notér vindhastighed (skøn ved afstand) og spænding i en tabel.
- Prøv med forskellige vinge-vinkler og sammenlign resultaterne.
Databehandling: Lav en tabel over afstand og spænding. Tegn en graf med vindhastighed på x-aksen og spænding på y-aksen.
Diskussion: Hvad betyder vinge-vinklen for produktionen? Hvad ligner vores model i forhold til en rigtig vindmølle?
- Placeringsoptimering: Undersøg hvordan placering af vindmøller påvirker energiproduktionen ved forskellige afstande og opstillinger.
Se forsøgsbeskrivelse
Formål: At undersøge hvordan afstand og placering af vindmøller påvirker energiproduktionen.
Materialer: To modelvindmøller (DC-motorer med vinger), ventilator, multimeter, linjal, boks eller bord til opstilling.
Fremgangsmåde:
- Opstil den første vindmølle direkte foran ventilatoren og mål spændingen.
- Placér den anden vindmølle bag den første og mål dens spænding.
- Flyt møllerne til siden for hinanden og gentag målingerne.
- Prøv møllerne side om side i forskellig afstand fra ventilator.
- Notér alle målinger i en tabel med opstilling og spænding.
Databehandling: Sammenlign spændinger ved de forskellige opstillinger. Beregn, hvilken opstilling giver mest samlet produktion.
Diskussion: Hvorfor placerer man vindmølleparker med stor afstand? Hvad er kompromisset mellem areal og produktion?
- Energitabet i nettet: Beregn hvor meget energi der går tabt ved transport fra vindmølle til forbruger.
Se forsøgsbeskrivelse
Formål: At beregne og forstå energitab ved transport af elektricitet over lange afstande.
Materialer: Lommeregner, data om det danske elnet (kan søges online), papir og blyant.
Fremgangsmåde:
- Find data om spændingsniveauer i det danske elnet (400 kV, 150 kV, 10 kV, 230 V).
- Beregn strømstyrken I = P/U for 1 MW ved henholdsvis 400 kV og 230 V.
- Brug formlen for tab: P_tab = I² × R, antag R = 10 Ω pr. 50 km.
- Beregn tabet i procent ved de to spændingsniveauer.
- Tegn et diagram der viser hvordan tabet ændrer sig med spændingen.
Databehandling: Opstil en tabel over spænding, strøm, tab (W) og tab i procent. Tegn en graf.
Diskussion: Hvorfor bruges så høj spænding i elnettet? Hvad ville konsekvensen være af at sende al strøm ved 230 V?
Digitale ressourcer:
- SIMULERINGPhET: Faradays lov - Undersøg elektromagnetisk induktion - princippet bag vindmøllens generator
- VIDEOVindmøller forklaret - Forklaring på vindmøllers virkemåde
- DRStore Nørd: Verdens største vindmølle - Nørdene besøger toppen af verdens største vindmølle og undersøger videnskaben bag vindenergi
Fysik-kemi
- Energiomdannelse: vind → mekanisk → elektrisk
- Effekt og virkningsgrad
- Elektromagnetisk induktion
- Materialelære: vingernes konstruktion
- Energitransformation og -tab
Geografi
- Danmarks vindressourcer
- Vindmøllers påvirkning af lokalmiljøet
- Energiforsyning og forsyningsnet
- Rumlig planlægning
- CO₂-besparelser
Biologi
- Påvirkning af fugle og flagermus
- Støjgener for dyr og mennesker
- Habitatpåvirkning
- Skyggekast og biologiske rytmer
- Marine økosystemer ved havmøller
FN's Verdensmål
Mål 7: Bæredygtig energi
Mål 13: Klimaindsats
Mål 9: Industri, innovation og infrastruktur